Индикатор для панорамного свч измерителя коэффициента стоячей волны и ослабления

(19) И) Ы 01 Р 27/28 госуддрственный номитет сссрпо дклид иаоБретений и отнрцтийу,СПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДС"П:ПЬОТВУ(72).Н,А.Грудина и И.Л. Ветров (71) Севастопольский приборостроительный институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9798638, кл. 6 01 Р 27/28, 1981.2. Индикатор КСВН и ослабления Я 2 Р. Техническое описание, 1967, с,3" 15.(54) (57) ИНДИКАТОР ДЛЯ ПАНОРАМНОГО СВЧ-ИЗМЕРИТЕЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ И ОСЛАБЛЕНИЯ, содержащий регу-. лируемый усилитель падающей ьолчы и усилитель отраженной волны, выходы которых соединены с соответствующими входами блока деления, выход которого соединен с сигнальным входом осциллограАа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне частот, в индикатор введены интегратор, компаратор, цифроаналоговый преобразова- тель, блок памяти, реверсивный счетчик распределитель импульсов, генератор тактовых импульсов, счетчик адресов, генератор-формирователь, выключатель калибровки, при этом выход блока деления соединен с первым входом комнаратора, второй вход которого является входом опорного напряжения, выход соединен с управляющим входом распределителя импульсов, синхронизирующий вход которого соединен е первым выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы распределителя импульсов соединены соответственно с разностным и суммарным входами реверсивного счетчика, синхронизирующий вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, выход - с информационным входом блока памяти, выход которого соединен с вхоцифроаналогового поеобРазоватеФ ля и с информационным входом ревер- р сивного счетчика, его управляющий вход соединен с выходом счетчика ад" ресов, а калибровочный вход с кон- (" тактом выключателя калибровки, другой контакт которого соединен с тре- фС тьим выходом генератора тактовых импульсов и с сигнальным входом счетчика адресов, выход развертки осциллографа соединен с синхронизирующим входом генератора-формирователя и ,Яд выходом пилообразного напряжения СВИПее1%Фгенератора, выход генератора-формирователя соединен с синхронизирукюпими входами генератора тактовых импульсов, счетчика адресов и интегратора.Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерения СВЧ,Известен индикатор, используемыйв панорамном СВЧ-измерителе коэффициента стоячей волны и ослабления,состоящий из измерителя отношений 1,Однако известный индикатор даетнизкую точность измерений в широкойполосе частот из-за неидентичностиамплитудно-частотных характеристик(АЧХ) СВЧ-элементов панорамного СВЧизмерителя коэААициента стоячей волепэ и ослабленияНаиболее близким к изобретению 15по технической сущности является индикатор для панорамного СВЧ-измерителя коэААициента стоячей волныи ослабления, содержащий регулируемый усилитель падающей волны и усилитель отраженной волны, выходы которых соединены с соответствующимивходами блока деления, выход которога соединен с сигнальным входомосциллографа, а также корректирующийгенератор, четыре контура ударноговозбуждения, четыре двуполярныхвыпрямителя, сумматор и 12 регулируемых резисторов 2 .Однако в известном устройстве 30коррекция неидентичности АЧХ каналовпроизводится вручную, отнимает многовремени и не обеспечивает высокойточности измерения в широком диапазоне частот, 35Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапазонечастот.Ноставленная цель. достигается тем,что в индикатор для панорамного СВЧизмерителя коэфАициента стоячей волны и ослабления, содержащий регулируемый усилитель падающей волны иусилитель отраженной волны, выходыкоторых соединены с соответствующими 5входами блока деления, выход которого соединен с сигнальным входом осциллографа, введены интегратор, комгаратор, цифроаналоговый преобразователь, блок памяти, реверсивныйсчетчик, распределитель импульсов,генератор тактовых импульсов, счетчикадресов, генератор-формирователь,выключатель калибровки,при этом выход блока деления соединен с первымвходом компаратора, второй вход которого является входом опорного напряжения, выход соединен с управляющимвходом распределителя импульсов,синхронизирующий вход которого соединен с первым вькодом генераторатактовых импульсов, первый и второйвыходы распределителя импульсов соединены соответственно с разностным и суммарным входами реверсивногосчетчика, синхронизирующий входкоторого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов,выход - с информационным входом блока памяти, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя и с