Измеритель полных сопротивлений

(зов 6 01 Я 27/06 ИСАНИЕ ЕТЕНИ МУ СВИ ЛЬС риборостроительуди,Юдин и 8)721901,8.тельство СС27/06, 1982 ОЛНЫХ СОПРО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров радиотехнических устройств в СВЧ-диапазоне. Цель изобретения - повышение точности. Измеритель содержит генератор 1 качающейся частоты, направленные ответвители 2, 3, амплитудные модуляторы 5, 6, регулируемый фазовращатель 7, детектор 9, генераторы 10, 11 модулирующего напряжения, перемножитель 12, фильтр 13, синхронный детектор 14, аналого-цифровой преобразователь 15, блок 16 памяти, блок 17 вычислений, блок 18 цифровой индикации, электронно-лучевой индикатор 19 и блок 20 управления. 2 ил.Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения параметров радиотехнических устрой:тв ь диапазоне сверхвысоких частот.Целью изобретения является повышение точности,На фиг, 1 приведена структурная электрическая схема измерителя полных сопротивлений; на фиг, 2 - структурная электрическая схема блока управления,Измеритель, полнцх сопротивлений содержит генератор 1 качающейся частоты, направленный ответвитель 2 падающей вблны, направленный ответвитель 3 отракенной волны, исследуемый двухполюсник 4, амплитудный модулятор 5, дополнительный амплитудный модулятор 6, регулируемый фазоврашатель 7, квадратурный восьмиполюсник 8, детектор 9, первый Генератор 10 модулирующего напряжения, второй генератор 11 модулирующего напряжения, перемножитель 12, фильтр 13, синхронный детектор 14, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 15, блок 16 памяти, блок 17 вычислений, блок 18 цифровой индикации, электроннолучевой индикатор 19, блок 2 О управления (фиг. 2), генератор 21 тактовых импульсов, счетчик 22 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 23, программируемый источник 24 питания, формирователь 25 коротких импульсов.Измеритель полных сопротивлений работает следующим образом.По сигналу с первого выхода блока 2 О генератор 1 перестраивается на минимальную частогу рабочего диапазона. Цикл измерения состоит из двух тактов. 8 первом такте на регулируемый фазовращатель 7 с второго выхода блока 2 О подается управляющий сигнал, При этом фазовращатель 7 устанавливается в состояние нулевого фазового сдвига. Генератор 1 вырабатывает сверхвысокочастотный сигнал, который распространяется в сторону исследуемого двухполюсника 4,СИГнал Е 1, прОшедший через отв 8 тьитель 2, попадает на модулятор 5, Ввиду конечной направленности направленного ответвителя 3 на модулятор 6 просачиваетЧся сигнал Е 2 = - Е 1,дОтраженный от исследуемого двухполюсника 4 сигнал распространяется в сторону генератора 1, Сигнал Ез = ГхЕ;, где Гх коэффициент Отрвж 8 ния исслеДуемогО двухполюсника 4, пооходит через ответвитель 3 и попадает на вход модулятора 6, Из-за конечной направленности ответвителя 2 на амплитудный модулятор 5 просачи 1вается сигнал Е 4 = - ГхЕл,бТаким образом, на входах амгиитуд 5 нцх модуляторов 5 и 6 г.рисутствуют сигналы Е 5 = Е 1 + Е 4, Е 6 = ЕЗ+ Е 2,Генераторы 11 и 10 вырабатывают гармонические сигналы на;астотах соответственно й, Й 2, и обеспечивают модуляцию1 О сигналов Е 5, Е 6 в амплиудных модуляторах5 и б. Сигналы Е, Ь на выходах амплитудных модуляторов 5 и 6 имеют видЕ 7 = Е 51+М 1 соз й т);Е 8 = Е 61+М 2 соз Й т),15 где М М 2 - козффициень модуляцииСигнал Е 7 попадает на квадратуГныйвосьмиполосник 8 непосредственно. Сигнал Е 8 прОходт на вОсьмиполюсник 8 черезфазовращатель 7., Восьмиполюсник 8 сум 2 О мирует сигналы Е 7, Е 8. Сигнал на выходевосьмиполюсника 8 им 88 вид, Еэ = Е 7+ Е 8Д 8 т 8 ктор 9 Детектиру 8 тсиГнал Е 9, СиГнал навыходе детектора 9 имеет видОл =К 1 Е 1 Г,хсозфЪ М 1 М 2 соз Х25 -2Х(О+Я,)т+А " М 12 ГХХсоз 2.,." +А 2М 2 Гх соз 2 ХЯ-+ "А1где К" - козфсЬициент преобразования детектора 9;ф, - фаза коэффициена Отражения иследуемого двухполюсника 4,А 1, А 2 - обобщенные коэффициенты передач для составляющих измерительногоси 1 нала, Образованных эа счет кон 8 чной направленности ответвителей 2 и 3;А - комбинационные составляющие изм 8 рит 8 льнОГО сиГнала, промодулибованныечастОтами, нЕ Равными симе чаСтот ъЛ ИЙ 2Сигнал О подается на первый вход сичхроннОГО Д 8 тектора 14, Сл налы с выходовгенераторов 11 и 1 О пода отся на г.