Устройство для отображения характеристик перестройки широкополосных свип-генераторов

(51) .С 01 Н 23/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71 ) Мос ков ск ий институт электронногомашиностроения(56) 1Обзор по электронной техникаСерия "Электроника СВЧ", 1980,вып. 6, сбб.2. Авторское свидетельство СССРР 113346, кл. 0 01 В 23/06, 1957.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕСТРОЙКИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СВИП-ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее делитель мощности на два направления, один выход. которого нагружен на длинную линию, а также последовательно соединенные усилитель и частотный дискриминатор, выход котороге подклю,чен к входу канала вертикального отклонения осциллографа, генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу управления исследуемого свип-генератора и к входу канала. горизонтального отклонения осциллографа, о т л и ч а ю щ е е с.я тем, что, с целью повышения точности измерений в широкой полосе частот, в него введены вторая длинная линия, разомкнутая на конце,и два раз нополярных амплитудных детектора, выходы которых соединены с входом усилителя, а входы - соответственно с входами длинных линий, второй выход делите- Я ля мощности соединен с входом второй длинной линии, выход первой длинной Я линии закорочен.Изобретение отнОсится к радиоиз 1рительной технике и предназначено,для контроля в процессе настройки ирегулировки широкополосных СВЧ свипгенераторов.Известно устройство для исследования характеристик электронной перестройки свип-генераторов, содержащеесумматор, на один вход которого сигнал испытуемого свип-генератора подается непосредственно, а на другойчерез линию задержки, выход сумматора через периферийное устройствоподключен к ЭВМ, которая производитнеобходимые вычисления и представляет результаты измерений характеристик в виде таблицы 1 .Однако использование такого сложного и дорогостоящего устройства связано с большими эксплуатационнымизатратами.20Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для отображения характеристик электронной перестройки широкополосных свип-генераторов, содержащее делитель мощности на два направления, один выход которого нагружен. на электрически длинную линию, адругой подключен к входу смесителя,выход электрически длинной линии под- Зключен к второму входу смесителя,выход которого через усилитель подключен к входу частотного дискриминатора, выход последнего соединен свходом канала вертикального отклонения осциллографа, к входу канала горизонтального отклоненияи одновременно к управляющемувходу исследуемого свип-генератораподключен выход генератора пилообразного напряжения 21,40Однако при такой реализации устройства возникают значительные дополнительные ошибки измерения из-за"паразитного" сигнала помехи), выделяющегося на выходе смесителя, Этот 45сигнал создается за счет нестабильности выходной мощности испытуемогосвип-генератора в рабочем диапазонечастот, неравномерности частотныххарактеристик элементов измерительно-го тракта и отражений в тракте.Целью изобретения является повышение точности измерений в широкойполосе частот.Укаэанная цель достигается тем,что в устройство для отображения характеристик перестройки широкополосных свип-генераторов, содержащее делитель мощности на два направления,один выход которого нагружен на длинную.линию, а также последовательно 60соединенные усилитель и частотный дискриминатор, выход которого подключен к входу канала вертикальногоотклонения осциллографа, генераторпилообразного напряжения, выход кото. рого подключен к входу управления исследуемого свип-генератора и к вхо ду канала горизонтального отклонения осциллографа, введены вторая длинная линия, разомкнутая на конце, и два разнополярных амплитудных детектора, выходы которых соединены с входом усилителя, а входы - соответственно с входами длинных линий, второй выход делителя мощности соединен с вхо. дом второй длинной линии, выход первой длинной линии закорочен.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для отображения характеристик перестройки широкополосных свипгенераторов на фиг. 2 - эпюры сигналов.Устройство содержит делитель 1 мощности входного сигнала на два направления, вход которого подключенк выходу исследуемого свип-генератора(не показан), а один выход нагружен на амплитудный детектор 2 и на длинную линию 3, замхнутую на конце, усилитель 4, выход которого подключен к входу частотного дискриминатора 5, выход последнего подключен к входуканала вертикального отклонения осцил.лографа 6, второй выход делителя мощности соединен с выходом второго детектора 7 и с входом разомкнутой на конце второй длинной линии 8, выходкоторой соединен с входом усилителя 4,вход Х осциллографа соединен с выходом генератора пилообразного напряжения 9, одновременно его выход подклюен к управляющему входу свип-генератора.