информационным входом реверсивного счетчика, его управляюший вход соединен с выходом счетчика адресов, а калибровочный вход -с контактом выключателя калибровки,другой контакт которого соединен с третьим выходом генератора такто -вых импульсов и с сигнальным входомсчетчика адресов, выход разверткиосциллографа соединен с синхронизирующим входом генератора-формирователя и выходом пилообразного напряжения СВИП-генератора, выход генератора-формирователя соединен с синхронизирующими входами генератора,тактовых импульсов, счетчика адресови интегратора,На Лиг.1 показана с груктурно -электрическая схема индикатора дляпанорамного СВЧ-измерителя коэфАициета стоячей, волны и ослабления;на Фиг.2 - временные диаграммы импульсов,Индикатор содержит усилительотраженной волны, регулируемый усинлитель 2 падающей волны, блок 3 деления, осциллограф 4, интегратор .5,Устройство работает следующим образом.На этапе калибровки при коэффициенте отражения, равном единице) автоматически формируется управляющее напряжение, управляющее коэдйициентом усиления регулируемого усилителя .2 падающей волны таким образом, что выходной сигнал блока 3 деления на, всех точках калибровки компаратор 6, цифроаналоговый преобразователь 7, блок 8 памяти, реверсивный счетчик 9, распределитель10 импульсов, генератор 11 тактовыхимпульсов, счетчик 12 адресов, генератор-формирователь 13, выключатель14 калибровки, 1125558становится равным некоторому постоянному значению,Зто говорит о том, что сквозные АЧХ каналов падающей и отраженной волн идентичны.Управляющее напряжение в виде кусочно-линейной Аункции времени получается путем интегрирования ступенчато изменяющегося напряжения циАроаналогового преобразователя 7. Время 1 О перестройки частоты СВИН-генератора разбито на интервалы коррекции.Каждому интервалу коррекции в блоке 8 памяти отводится, ячейка памяти, содержащая двоичное число. Обращение к памяти производится подачей на управляющий вход блока 8 памяти двоичного кода (номера ячейки), формируемого счетчиком 12 адресов. Изымаемая из блока 8 памяти информация в виде двоич ного кода преобразуется циАроанллоговым преобразоватегем 7 в ступенчато изменяющееся напряжение. Это напряжение интегрируется по времени интегратором 5.Для синхронизации работы осциллограАа и СВИП-генератора используется пилообразное напряжение, изменяющее частоту сигнала СВИП-генераторл (Аиг.2 а). Оно подается в качестве напряжения 30 развертки изображения на осциллограф 4 и генератор-формирователь 13. Генератор-Аормирователь 13 вырабатываетл импульсы внутренней синхронизациивременное положение и длительность ко - З 5 торьм совпадают с обратным ходом частоты СВИП-генератора (Аиг.2 б).Импульсы внутренней синхронизации поступают на интегратор 5, генератор 11 тактовых импульсов и счетчик 12 40 адресов. При их поступлении интегратор. 5 переходит в режим. установки начальных условий, счетчик 12 адресов устанавливается в нулевое состояние, а генератор 11 тактовых импульсов 45 прекращает генерацию импульсных последовательностей ь ь,ьз (фиг.2 в).После окон ания импульса внутренней синхронизации генерация тактовьм импульсов возобновляется с постоянной 50 начальной Аазой. Таким образом, работа счетчика 12 адресов, интегратора 5 и, следовательно, всего индикатора жестко связана с перестройкой частоты СВИП-генератора. 55В режиме калибровки (выключатель 14 калибровки в положении 1) под воздействием импульсов С блок 8 памяти устанавливается в режим записи двои 1" ного числа, соответствующего состоянию реверсивного счетчика 9. Запись осу. ществляется в ячейку памяти, устанавливаемую счетчиком 12 адресов.Процесс формирования двоичных чисел в ячейках памяти блока 8 памяти начйнается с нулевого интервала коррекцйи, соответствующего поступлению импульСа внутренней синхронизации о от генератора-Аормирователя 13 на генерато 1 11 тактовых импульсов. В этот момент времени йз нулевой ячейки памяти блока 8 памяти вызывается двоичное чис ло, заносится в реверсивный счетчик 9 импульсоми одновременно преобразуется цифроаналоговым преобразователем 7 в напряжение. Находящийся в режиме установки начальных условий интегратор 5 заряжает интегрирующую емкость до этой величины напряжения и сохраняет ее в течение всего нулевого интервала коррекции, Взависимости от величины управляющего напряжения, формируемого интегратором 5, устанавливается некоторый коэААициент передачи регулируемого усилителя 2 падающей волны. Усиленный сигнал канала падающей волны совместно с сигналом отраженной волны, прошедшим через усилитель 1 отраженной волны, поступают на блок 3 деления, вычисляющий отношение их амплитуд. Результат вычисления в виде однополярного напряжения поступает на вход осциллограАа 4 (для формирования изображения) и компаратор 6, где срлвнивается с опорным напряжением Бр . В .