еремножитель 12. Последний перемножает сигналы генераторов 11 и О, В спектре сигналаНа ВцХОДЕ ПЕрЕМНагжИтЕЛя ,2 ИМеетСя СОставляющая, промодулированная частотой,равной сумме частот Й и Й 2, Сигнал сп 8 ремножителя 12 поступает на вход фильтра 13, настроенного на частоту, равнуюсумме часто- Й и 22. Сигнал на выходефильтра 13 имеет вид Ц 2Афро( + Я 2)где Аф - амплитуда сигнала на выходе фильтра 13, 1693565(4) фЪ = К 4 агс 19 ( 04 /Оз ), (5)где Кз, К 4 - коэффициенты преобразованияблока 17,и передает сигналы (4), (5) на блок 18. Блок18 индицирует значения Гх, Фс на частоте 45генератора 1, определенной оператором,По сигналу с первого дополнительноговыхода блока 20 сигналы 0 з, О 4 в электроннолучевом индикаторе 19 преобразуются в аналоговые сигналы Оз, Оа и 50индицируются в виде точки в полярных координатах. На этом цикл измерения заканчивается и генератор 1 перестраивается наследующую частоту, где процедура измерения повторяется. После того, как и роведен ыизмерения на максимальной частоте, генератор 1 снова перестраивается на минимальную частоту (измеритель полныхсопротивлений работает циклически).Блок 20 работает следующим образом,Сигнал 02 подается на второй вход синхронного детектора 14. Последний обладаетизбирательным свойством и выделяет составляющую сигнала 01, промодулированную частотой, равной сумме 01 и Й 2, т,е. 5полезную составляющую измерительногосигнала,Сигнал на выходе детектора 14 имеетвидОз= К 1 К 2 Е 1 М 1 М 2 Гх Соэфй, (2) 10где К 2 - коэффициент передачи синхронногоо детектора 14.Сигнал (2) подается на АЦП 15, которыйпреобразует его в цифровой эквивалент 0 3.Сигнал О з поступает в блок 16 и по сигналу 15с третьего выхода блока 20 запоминаетсятам до конца второго такта измерения,Во втором такте с второго дополнительного выхода блока 20 на управляющий входфазовращателя 7 подается сигнал, устанавливающий его в состояние девяностаградусного фазового сдвига. Работаизмерителя полных сопротивлений во втором такте аналогичная и сигнал на выходедетектора 14 имеет вид: 2504 = К 1 К 2 Е 1 М 1 М 2 Гх 31 п х, (3)Сигнал (3) подается на АЦП 15, которыйпреобразует его в цифровой эквивалент 0 4,Сигнал О 4 поступает через блок 16 на блок17 и на первый вход электронно-лучевого 30индикатооа 19, Одновременно по сигналу стретьего выхода блока 20 блок 16 передаетсигнал О з на блок 17 и второй вход элект 1ранна-лучевога индикатора 19. По сигналу свторого выхода блока 20 блок 17 реализует 35алгоритмы Генератор 21 вырабатываст периодическую последовательность прямоугольных импульсов, которые подаются на вход счетчика 22. Последний подсчитывает количество этих импульсов и на его выходе формируется двоичный код, который подается на входы цифроаналогового преобразователя 23, программируемого источника 24 и формирователя 25. В соответствии с поступившим кодом цифроаналоговый преобразователь 23 вырабатывает ступенчато изменяющееся напряжение, которое подается на первый выход блока 20 для управления частотой генератора 1. В соответствии с поступившим кодом программируемый источник 24 вырабатывает сигнал для управления фазовращателем 7 и подает его на второй дополнительный выход блока 20. При этом формирователь 25 в