Панорамный измеритель ксв и ослаблений

(я)5 6 01 В 27/2 К АВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВУ первый 11, вт тельные перек квадратного к точник 16 опоемыи четырех ниния ис- ду Цель изобГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБ(71) Севастопольский приборостроительный институт(56) Авторское свидетельство СССР М 798638, кл. 6 01 й 27/28, 1979.Авторское свидетельство СССР М 1306086, кл. С 01 В 27/28, 1982. (54) ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КСВ И ОСЛАБЛЕНИЙ(57) Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения частотных Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения частотных КСВ. етения - повышение точно ольших ослаблений и малы е приведена структурная хема панорамного измериблений,й измеритель КСВ и ослабт генератор 1 качающейся вленные ответвители 2 и 3 падающей и отраженной второй 5 и третий 6 детекто отношений, панорамный литель 9, переключатель 10,электрическая с теля КСВ и ослаПанорамны лений содержи частоты, напра соответственно волн, первый 4, ры, измеритель индикатор 8, уси КСВ. Цель изобретения - повышение точности измерения больших ослаблений и малых КСВ. Панорамный измеритель КСВ и ослаблений содержит генератор 1 качающейся частоты, направленные ответвители 2 и 3 соответственно падающей и отраженной волны, первый 4, второй 5 и третий 6 детекторы, измеритель 7 отношений, панорамный индикатор 8, усилитель 9, переключатель 10,первый 11, второй 12 и третий 13 дополнительные переключатели,исследуемый четырехполюсник 17. Введение блока 14 извлечения квадратичного корня, блока 15 вычитания, источника 16 опорного напряжения позволяет измерять малые ослабления и большие КСВ с высокой точностью.1 ил. рой 12 и третий 13 дополючатели, блок 14 извлечеорня, блок 15 вычитанияного напряжения и исслолюсник 17,Измеритель работает следующим обрам. Первый этап калибровки, Выход основного канала направленного ответвителя 3 соединяется с третьим детектором 6. Переключатели 10-13 устанавливаются в первое положение. Выходной сигнал третьего детектора 6 06 поступает через переключатель 10 на второй вход измерителя 7 и на вход усилителя 9. Выходной сигнал первого детектора 4 04 поступает на первый входизмерителя 7, при этом на его выходе имеется напряжение07 = К 6 К 7 06/04,где К 6 - коэффициент, имеющий размерность напряжения;К 7 - коэффициент усиления канала делимого измерителя 7,Напряжение 07 через переключатели11 и 13 поступает на вход панорамного индикатора 8. Регулируя К 7, добиваются единичногоо уровня напряжения 07, при этомК 6 = 04/06. (1)Второй этап калибровки.Переключатели 10-13 устанавливаются вовторое положение. При этом сигнал 06 свыхода третьего детектора через переключатель 10 поступает на второй вход измерителя 7, а сигнал 04 - на его первый вход,Выходной сигнал измерителя 7 через переключатели 11 и 12 поступает на первый входблока 15, на второй вход которого поступаетвыходное напряжение 016 источника 16,При этом блок 15 вырабатывает сигнал015 = К 15(016 - 07 ),где К 15 - масштабный коэффициент блока15, который через второй вход и выходтретьего дополнительного переклЮчателя13 подается на панорамный индикатор 8,Путем регулировки уровня опорного напряжения 016 добиваются по шкале панорамного индикатора 8 нулевого уровня сигнала (нулевой отметки) на выходе блока 15.Напряжение 016, полученное в результатетакой регулировки, остается неизменнымдля режима измерения малых ослаблений016 = 07, (2)Режиму измерения КСВ предшествуетрежим калибровки, состоящий из двух этапов.На первом этапе калибровки к выходуосновного канала направленного ответвителя 3 подключается короткозамыкатель.Переключатели 10-13 устанавливаются втретье положение, Сигнал 05 с выхода детектора 5 через первый вход и выход переключателя 10 подается на второй входизмерителя 7, сигнал 04 поступает на первый его вход. Напряжение07 = К 7 К 5 05/04,где К 5 - коэффициент усиления канала делимого измерителя 7,подается через переключатель 11 на блок14, сигнал на выходе которого 014 = К 144 Бгде К 14 - масштабный коэффициент блока14.Сигнал 014 через переключатель 9 поступает на индикатор 8, проградуированный в значениях КСВ. Оператор путемрегулировки добивается по шкале панорамного индикатора 8 установки единичного5 10 15 20 25 3035 40 45 50 55 В режиме измерения больших и средних ослаблений между выходом основного канала направленного ответвителя 3 и входом третьего детектора 6 включается исследуемый четырехполюсник 17, Переключатели 10-13 устанавливаются в первое положение,При ослаблении исследуемого четырехполюсника 17, равного максимальному измеряемому ослаблению, на выходе усилителя 9 сигнал отсутствует. Уровень сигналагенератора 1 устанавливается таким, чтобы первый детектор 4 работал на верхней границе квадратичного участка. Третий детектор 6 при этом работает на нижней границе квадратичного участка характеристики, так как исследуемым четырехполюсником 17 внесено большое ослабление, По мереуменьшения ослабления, когда третий детектор б выходит на верхнюю границу квадратичного участка, на выходе усилителя 9появляется напряжение, пропорциональное выходному сигналу третьего детектора уровня напряжения (сигнала, соответствующего модулю коэффициента отражения, равного единице или КСВ = о) на выходе блока 14, При этом К 505 = 04 и, следовательно014 = К 14 Й 7,Значение коэффициентаК 5= 04/05 (3)остается неизменным на период измерения КСВ,На втором этапе калибровки переключатели 10-13 устанавливаются в четвертое положение, Сигнал 05 с выхода детектора 5 через первый вход и выход переключателя 10 подается на второй вход измерителя 7, на первый вход которого поступает сигнал. Сигнал с выхода измерителя 7 07 = К 7 подается через переключатель 11 на блок 14, сигнал на выходе которого 014 =- К 144 К 7.