зависимости от соотношения зтнх напряжений компаратор 6 изменяет свое состояние и управляет прохождением импульсов ь с перг вого выхода генерлтора 11 тактовых импульсов через распределитель 10 импульсов на реверсивный счетчик 9,Если к моменту окончания нулевого интервала коррекции То вьмодное напряжение блокл 3 деления оказывается меньше 0 р то импульспроходит)через распределитель 10 импульсов па разностный вход реверсивного счетчика 9 и уменьшает на единицу вызванное из блока 8 памяти двоичное число.л л Поскольку импульсы ь 2 короче С,то новое двоичное число записывается вновь в нулевую ячейку.Для предотвращения записи в последующую ячейку сдвиг реьерсивного. счетчика произво 1125558дится задним Арантом , т.е. когдазапись числа уже невозможна.Изменение содержимого нулевойячейки приводит к тому, что в следующем периоде качания частоты СКИП-генератора в нулевом интервале коррекции выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 7, интегратора 5 и коэФЬициента передачи регулируемого усилителя 2 падающей волныоказываются меньше, чем в предыдущема выходное напряжение блока 3 деления приближается к .8 д,В момент окончания импульса спринадлежащего нулевому интервалу 5коррекции, происходит сдвиг счетчика 12 адресов, и его код увеличивается на единицу. Это означает обращение к следующей (первой) ячейкеблока 8 памяти и начало следующего 20(первого) интервала коррекции. Каки ранее, вызванное двоичное числолпод воздействием импульсов ь за 3посится в реверсивный счетчик 9 ипреобразовывается циФроаналоговым 2преобразователем 7 в напряжение,В отличие от нулевого интервала коррекции во всех последующихинтегратор 5 выполняет интегрирование по времени выходных напряже- ЗОпий цифроаналогового преобразователя 7, Выходное напряжение интегратора 5 с течением времени изменяется линейно, пропорционально выходному напряжению цифроаналоговогопреобразователя 7, от величины,достигнутой к моменту окончанияпредыдущего интервала коррекции вту или иную сторону. Скорость и знакинтегрирования автоматически устанавливаются так, чтобы к моментуокончания первого и всех последующих интервалов коррекции выходноенапряжение блока 3 деления стремилоськ Цо , Для этого оно сравниваетсякомпаратором 6 с Оо и результатсравнения импульсом с направляется через распределитель 10 импульсовна соответствующий вход (суммирующий или разностный) раверсивногосчетчика 9, Здесь происходит изменение состояния реверсивного счетчика9 на единицу, и откорректированнйй код вновь записывается в свою жеячейку памяти, Процесс коррекциии перезаписи кода одинаков для всехинтервалов коррекции. За один периодкачания частоты СВИП-генератора корректируются на единицу двоичныечисла во всех ячейках памяти. В результате многократного повторениякоррекции содержимого всех ячеекпамяти, по прошествии некоторогочисла периодов качания частотыСВИП-генератора, в них формируютсядвоичные числа, приводящие к равенству выходного напряжения блока 3деления опорному напряжению (оПоскольку интервалы коррекции жесткосвязаны периодом качания СВИП-генератора, то это означает устранениезависимости показаний индикатора отчастоты, т.е. сквозные АЧХ каналовпадающей и етраженной волн идентичны. Об окончании процесса калибровки судят по появлению прямой линии на экране осциллографа 4.В режиме измерения выключатель1 ч калибровки переводится в положение 2 и воэможность изменения содержимого ячеек памяти исключается,Таким образом, коэдАициент передачи каналападающей волны регулируется синхронно с изменением частотыСВИП-генератора в соответствии с информацией, заложенной в ячейкахпамяти оперативного запоминающегоустройства при калибровке, и показания индикатора определяются только параметрами исследуемого СВЧэлемента и не зависят от АЧХ каналовпадающей и отраженной волн, что повышает точность измерений в широкомдиапазоне частот,Повышение точности измерения достигается за счет обеспечения непрерывной коррекции АЧХ тракта вовсем частотном диапазоне за счет возможности увеличения числа интерваловкоррекции вследствие их независимости, а также за счет замены субъек,тивной оценки идентичности АЧХ оператором автоматическим сравнениемс практически неограниченной чувствительностью и разрешающей способностью.1125558 ектор В. Синицк одписно илиал Составитель В, Васильактор О. Бугир Техред З,Палий аказ 8534/34 Тираж 710 П ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5