Устройство для измерения быстроизменяющихсяфазовых сдвигов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВ ЮТЕЛЬСТВУ Союз Советски Социалистически Республик11838609 1) Дополнительное к авт. У 51) 22) Заявле 9.79 (21) 2820441/18-21 В 25/00 присоединением заявки Государственный комСССРно делам изобретенн открытий тет(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСТРОИФАЗОВЫХ СДВИГОВ ЮЩИ ХС овышение точжение однознаоных сдвигов Изобретение относится к радиоиз -мерениям, в частности к устройствамдля измерения фазовых сднигон, и мо-.жет быть использовано при измеренииФаэовой стабильности клистронон, лампбегущей волны и других усилителей СВЧ,а также зависимости параметров этихприборов от режимов питания,Известно устройство для измерениябыстрых фазовых сдвигов, содержащееСВЧ генератор, опорный генератор, измерительный и опорный каналы, усилитель и Фазоизмеритель 1).Однако быстродействие такого устройстна ограничено узкополосностью 15устройства обработки информационногосигнала в кнадратурных сумматорахнизкой точностью измерения, неоднозначностью регистрации фазовых сдвигов. 20 я измерениядержащееизмерительенератор,межуточнойр 2,ойства являь измеренийий Фазы СВЧ йство длФазы, сорный ипо ный 5 тсац30 Известно устробыстроменяющейсяСВЧ генератор, опный каналы СВЧ, о рсмеситель, усилительчастоты и Фазовый детНедо стат ком этогоется невысокая погреши неоднозначность инди Цель изобретенияности измерения и дост ности при индикации ф СВЧ. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор СВЧ, направленный ответвитель, опорный генератор, смеситель, соединенный с усилителем промежуточной частоты, и фазовый детектор, причем генератор СВЧ соединен со входом направленного ответвителя, подключенного через выводы исследуемого объекта ко входу смесителя, введены удвоитель частоты, фазовый модулятор, сумматор, ограничитель и фазосдвргатег.ь, причем второй выход направленного ответвителя соединен с первым входом Фазового модулятора, второй и третий входы которого через удвоитель частоты и непосредственно соединены с опорным генератором, а выход - со входом смесителя, при этом второй выходопорного генератора через фазосдвн" гатель соединен с управляющим входом разового детектора, выход сумматора через ограничитель соединен с первым входом Фазового детектора, а первый и нторой входы его подключены к опор 838609ному генератору и выходу усилителяпромежут очной частоты,На фиг 1 приведена функциональнаясхема устройства для измерения быстроизменяющихся Фазовых сдвигов; наФиг, 2 - закон Фазовой модуляцииОПОрного СВЧ сигнала.Устройство состоит из генератораСВЧ 1, олорного генератора 2, удвоителя 3 частоты, направленного ответнителя 4, Фазового модулятора 5, иэ -меряемого объекта 6, смесителя 7,усилителя 8 промежуточной частоты,сумматора 9, ограничителя 10, фазового детектора 11 и Фазосдвигателя12,Устройство работает следующим образом,СВЧ сигнал генератора 1 разветвля;-тся направленным отнетнителем 4 надна канала, в одном из которых устанонлен объект б измерения, а в другам - Фазовый модулятор 5:Разность фаз сигналов, поступающихна смеситель ран а Ьд М н)п Я+Хг г я 1 и Яг. + Ч, Где М,г г индексыФазоной модуляции сигнала опорнойчастоты и его второйределяемые амплитудой этих сигналОВ;хх - фазовый с дни г, нногсимый Объектомцкрени я,ПеременХое напряжение на ныУОдссмесителя, равно(1, = П сон:хгПосле разло;кения в ряд Фурье сигнал пернОЙ ГарХкОяки можно э аписатьн ни. хе(Я ) + ХХк+ХхЧ ," (0 (М 7) + 3 О- : 2 Х 1 сонЧ Е (3х (М,)сон,1 с + 2 П н.и + Зг к, (М ,) ) в 1 пЯ;- к - 1 Х -- ХЯ соэ (Я + ) гГде х) " кОэффициент г э ависвщиЙ От величины индексон Фазовой модуляции и характеризующий потери энергии на перенос Фазы СВЧ фазе ПЧ, Величина=0,72 получается при М = 2,08 и М, = 1,21 и соответствует потерям 3 дБ, что вполне допустимо, Расчетный закон изменения аР во времени, при Ч - сопн (закон модуляции Фазы Как показал численный расч;, про О неденный на ЭВМ, каждому не нулевому значениХо Мсоответствует несколько значений М, при которых амплитуды при сонЧи Н 1 П Р равны. Это Означает, Хто при изменении Ч сигнал первой гармоники лишен амплитуцнсй модуляции и его фазе пеггедается фаза СВЧ, т.е. выражечие (1) приводится к виду в фазовом модуляторе) приводим на Фиг, 2; пунктиром дана пилообразная аппроксимация,На выходе смесителя 7 УПЧ 8 выделяет перную гармонику модулирующего сигнала и далее сигнал гоступает на сумматор 9, где складынается с сигналом той же частоты. Суммарный сигнал после ограничения н ограничителе 10 поступает на информационный вход Фазового детектора 11, на опорный вход которого поцается сигнал опорного генератора 2 через Фазосдвигатель 12 на 90.Предл агае мое и з обретение поз вол яет повысить точность измерения быстрых фазовых сдвигов, уменьшить погрешность измерения с 20-30 до 5-7, а также достигнугь однозначности при индикации Фазовых сднигон СВУ.Формула изобретенияУстройство для измерения быстро- изменяющихся фазовых сдвигов, содержащее генератор СВЧ, направленный отнетнитель, опорный генератор, смеситель, соединенный с усилителем промежуточной частоты, и Фазовый детектор, причем генератор СВЧ соединен со входом направленного отнетнителя, подключенного через выводы исследуемого объекта, ко нходу смесителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при достйженил однозначности измерений, в него введены удвоитель частоты, фазовый модулятор, сумматор, ограничитель и фазосднигатель, причем второй выход направленного отнетнителя соединен с перным входом Фазового модулятора, второй и третий нходы которого через удвоитель частоты и непосредственно соединены с опорным генератором, а выход - с входом смесителя, при этом второй выход опорного генератора через фазосднигатель соединен с управляющим входом фазового детектора,ны - ход сумматора через ограничитель сое - динен с первым входом фазового детектора, а первый и второй входы его подключены к опорному генератору и выходу усилителя промежуточной .частоты.Источники информации,принятые во внимания при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 167909 г кл, Ь О. В 25/02, 1965,2, Авторское свидетельство СССР Р 338860 кл, С 01 В 25/ОО, 1970,8386 О 9 оставитель Н.Медведеваехред А, Ач Корректор Г.Назарова Ре ор М, Петро Заказ 4421 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,/69 Тираж 732 ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и 13035, Москва, Ж, Раушска Подписноемитета СССРткрытийнаб., д. 45