Устройство для измерения фазовых характеристик

ОП ИСАНИЕ 918882ИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоцииелистическикРеспублик(53) УДК 621, 317.373 (088. 8) Опубликовано 07.04.82. Бюллетень М 13Дата опубликования описания 07 . 04 . 82 ио делам изобретений и открытийрасиков Томский институт управления) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФЛЗОВЬ ХАРАКТЕРИСТИКИзобретение "относитсительной технике и моновано при измерении фазетырехполюсников как в к радиоизмебыть исполь. вых сдви гов ункции собания, так5 итуды на венного вносимого зат ли и овых и Аоснпро е носиой досатов,тных оскольотаколишь точ- диа ы аз и в функции изменения амплих входе.В измерительной технике нашменение устройства измерения фхарактеристик цетырехполюсникопостроенные на основе обработкколебания с подавленной несущеУстройства, построенные науказанного способа, позволяютдить измерения фазовых сдвиговшироком диапазоне затуханий, вмых четырехполюсником, с высоктоверност ью полученных результв отличие от большинства извесширокополюсных ВЧ фазометров.ку фазоамплитудная погрешностьго измерителя может появитьсяв области больших значений амп испытательного сигнала за сче грузки входного смесителя индикаторной части измерителя.Известно устройство для измерения фазовых характеристик, содержащее смесители, модулятор, источники напряжений, индикатор аттенюаторы 13Недостатком его является наличие значительной фазоамплитудной погрешности измерения.Известно устройство для измерения фазовых характеристик, содержащее генератор синусоидального сигнала, две системы фазовой автоподстройки частоты, генератора сдвига, удвоитель частоты, установочный и отсчетный фазовращатели, смеситель, селективный усилитель и индикатор нуля 12 .Однако устройство обладает низкой точностью измерений и ограниченностью динамического диапазона затуханий исследуемых четырехполюсников.Цель изобретения - повышение ности и расширение динамического918882вращатели 2 и 3; первую и вторую систему 4 и 5 фазовой автоподстройки частоты, первый управляемый усилитель 6,первый блок 7 автоматической регули 5 ровки амплитуды, сумматор 8, исследуемый четырехполюсник 9, смеситель 10,селективный усилитель 11, синхронныйдетектор 12, индикатор 13 нуля, второйуправляемый усилитель 14, второй блок15 автоматической регулировки усиы- ленив, генератрр 16 синусоидальныхе- сигналов, источник 17 эталонного йару- пряжения, дополнительный установочныйфазовращатель 18 и удвоитель 19 час 5 тоты.Устройство работает следующим обр а г,11 ервая система 4 фазовой автоподстройки частоты настроена на час 20 тот у 55 Цель изобретения достигается тем что устройство для измерения фазовых характеристик, содержащее генератор сдвига, выход которого через последо вательно соединенные установочный и отсчетный фазовращатели соединен с одним из входов первой системы фазовой автоподстройки частоты, другой вход которой подсоединен к одному из входов смесителя и выходу генератора синусоидального напряжения, а в ход - к одному из входов второй сисмы фазовой автоподстройки частоты, д гой вход которойчерез удвоитель ча тоты соединен с выходом генератора сдвига, исследуемый четырехполюсник, выход которого соединен с другим вхо дом смесителя, выход которого присое динен к входу селективного усилителя и индикатор нуля, снабжено первым и рторым управляемыми усилитеЛями, первым и вторым блоками автоматической регулировки амплитуды, источником эталонного напряжения, синхронным детектором, дополнительным установоч ным фазовращателем и сумматором, причем вход первого управляемого усилителя соединен с выходом второй системы фазовой автоподстройки частоты, а выход через первыйфблок автомати- З 0 ческой регулировки амплитуды соединен с вторым его входом, выход первой системы фазовой автоподстройки частоты соединен с одним из входов второго управляемого усилителя, выход кото 35 рого через второй блок автоматичес.кой регулировки амплитуды соединен с другим его входом, установочные входы первого и второго блоков автоматической регулировки амплитуды под соединены к выходу источника эталонного напряжения, первый и второй входы сумматора соединены соответственно с выходами первого и второго управляемых усилителей, а выход его под 5 соединен к входу исследуемого четырехполасника, выход селективного усилителя и выход генератора сдвига через дополнительный установочный фазовращатель соединены соответственно с пер 50 вым и вторым входами синхронного детектора, выход которого подсоединен к входу индикатора нуля . На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство для измерения фазовых характеристик содержит генератор 1 сдвига, установочный и отсчетный фазоУ,л,где (до 1 частота генератора 16 синусоидальных сигналов;частота генератора 1 сдвига,Умножая частоту генератора 1 сдвига на два с помощью удвоителя 19частоты настраиваем вторую систему5 фазовой автоподстройки частоты нэчастоту Моф Я сЯ = Одо 12После суммирования сигналов беихсистем фазовой автоподстройки частоты4 и 5 сумматора 8, на его выходеполучим испытательный сигнал в видеи = цСоя(о+В +Ят Я++ ц Соя (о 7 -2)1 -Чгс-Юср,где ц,д 2 - амплитуды боковых составляющих испытательногосигнала;ЮРг - фазовый сдвиг генератора1 сдвига;Ф - фазовые сдвиги, вносимыеустановочным или отсчет"нцм;фазовращателями 2 и 3.После прохождения через исследуемый четырехполюсник 9, испытательный сигнал принимает вид1 а 14 Сов (йо+Й)С +загс - Яс+ Чк 1++ 1 ц, Со 1(сдо - .2 ) -Чгс-ЖУ+д 1 где 1 с - коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника;Чх - измеряемый фазовый сдвиг.