Устройство для измерения фазовых характеристик

СОЮЗ СОВЕТСКИХщниам еааРЕСПУБЛИК О 1 К 2 ЯО МИТЕТ 01 НРЦтИяМ(61) (21) (22) (46) (71) ванных элек (72) 2 матизирорадио Н кое с кл. С щего блока 4 и формирователя 3 боко 1 вых составляющих преобразуется с ис.пользованием систем 8 и 9 автоподБюл, У 9 стройки частоты сначала в сигналыститут авто двух боковых составляющих амплитудноправления и модулированного сигнала, а затем с по.т мощью блока 5 восстановления несуев, ДКим щей вновь в сигнал с частотой генераи С.Н тора 1Амплитуда сигнала на выходе(53) (088.8) .устанавливается регулятором 2 уров- (56) виднтельство СССР ня. Постоянство заданного значения В 124 01 К 25/00, 1986. фазовых соотношений между боковымисоставляющими и несущей контролирует- (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗО-ся демодулятором 6 компенсационным ВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК способом по минимуму выходного эф- (57) Изобретение относится к радио- . фекта на индикаторе 7, Проведение доизмерительной технике, а именно кв . нолнительной калибровки устройства с технике определения фазовых харак- помощью демодулятора 18 .позволяет теристик (ФХ) фазометрических уст- .более точно поддерживать противоройств. Повышение точности измерения, фазность боковых составляющих что ФХ достигается за счет обеспечения . обеспечивает однозначность определепостоянства начальных фазовых сдвигов . ния фазового сдвига и большую Разреустройства путем проведения дополни- . шающую способность компенсационного тельной калибровки с помощью введен- метода измерений. На чертеже показаны ных дополнительно демодулятора 18 и также фазовращатели 10, 12 и 13, геиндикатора 17. Устройство является нератор 1 1 частоты сдвига, трехвхофаэовым калибратором, в котором сиг- довые сумматоры 14 и 19, квадратичные нал генератора 1 с помощью фазозадаю- злементы 15 и 20 и фильтры 16 и 21. 1 ил.амеЮ двдзГИзобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано для определения фазовых характеристик фазометрических уст 5 ройств как в функции изменения входной разности фаз, так и в функции изменения амплитуды сигнала на их входе и является усовершенствованием устройства по авт, св. У 1247690.Цель изобретения - повышение точности измерения фазовых характеристик исследуемых фазометрических устройств.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство для измерения фазовых характеристик содержит генератор 1 высокочастотного (эталонного) сигнала, регулятор 2 уровня, формирователь 20 3 боковых составляющих, фазозадающий блок 4, блок 5 восстановления несущей, демодулятор 6 и индикатор 7,Формирователь 3 содержит две системы 8 и 9 фазовой автоподстройки 25 частоты (ФАПЧ) по вторичным биениям и установочный фазовращатель 10, фазозадающий блок 4 - генератор 11 сдвига, выходом соединенный с входами компенсирующего 12 и отсчетного 3013 фазовращателей, а демодулятор б последовательно соединенные трехвходовый сумматор 14, квадратичный элемент 15 и фильтр 16. Устройство также содержит дополнительный индика тор 17 и дополнительный демодулятор 18, состоящий из последовательно соединенных трехвходового сумматора 19, квадратичного элемента 20 и фильтра 21.40Первый вход формирователя 3 боковых составляющих соединен с объединенными первыми входами обеих систем 8 и 9 ФАПЧ, выходы когорых являются соответственно первым и вторым выходами формирователя 3, второй вход которого соединен с вторым входом, системы 8 ФАПЧ и входом установочного фазовращателя 10, выходом соединенного с вторым входом системы 9 ФАПЧ.