Измеритель модуля и фазы коэффициента передачи четырехполюсника

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 02 П 9) (11 01 ЕТ СССР ОТНРЫТИ СОЯЯРЧ ИСА ТОРСК ОБ Н ВИДЕТЕЛЬСТ 3.4 д 1 еС Рас 1 агй,ей 8410, 1983.др. Радиотехни- .Советское раМ ОЪ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ(56) Измеритель параметров. цепей ЪК 2-18. Техническое описание ЕЭ 1 0 005 ТО.Каталог фирмы НеСША. Комплект моделДворяшин Б.В, ические измерения. Мдио, 1978, с. 124.(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОДУЛЯ И ФАЗЫ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ЧЕТЫРЕХПОЛ 10 СНИКА, содержащий генератор испытательного сигнала,.выходом соединенный с входом делителя мощности, два смесителя, сигнальный вход первого из которых соединен с первым выходо делителя мощности, вторым выходом соединенного с первой клеммой для подключения испытуемого четырехполюсника, сигнальный вход второго смесителя подключен к второй клемме для подключения испытуемого четырех полюсника, опорные входы смесителей соединены с соответствующими выходами гетеродина, управляющий входкоторого через блок фазовой автоподстройки частоты соединен с первымвходом измерителя промежуточнойчастоты и выходом первого усилителя,входом соединенного с выходом первого смесителя, выход второго смесителя подключен к входу второго усилителя, о т л и ч а ю щ и й с я жгем,что, с целью расширения диапазоначастот, в него введены блок памяти,переключатель и последовательно соединенные аттенюатор,фазовращатель исумматор, при этом вход аттенюаторасоединен с выходом первого усилителя,второй вход сумматора. подключен квыходу второго усилителя и первомувходу переключателя, второй вход которого соединен с выходом сумматора,а выход переключателя подключен квторому входу измерителя промежуточной частоты, управляющий вход фазовращателя соединен с первым выходомблока памяти, второй выход которогоподключен к управляющему входу атте"нюатора, а вход блока памяти соедйнен с выходом блока фазовой автоподстройки частоты.1193602 1Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения комплексных параметров радиотехнических цепей в широком частотном и динамических диапазонахЦель изобретения - расширение частотного диапазона при высокой точности измерений в широком динамическом диапазоне амплитуд выходных сигналов четырехполюсника.На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; на фиг. 2 - структурная схема блока памяти,Измеритель содержит генератор 1 испытательного сигнала, делитель 2 мощности, испытуемый четырехполюсник 3, первый 4 и второй 5 смесители, гетеродин 6, блок 7 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), первый 8 и второй 9 усилители, аттенюатор О, фазовращатель 11, блок 12 памяти, сумматор 13, измеритель 14 про" межуточной частоты (ПЧ), переключатель 15 и первую 16 и вторую 17 клеммы для подключения испытуемого четырехполюсника 3. При этом блок 12 памяти содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 18, первое 19 и второе 20 постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), первый 21 и второй 22 цифроаналоговые преобразователи. Выход генератора 1 подключен к входу делителя 2 мощности, выходы которого подключены к,входам смесителей 4 и 5, причем между клеммами 16 и 17 включается исследуемый четырехполюсник 3. Выходы смесителей 4 и 5 подключены соответственно к входам усилителей 8 и .9. К выходу первого усилителя 8 подключен блок 7 ФАПЧ, первыйвход измерителя 14 ПЧ, а через последовательно соединенные аттенюатор 10 и фазовращатель 11 один вход сумматора 13. Выход вто-рого усилителя 9 подключен к другому входу сумматора. Переключатель 15 подключает к второму входу измерителя 14 ПЧ или выход второго усилителя 9, или выход сумматора 13. Выход блока 7 ФАПЧ подключен к управляющему входу гетеродина 6 и входу блока 12 памяти, Выходы гетеродина 6 подключены к вторым входам смесителей 4 и 5. Выходы блока 12 памяти подключены к управляющим входам аттенюатора 10 и фазовращателя .11. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство работает следующимобразом.Сигнал генератора 1 делителем 2мощности разветвляется на два равных по амплитуде и фазе сигнала иподается на входы смесителей 4 и 5,Поскольку на смеситель 5. сигнал поступает через испытуемый четырехполюсник 3, то отношение уровнейи разность фаз сигналов на входахсмесителей 4 и 5 соответствует модулю и фазе коэффициента передачи испытуемого четырехполюсника 3. Преобразования сигналов на промежуточнуючастоту производятся в смесителях4 и 5 с использованием частоты сигнала гетеродина 6, На вход блока 7ФАПЧ поступает сигнал промежуточнойчастоты с выходапервого усилителя 8.