соответствии с поступившим кодом вырабатывает три последовательности коротких импульсов, первая из которых обеспечивает запись информации в блок 16 и подается на третий выход блока 20. Вторая последовательность импульсов подается на второй выход блока 20 и служит для запуска блока 17. Третья последовательность импульсов падается на первый дополнительный выход блока 20 для запуска цифроаналсгавага преобразователя, находя ще гася в зле кт ран ноучевом индикаторе 19, Формирователь 25 состоит из трех одновибратарав, каждый из которых входом подключен к соответствующему разряду счетчика 22 н вырабатывает короткий импульс, фиксированный во времени относительно сигналов, управляющих перестройкой частоты генератора 1 и регулируемым фазавращателем 7,Анализ выра. кения (1) показывает, что в спектре продетектированнаго детектором 9 сигнала составляющие, образованные за счет конечной направленности ответвителей 2 и 3, промодулированы частотами 201 и 202, Полезная же составляющая измерительного сигнала, несущая инфармацию как о модуле, так и о фазе коэффициента отражения исследуемого двухполюсника 4, промодулиравана частотой, равной сумме частот Й 1 и Й 2, Благодаря этому свойству измерителя полных сопротивлений полезная составляющая выделяется с помощью избирательной си "темы (синхронного детектора 14),Ввиду этого погрешность измерения в измерителе полных сопротивлений, обусловленная конечной направленностью атветвителей 2 и 3, исключается, чем и достигается поставленная цель.1693565 1 эмеритель полньс сог 1 ро пб Блений, со в "эзий последова Тельно соедиенные ге н)ВТОР) качающейся,";ст)ызп)залн ные От 38 твители падающей и Отракенной волны, амплитудный модулятор, пОследова- тельнО сОединенные квадрзтурный Восьми" полюсник и детектор, последовательно соединенные синхронныи дегектор зналоГол)ИфрОВОЙ Преобраэователь бЛОК ПЗМЯ- ти, блок вычислений и блок щифровой индикаЦии блОк управления ВыхОДы кото- ОСГУ, ФПЕЩДН 6 НЬсПРВВЛЯЮЩИМИ ВХОДЗМИ генератора качающейся частоты, Олока Гамяти и блока Вычислений, причем. ВыхОД Оснцвного канал нзпрзвлрньц)го ответвителя Отраженной Волны явля 6 тся Выходом для ПОДСОВДИИЕНИЯ ИССЛВДУВМОГО ДВЯ ПОЛЮС- ника, О т л и ч а ю й и й с я тем что, с щелью ИВЦЦ фия ТОЧНОСТИ, ВВВЛВНЦ ПОСЛВДОВЗГельно соединенв ы 8 дополнительный амп";/дчыи модуля гор водсо.р-:ен с выходом в оричного канала направл,нного ответвителя отрахенноц волШ ., Ш ц,В%ИВ 1-"ййй жярц, йт.32В .Юд."2 ЮВ 13 ФЯФДФйЖФЮИВЫааВ Зяб фСоставит 8 ль Ь, Кромин 8 Ски ре ао м ааэ 4 О 1 7 3 - Яр 1 Д 1 Граж ПОДПИСНО 6рственного комитета по иэобретениям и Откры 113 ЯБ Часквз, Ж, Рауаская наб., 4/5 м при ГКНТ СССР ОСУ бинат Патент"г, Ужгород, ул. Гагари.)Г ъ у л л и 3 о 6 " Ф т е н и чо иэводстве 1: )"иэдат В л ьский к ны, и регулируемый фаэовращатель, выход которого соединен с входом квадратурного Восьмиполюсника, последовательно соединенные первый генератор модулирующего 5 напряжения, перемножитель и фильтр, выход которого соединен свходом синхронного детектора, второй генератор модулирующего напряжения, выход которого соединен с модулирующим входом до полнительного амплитудного модулятора иВторым входом перемножителя, электронно-лучевой индикатор, ервй и ороЙ входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами блока памяти, а 15 управляющий вход- с первым дополнительным выходом блока управления, при этом Вход амплитудного модулятора соединен с выходом Вторичного канала, направленного ответвителя, падающей волны, выход с вто О рцм входом квадратурного восьмиполюсника, а модулирующий вход - с выходом первого генератора модулирующего напряжения, управляющий вход регулируемого фаэоврдщателя соединен с Вторым допол 25 нительнцм выходом блока управления.