Сигнал 014 через переключатель 12 поступает на первый вход блока 15, на второй вход которого подается сигнал 016. Блок 15 вырабатывает сигнал015 = К 15(016 - 014).который подается через переключатель 13 на панорамный индикатор 8, Путем регулировки уровня опорного напряжения 016 оператор добивается сигнала нулевого уровня (нулевой отметки на шкале панорамного индикатора 8) на выходе блока 15. Напряжение016 = 014, (4)установленное в результате такой регулировки, остается неизменным для режима измерения больших КСВ. На этом калибровка заканчивается, 16723856, которое поступает на управляющий входгенератора 1, уменьшает уровень сигналадо тех пор, пока рабочая точка третьего детектора 6 не вернется на нижнюю границуквадратичного участка, Соответственно устанавливается на нижнюю границу квадратичного участка и рабочая точка первогодетектора 4. Дальнейшее уменьшение ослабления исследуемого четы рехполюсника17 приводит к тому, что рабочая точка третьего детектора 6 двигается к верхней границе квадратичного участка (в область малыхослаблений).Таким образом, характеристики ослабления исследуемого четырехполюсника 17 15измеряется в динамическом диапазоне,равном удвоенному диапазону квадратичности характеристики третьего детектора б,С учетом условия (1) первого этапа калибровки сигнал на входе панорамного индикатора 8 будет иметь вид0 т- К 0 т,где Кх = К 606 И 4 - модуль коэффициентапередачи исследуемого четырехполюсника17, 25Значение Кх отсчитывается по шкалепанорамного индикатора 8,В режиме измерения малых ослабленийпереключатели 10-13 устанавливаются вовторое положение, При этом рабочая точка 30третьего детектора 6 находится на верхнейгранице квадратичного участка характеристики, Сигнал с выхода третьего детектораб поступает через переключатель 1 на входизмерителя 7. Напряжение 07 = 07 Кх с его 35выхода подается через переключатели 11 и12 на блок 15. Выходной сигнал блока 15 сучетом условия калибровки (2) будет иметьвид015 = К 15016(1 - Кх) (5) 40Значение Кх отсчитывается по шкалепанорамного индикатора 8.В режиме измерения малых и среднихКСВ переключатели 10-13 устанавливаютсяв третье положение. При этом панорамный 45измеритель КСВ и ослаблений работает врежиме, аналогичном описанному для больших и средних ослаблений соответственно,С учетом условия (3) первого этапа калибровки сигнал на входе панорамного индикатора 8 будет иметь вид014 = 014 Гхгде Гк =ЯБО 5/О 4 - модуль коэффициента 55 отражения исследуемого четырехполюсника 17,Значение КСВ отсчитывается по шкале панорамного индикатора 8. В режиме измерения больших КСВ переключатели 10-13 устанавливаются в четвертое положение, При этом рабочая точкавторого детектора 5 находится на верхнейгранице квадратичного участка характеристики. С учетом условия (3) первого этапакалибровки сигнал на выходе блока 14 будетиметь вид014 = 014 ГхНапряжение с его выхода подается через переключатель 12 на блок 15, сигнал навыходе которого с учетом калибровки (4) будет иметь видЯ 15 = К 15016 (1 - Гх) . (6)Значение КСВ отсчитывается по шкалепанорамного индикатора 8,.Из выражения (5) нетрудно получитьформулу для дк, - относительной погрешности измерения Кх. Для этого из уравненения(5) находятКх = 1 - 015/(К 15016)Формула для дкх определяется иэследующего выражения1 дКХ дКхдкх = К (дЛ 016 +.д - Л 015 +дКх+ д 7 ЛК 15)Откуда получают1 - Кхдкх К (дО 15 - дО 16 - дк 15)ггде дО 15,дО 16,дк 15 - относительные погрешности установки напряжений 015, 016 и масштабного коэффициента К 1 э,Графики зависимости дкх от Кх, рассчитанной при различных значенияхдО 1 б,дО 15,дк 15, приведены нафиг, 2,Анализ формулы (7) и графика показывает, что погрешность измерения Кх тем слабее зависит от дО 16,дО,5,дк,5, чем меньшеослабление исследуемого четырехполюсника 17, т.е. чем ближе к единице, и составляет0,03% для Кх = 0,01 дБ. В то же время погрешность измерения, рассчитанная поформуледк =+ (0,05 К +0,35) дБ.составит 8,4 ,Из формул (5) и (6) следует, что они идентичны, следовательно, сказанное выше относительно измерения малых ослаблений вполной мере относится и к измерениямбольших КСВ,Таким образом, введение блоков 14, 15и источника 16 позволяет измерять малыеослабления и большие КСВ с высокой точностью.Формула изобретенияПанорамный измеритель КСВ и ослаблений по авт, св. 1 Ф 1306086, о т л и ч а ю1672385 Составитель М.КроминТехред М,Моргентал Корректор А.Осаулен Редактор Т.Иванова аэ 2837 Тираж 396 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб 4/5 КНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Г, 101 щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения малых ослаблений и больших КСВ, выход измерителя отношений соединен с входом панорамного индикатора через введенные последовательно соединенные первый дополнительный переключатель, блок извлечения квадратного корня, второй дополнительный переключатель, блок вычитания и третий дополнительный переключатель, причем второй выход первого дополнительного переключателя соединен с вторыми входами второго и третьего дополнительных переключателей, первый вход второго дополнительного пе реключателя соединен с первым входомтретьего дополнительного переключателя, а второй вход блока вычитания соединен с выходом введенного источника опорного напряжения.10