На фиг. 2 показана форма сигналов в предлагаемом устройстве, где А - орма сигнала на выходе исследуемого свип-генератора; Б . - форма сигнала на входе детектора 2; В - форма сигнала на входе детектора 7; Г - сигнал на входе усилителя 4; Д- импульсы на выходе частотного дискриминатора 5; Е - общий вид осцилограммы (масштаб по оси времени для общего вида:. осциллограммы значительнобольше масштаба по оси времени осцилограммы импульсов на выходе частотного дискриминатора Фиг. 2 Д),Устройство работает следующим образом.Сигнал свин-генератора делителем мощности разделяется поровну на дванаправления. Делитель мощности с развязанными выходами может быть выполнен на сдвоенном направленом ответвителе, входная линия которого нагружена на согласованное активное сопротивление. Аналогичный результат мож"но получить, если развязку выходныхплеч делителя осуществить при помощиактивных сопротивлений. С выходовделителя 1 мощности сигналы синфазнопоступают на входы детекторов 2 и 7.К детектору подключена недисперсион(2) Вычитание сигналов помехи на вхо. де усилителя улучшает соотношение сигнал/помеха, по сравнению с прототипом, более чем на 20 дБ.1Одному периоду полезного сигнала . Т, на входе усилителя 4 ( фиг.2 Г) со" 55 ответствует изменение угла сдвига фаз между исходным и отраженным сигналами на входе детектора 2 (или 7) .4 Ф (3),й= - = -ае а", ная электрически длинная линия 3, короткозамкнутая на конце (например коаксиальный кабель). Сигнал, поступивший на ее вход, проходит через длинную линию и, отразившись от короткозамкнутого конца, возвращается на вход, имея сдвиг по фазе относительно исходного сигнала на угол4 И (1)фУр 10 в результате чего в точке включения детекторавозникает амплитудная модуляция исходного сигнала с изменением частоты свип-генератора за счет интерференции между исходным и 15 отраженным сигналами (фиг. 2 Ь). В точке включения детектора 7 возникает такая же амплитудная модуляция исходного сигнала , так как линия 8 имеет такие же электрические параметры, как и линия 3 (фиг,28), но фаза амплитудной модуляции отличается на Ъ так как сигнал, отраженный от разомкнутого конца линии 8, сдвинут на входе детектора 7 по отношению к исходному сигналу на уголвесЧВ приведенных соотношениях (1) и (2) 1 - длина электрически длинных 30 линий 3, 8; т - текущее значение частоты свип-генератора; 7 -фазовая скорость сигнала в линиях 3, 8. Для недисперсионных электрических линий фазовая скорость сигнала в линии пос 35 тоянна и не зависит от частоты сигнала.После детектирования на входном сопротивлении усилителя 4 сигналы, , определяемые .амплитудной модуляцией 40 эа счет интерференции, накладываются,.так как детекторы включены проти. вофазно (фиг. 2 Г), Сигналы, вызванные фпаразитной" .М (из-за нестабильности мощности свип-генераторане равномерности частотных характеристик элементов измерительного тракта, отраженный в тракте), вычитаются. где ь 1 - изменение частоты свип-генератора, вызвавшее изменение фазы сигнала на входе усилителя на 21время задержки в недисперсионной электрически длинной линии 3 (8) (оно определяет разрешающую способность устройства) .С выхода усилителя 4 сигнал поступает на частотный дискриминатор 5, который в конце каждого периода сигна. ла формирует импульсы напряжения, амплитуда которых обратно пропорциональна длительности периода (фиг.20), т.е. за время между двумя соседними импульсами свип-генератор изменяет свою частоту на величину Ь , Далее эти импульсы подаются на вход канала вертикального отклонения осциллографа б, горизонтальная развертка которого осуществляется напряжением с выхода генератора пилообразного напряжения 9. На экране осциллографа б индицируется (отображается) с"рия импульсов (фиг, 2 с). Амплитуда этих импульсов пропорциональна крутизне перестройки, а их огибающая - нелинейности крутизны перестройки исследуемого свип-генератора.Таким образом, использование новых элементов - делителя 1 мощности с развязанными выходами в сочетании с двумя идентичными недисперсионными электрически длинными линиями 3 и 8 и двумя амплитудными детекторами 2 и 7 (фиг. 1), выгодно отличает предлагаемое устройство для отображения характеристик перестройки широкополосных свип-генераторов от устройства, принятого за прототип, так как значительно уменьшаются составляющие . погрешности, вызванные нестабильностью мощности испытуемого свип-генератора, неравномерность частотных характеристик элементов измерительного тракта и отраженными в измерительном тракте. В результате повышается точность измерений при одновременном расширении полосы рабочих частот устройства. Последнее связано с возможностью снижения требований к стабильности выходной мощности исследуемого свип"генератора и требований к равномерности частотных характеристик спользуемых элементов измерительного ракта. Улучшение электрических хаактеристик устройства расширяет возможности его применения для более широкополосных генераторов с большими изменениями мощности при свипировании, а также увеличивает объективность и уменьшает трудоемкость контрольно-измерительных операций при испытаниях и производстве свип-гене-. раторов.1103155 аказ 497 33 Тираж 711 ПодпиВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. ое