В блоке ФАПЧ частота этого сигналасравнивается с некоторой опорнойфиксированной частотой, и на выходеблока 7 ФАПЧ имеет место управляющийсигнал, которыйизменяет частотугетеродина до тех пор, пока промежуточная частота не станет равнойопорной,При изменении частоты генератора1 (например, переход на другую частоту измерения или автоматическоекачание частоты при панорамных измерениях) блок 7 ФАПЧ автоматическиподдерживает постоянной промежуточную частоту, для чего вырабатываетна выходе управляющий сигнал, пропорциональный частоте генератора 1.Усилители 8 и 9 являются избирательными приборами и выделяют из продуктов преобразования в смесителях4 и 5 сигналы только промежуточнойчастоты. В измерителе 14 ПЧ производится измерение отношения уровнейсигналов и разности фаэ на промежуточной частоте.Расширение частотного диапазонапри сохранении динамического диапазона и точности измерений обеспечивается цепью, содержащей последовательно соединенные аттенюатор 10и фазовращатель 11. Действие еезаключается в следующем. Из выходного сигнала первого усилителя 8 с помощью аттенюатора 10 и фазовращателя 11 формируется "компенсирующий"сигнал по амплитуде, равный амплитуде "паразитной" составляющей сигналана выходе второго усилителя 9 ипвотивоположный ему по фазе, Наличие3 1193 такой паразитной составляющей сигнала обусловлено просачиванием входного сигнала смесителя 4 через гете- родин 6 на вход смесителя 5. При суммировании в сумматор" 13 компенсирующего сигнала и выходного сигнала второго усилителя 9 "паразитная" составляющая существенно уменьшается. Ослабление А,вносимое аттенюатором10 характеризует величину развязки 1 О каналов, включающих смесители 4 и 5, а фазовый сдвиг, устанавливаемый Фазовращателем 11, должен иметь знак, противоположный знаку Фазового 1сдвига, обусловленный взаимосвязью каналов.Определение величин А и Ч может производиться различными техническими средствами, Например, в предлагаемом измерителе это осуществляется следующим образом. Испытуемый четырехполюсник 3 отключается от входа смесителя 5, а переключатель 15 устанавливается в такое положение, при котором к второму входу измери теля 14 ПЧ подключается выход втораго усилителя 9. В этом случае на выходе второго усилителя 9 присутствует только паразитный" сигнал. Отноше-. ние уровней сигналов на входах измерителя 14 ПЧ равно А, а разность их Фаз равна М. Поскольку измеритель используется в широком частотном диапазоне, необходимо определять А . инескольких дискретных точек35 частотного диапазона. Шаг сдвига по частоте устанавливается из условия изменения величины А не более 1 дБ при переходе от одной точки частотного диапазона к соседней, а изменения Ч не более 2-3 О, что практи- чески всегда выполняется в измерителях модуля и Фазы коэффициента передачи СВЧ-диапазона при шаге -10 ИГц.45Запоминание величин А и Ч для осуществления управления аттенюатором 10 и фазовращателем 11 на каждой выбранной частоте проводится в бло.ке 12 памяти (фиг. 2). Основой блока 12 памяти являются ПЗУ 19 и 20, в которых хранятся значения А и М. Вход блока 12 памяти подключается к выходу блока 7 ФАПЧ, из которого на аналога-цифровой преобразователь поступает сигнал, йропорциональный 6024частоте генератора 1, На выходе ана- лого-цифрового преобразователя имеет место цифровой код, значение которого соответствует значению частоты.На выходах ПЗУ 19 и 20 имеют место содержимые ячеек ПЗУ, номера ко- . торых соответствуют коду сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя, а следовательно, выходные сигналы ПЗУ 19 и 20 соответствуют значениям А ина частоте измерений. В цифроаналоговых преобразователях 21 и 22 цифровые значения,А и 9 пре,образуются в аналоговые величины. Выходы цифроаналоговых преобразователей 21 и 22 являются выходами блока 12 памяти и подключаются соответственно к управляющим входам ,аттенюатора 10 и фаэовращателя 11.Таким образом, ослабление аттенюатора 10 и фазовый сдвиг фазовращателя 11 приобретают автоматически необходимое значение в зависимости от частоты измерений.Аттенюатор 10 и Фазовращатель11 могут иметь как аналоговое, так и цифровое управление. В случае, если аттенюатор 10 и фазовращатель 11 имеют цифровое управление, необходимость в цифроаналоговых преобразователях 21 и 22 отпадает. В этом случае к выходам ПЗУ 19 и 20 непосредственно подключаются входы аттенюатора 10 и фазовращателя 11.При положении переключателя 15в состоянии, при котором он подключает к второму входу измерителя 14 ПЧ выход сумматора 13, "паразитный" сигнал компенсируется в сумматоре 13 непосредственно равным по амплитуде и противофазным сигналом, поступающим с выхода цепи аттенюатор 10 - фазовращатель 11 на один вход сумматора 13, что обеспечивает высокую точность и широкий динамический диапазон измерений.Оборудование, необходимое длявведения в блок 12 памяти величин А иявляется технологическим и в состав измерителя не входит. Величины А изаписываются в память один раз при изготовлении на стадии изготоВления блока 12 памяти измерителя.