В результате перемножения сигнала в смесителе 1 О с сигналом генератора 16 синусоидальных сигналов, на частоте которого проводится измерение фаэовой характеристики, на выходе селективного усилителя 11 выделяется сигнал ы , амплитуда которого пропорциональна разности фаэ исследуемого цетырехполюсника 9 и Фаэовращателя 3.и= 1 с 1 с 1 с и Соя Яг%) Соя(Я, С ++Ьс+Э + п),1 Огде 1 с - коэффи циент преобразованиясигнала в смесителе;1 с - коэффициент передачи селекттивного усилителя;Ч - дополнительный фазовыйсдвиг измерительного трактаустройства;п(С) - внутренние или внешние шумыустройства, представляющиеОсобой нормальный стационарный процесс с нулевым средним3 2.и дисперсией оВыражение для ц 5 хполуцено при условии равенства амплитуд боковых составляющих испытательного сигнала цр,Наконец, после перемножения в синхронном детекторе 12 преобразованногосигнала с:сигналом генератора сдвига, на выходе синхронного детектора вы-ЗО деляется постоянная составляющая, равная3 л = ЫЗК 11 с ОРСОБфР-) С 05 Ч У где 1 " коэффициент пропорциональнОсти синхронного детектора, ЗЗИэ выражения для и следует, что постоянная составляющая на выходе детектора равна нулю, когда разность фаз исследуемого цетырехполюсника 9 и отсцетного фазовращателя 3 равна 40 + 7/2 и меняет знак при переходе через Я/2.Включение первого и второго управляемых усилителей,б и 1 ч на выходе систем Фазовой автоподстройки часто ты М и 5 позволяет поддерживать равенство амплитуд составляющих испытательного сигнала с высокой степенью точности. Регулировка амплитуд боковых составляющих достигается в результате подключения к управляющим входам усилителей первого и второго блоков 7 и 15 автоматической регулировки амплитуды. Величина амплитуды и, боко- вых составляющих на выходе усилителей 5 З устанавливается по значению амплитуды источника 17 эталонного напряжения, подключенного к блокам 7 и 15 автоматической регулировки амплитуды, которые при отклонении амплитуды на выходе усилителей от и, вырабатываетсигнал ошибки, компенсирующий этооткло ение. Меняя значение амплитудыисточника 17 эталонного напряжениялегко достигается регулировка амплитуды испытательного сигнала на входеисследуемого четырехполюсника 9 и темсамым возможность измерения зависимости фазового сдвига на выходе четырехполюсника от изменения амплитуды сигнала на его входе, т.е. Фаэоамплитудной характеристики,Порядок измерения фазовых характеристик следующий,Предварительно, путем выравнивания фазовых набегов сигналов на входесинхронного детектора 12 с помощьюдополнительного установочного фазо-вращателя 18 добиваются максимальногопоказания индикатора 13, при этомсоз -ф. 1, а затем с помощью установоцного фазовращателя 2 выставляют егонулевое значение.После этого включаютисследуемый цетырехполюсник. Приравнивая значение разности фаз исследуемого цетырехполюсника 9 и отсцетногофаэовращателя 3 к /2 после каждогоизменения затухания, вносимого четырехполюсником или после каждогс н.",енения амплитуды испытательного сигнала на входе цетырехполюсника, проводятизмерение его фазовых характеристик.Как показывают испытания предлагаемого устройства точность измерения фазовых характеристик выше в 10"10 раз по сравнению с известными устрой ствами.Формула изобретенияУстройство для измерения фазовых характеристик, содержащее генератор сдвига, выход которого через последовательно соединенные установочный и отсчетный Фазовращатели соединен с одним из входов первой системы фазовой автоподстройки частоты, другой вход которой подсоединен к одному из входов смесителя и выходу, генератора синусоидального напряжения, а выход - к одному иэ входов второй системы фаэовой автоподстройки частоты, другой вход которой через удвоитель частоты соединен с вь 1 ходом генератора сдвига, исследуемый четырехполюсник, выход которого соединен918882 ставитель М. Барашковхред М. Гергель Корректор Р. Фе Редактор Н. Бобков 2131/28 ВНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москва,Ж, Рауш одписноСРд. 4/5 омитет открыт кая. на Ужгород, ул, Проектная, 4 ипиал ППП "Патент с другим входом смесителя, выход которого присоединен к входу селективного усилителя, и индикатор нуля, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расшире- ь ния динамического диапазона, оно снабжено первым и вторым управляемы ми усилителями, первым и вторым блоками автоматической регулировки амплитуды, источником эталонного напря жения, синхронным детектором, дополнительным установочным фазовращателем и сумматором, причем вход первого управляемого усилителя соединен с выходом второй системы фазовой автопод стройки частоты, а выход через первый блок автоматической регулировки амплитуды соединен с вторым его входом, выход первой системы фазовой автоподстройки частоты соединен с одним из 2 о входов второго управляемого усилителя, выход которого через второй блок автоматической регулировки амплитуды соединен с другим его входом, установочные входы первого и второго блоков автоматической регулировки амплитуды подсоединены к выходу источника эталонного напряжения, первый и второй входы сумматора соединены соответственно с выходами первого и второго управляемых усилителей, а выход его подсоединен к входу исследуемого четырехполюсника, выход селективного усилителя и выход генератора сдвига через дополнительный установоцный,фазовращатель соединены соответственно с первым и вторым входами синхронного детектора, выход которого подсоединен к входу индикатора нуля.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Проблемы разработки современных методов радиоцепей, Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания, Новосибирск, 1976, с. 38-42;2, Явторское свидетельство СССР, И 516972, кл. С О 1 й 25/00, 1978