Устройство для измерения фазовых флюктуаций сигналов генераторов

Изобретение относится к радиоиэмерительной техникеи может быть использовано в измерителях спектра фазовых (частотных) флюктуаций сигналов генератора,Цель изобретения - повьппение чувствительности измерения фазовых флюктуаций сигналов генератора,На чертеже представлена функциональная схема устройства,Устройство для измерения фазовыхфлюктуаций содержит аттенюатор 1,входкоторого соединен с входом устройства для измерения фазовых флюктуаций, блок 2 сложения, один иэ входовкоторого соединен с выходом аттенюатора 1, градуированный аттенюатор 3,вход которого соединен с одним из выходой блока 2, усилитель 4, вход которого соединен с выходом градуированного аттенюатора 3, фазовращатель5, вход которого соединен с другимвыходом блока 2,.аттенюатор 6, входкоторого соединен с выходом фазовращателя 5., делитель 7 мощности, входкоторого соединен с выходом усилителя 4, фазовый детектор 8, входы которого соединены соответственно с выходом делителя 7 мощности и выходоматтенюатора 6, последовательно соединенные фильтр 9 низкой частоты, перестраиваемый генератор 10, причем входфильтра 9 низкой частоты соединен свыходом фазового детектора 8, аттенюатор 11, вход которого соединен с вы 35ходом перестраиваемого генератора10, анализатор 12 спектра и индикатор13 синхронизма автоподстройки, входыкоторых соединены с выходом фазово Ого детектора 8 и входом фильтра 9низкой частоты, индикатор 14 мощности, вход которого соединен с вторымвыходом делителя 7 мощности, вольтметр 15, вход которого соединен с выходом фазового детектора 8.Устройство для измерения фазовыхфлюктуаций работает следующим образом,В исходном положении исследуемый(не показан)и перестраиваемый 1 О генераторы выключены, аттенюаторы 1,3, Ь, 11 закрыты,Процесс измерения состоит из двухэтапов: на первом этапе проводят подготовку к измерениям, на втором -собственно измерения,Подготовка к измерениям заключается в установке необходимых уровнейсигналов, поступающих от исгледчемого генератора и перестраиваемого генератора 10 через аттенюаторы 1, 11соответственно на блок 2 и, в своюочередь, формирующих сигналы, поступакщие через аттенюатор 3, усилитель4, делитель 7 мощности на индикатор14 мощности и один иэ входов фазового детектора 8, а также через фаэовращатель 5, аттенюатор 6 на второйвход фазового детектора 7. При этоматтенюаторы 3, 6 обеспечивают необходимое для проведения калибровкисоотношение уровней сигналов на входах фазового детектора 8, а фаэовращатель 5 - такую работу исследуемогогенератора и генератора 10, при которой сигналы указанных генераторовв цепи аттенюатор 3 - усилитель 4сдвинуты .по фазе на 180 один относи"тельно другого, а в цепи фаэовращатель 5 - аттенюатор Ь синфазны,Установку необходимых уровнсйсигналов исследуемого генератора иперестраиваемого генератора 10 проводят следующим образом.Включают исследуемый генератор,переключают .фазовый детектор 8 в режим амплитудного детектирования,полностью открывают аттенюатор 6, устанавливают показание Б вольтметра115 равным 0,5 показания, соответствующего максимально допустимому уровню сигнала, подаваемому на фазовыйдетектор 8,Затем переключают фазовый детектор 8 в режим Фазового детектирования, при этом показание вольтметра15 равно нулю. Открывают аттенюатор3 до заметного отклонения показаниявольтметра 15 от нуля, фазовращателем 5 устанавливают максимальное показание вольтметра 15, последовательно, в несколько приемов повторяют операции, открывая аттенюатор 3 и подстраивая на максимум показание вольтметра 15 фаэовращателем 5 до тех пор,пока показание Б вольтметра 15 неустановится равным 0,5 показания Бпри этом запоминают показание 11 ипоказание Р измерителя 14 мощности,Отсчитывают и запоминают ослаблениейХ градуированного аттенюатора 3,пользчясь его шкалой, Фаэовращателем 5 устанавливают показание индикатора 14 напряжения равным нулю. Выключают генератор исгпедуемого сигнала и включают псрептраинаемый генератор 1 О, Аттеннатоп и 11 устанавливаютПвх1 1 вкБ= вздп 11 р+2 Г 215з 1 п(И, 1+ а), (1)где Б - сигнал на первом входе бловкка 2 сложения;П - сигнал на втором входе блошкахка 2 сложения,При сдвиге фаз д Ч, равном п Ф,где п=1,3,5,7 происходит подавление несущей сигнала 11 (1) на выходе1 блока 2 на 20-30 дБ. Глубина подавления несущей регулируется аттенюатором 11, а необходимый фазовый сдвигустанавливается подстройкой частотыперестраиваеиого генератора 10 в небольших пределах с сохранением режима синхронизма в кольце фазовойавтоподстройки,На выходе 2 блока 2 сигнал будетопределяться следующим выражением: 35 0 г вк 11 а вх 11=здп 10+я У 2 У 2 кз 1.п(1 С+ аф,(2) входе бло 40входе блогде 0 в - сигнал на первом1 вкка 2;сигнал на второмка 2,Если сдвиг фаз а у сигналов1 Г 2 45 Б вк и один относительно другого на выходе 1 лока 2 составляет и, где п=1,3,5 то на выходе 2 блока 2 сдвиг фаз между сигналами П вк 1. 2 вхлибудет составлять 1 с в,У 2 12где 1 с=0,2,4 т.ебудет осуществляться сложение указанных сигна 50 55 лов,Измерение фазовых флюктуаций проводится анализатором 12 спектра путем измерения эффективного значения 5 15679 показание измерителя 14 мощности равным Р при этом показание вольтметра 15 будет равно нулю. Включают исследуемый генератор и, подстраивая частоту перестраиваемого генератора 5 О, добиваются режима синхрониэма в кольце фаэовой автоподстройки. Режим синхронизма фиксируется по индикатору 13 сиихрониэма. В режиме синхронизма на выходе 1 блока 2 сложения бу 1 О дет иметь место сигнал, определяющийся следующим выражением: 94 Ь0 шумового низкочастотного няпряже ия в заданном участке спектра исследуемого сигнала, уровень фазовых флюктуаций определяют по формуле1Я (Р,)-10 1 Р(-2 ),асгде Р 1 Гц;Р - полоса пропускания анализатора спектра.Предельная чувствительность измерения уровня фазовых флюктуаций на фазовом детекторе определяется следукеим выражением:(3)П 2,Р . К 2 К твэл, Фвхгде Б (Р) - амплитудные шумы сигнала;Рф - коэффициент подавленияамплитудных шумов на фазовом детекторе; Я (Р ) - избыточные шумы диодовЧизб:ц ффазового детектора;Б(Р ) - шумы УНЧ анализатораспектра;П - коэффициент ослаблениясигнала в схеме до фазового детектора;Р - мощность сигнала на вховкде фазового детектора;К - коэффициент детектирования;К - коэффициент усиления поУмощности усилителя 4; Б в(Г ) - уровень тепловых шумовусилителя 4,формула изобретенияУстройство для измерения фазовых фпюктуаций сигналов генераторов, содержащее фазовый детектор, последовательно соединенные фильтр нижних частот и перестраиваемый генератор, анализатор спектра, вход которого подключен к выходу фазового детектора и входу фильтра нижних частот, регулируемый фазовращатель, индикатор синхронизма автоподстройки, вольтметр, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерения фазовых флюктуаций, в него дополнительно введены блок сложения, градуированный аттенюатор, усилитель, делитель мощности, измеритель мощности и три регулируемых аттенюатора,1567994 Составитель Е. ГубановТехрец Л.Олийнык Корректор Л.Патай Редактор А.Маковская Заказ 1321 Тирах 546 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытням при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ухгор д, ул. Гагарина, 10 причем входы блока слохения черезсоответственно первый и второй аттенюаторы подключены к входу устройства для измерения фазовых, фпюктуацийи выходу перестраиваемого генератора, а выходы подключены соответственно через последовательно соединенныеградуированный аттенюатор, усилитель,делитель мощности и последовательносоединенные фазовращатель и аттеню - ,атор к входам фазового детектора,вход измерителя мощности подключенк второму выходу делителя мощности,а вход вольтметра и вход индикаторасинхронизма автопоцстройки подключены к выходу фазового детектора,