Каждая из систем ФАПЧ содержит последовательно соединенные подстраиваемый генератор, смеситель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, управляющий элемент, замкнутые в кольцо фазовой автоподстройки частоты по вторичным биениям. Второй . вход смесителя является первым входом системы ФАПЧ, а второй вход фазового детектора - вторым входом системы ФАПЧ, Первый вход формирователя 3 боковых составляющих и один пз входов дополнительного демодулятора 18 подключены к выходу генератора высокочастотных сигналов и образуют выходную клемму устройства. Второй вход формирователя 3 боковых составляющих соедиыен с первым выходом (выходом компенсирующего фазовращателя 12) фазозадающего блока 4.Выход регулятора 2 уровня, соединенный с первым"входом демодулятора 6, является второй выходной клеммой устройства, а вход регулятора 2 соединен с выходом блока 5 восстановления несущей, первый вход которого, соединенный с вторыми входами демодулятора 6 и дополнительного демодулятора 18, соединен с первым выходом (выходом системы 8 ФАПЧ) формирователя 3, второй выход которого (выход системы 9 ФАПЧ) соединен с третьими входами демодулятора 6 и дополнительного демодулятора 18, выходы которых (выходы фильтров 16 и 2 1) соответственно соединены с входами индикатора 7 и дополнительного индикатора 17. Второй выход фазозадающего блока 4 (выход отсчетного фазовращателя 13) соединен с вторым входом блока 5 восста-. новления несущей.Блок 5 восстановления несущей выполнен с использованием методов одно- полосной модуляции, с применением системы ФАПЧ по вторичным биениям, идентичной системе 8 или 9 ФАПЧ формирователя 3 боковых составляющих.Устройство работает следующим об-разом.Сигнал генератора 1 частоты сд, является первым выходным сигналом, который с помощью сигнала с частотой Я сдвига в формирователе 3 преобразуется в сигналы с нижней и верхней боковой частотой, первый из которых вновь в блоке 5 восстановления несущей преобразуется в сигнал с частотой Ю который после регулятора 2 уровня поступает на второй выход устройства. Контроль и. начальную установку фазовых соотношений на выходах устройства осуществляют с помощью демодуляторов 6 и 18 и подсоединенных к ним индикаторов 7 и 17.55 146411На выходах формирователя 3 боковых составляющих присутствуют сигна- лы 5А=А сов (ц -Я) с+Р -Ч+ СР6 н Яс, БйА (с)=А соя(а,+йод+с,+ц, Ср Д,амплитуда боковых, 10частота и начальная фазасигнала на первом входе формирователя боковых состав"ляющих (первом выходе устройства);частота сдвига и начальнаяфаза сигнала на втором входе формирователя;дополнительные Фазовые сдвиги сигналов в формирователе 20на нижней и верхней боковойсоответственно. На выходе блока 5 восстановлениянесущей присутствует сигнал25 Ан(с) =А сов(усг+(Рс+Юзг ( +Ч +Ю ) где А - амплитуда несущей;- начальная Фаза сигнала на92втором входе блока восстановления несущей;Ц - дополнительный фазовый сдвигв блоке 5 восстановления несущейНа выходе регулятора уровня-сигнал 35="р" с+Рс+4 З 2 Чъ+ЮБ +Рм +Р где АР - амплитуда сигнала; - фазовый сдвиг в регуляторе уровня. На входы демодулятора 6 одновременно поступают сигналы АБ Ав (г.) А (ь) и после соответствующйх преобразований (перемножения и фильтрации) на его выходе получают сигнал А (г.)=А созИ -Ц +Р +Р + --- )кРБн-ЧБвА . д зх и н Нулевые показания индикатора 7обеспечиваются при 2ЧБн-РБвнгде п = 0,1,2, Разность фаз выходных сигналов И =Ч -Ч,+Ч +9+1С учетом последнего выражения условие обеспечения нулевых показаний индикатора 7 можно переписать в ви- де+" н: + (2 п+1) -"- Г )еьк 2 2 На выходе дополнительного демодулятора 18 присутствует сигнал файвЧБнА (ь) = А сов - -" - -"совАА АА 2 При этом нулевые (минимальные) показания дополнительного. индикатора обеспечиваютя при где и = 0,1,2,Подставляя (2) в (1), получают дляслучая, когда показания индикатороводновременно равны нулю (минимальны); Определенные значения выходной разности фаэ могут быть использованы для начальной установки (калибровки) устройства, что в свою очередь позволяет в любых условиях обеспечить однозначность установки выходной разности фаэ с точностью, определяемой только разрешающей способностью устройства.Выделяют три основных режима работы устройства.При первому режиму провопят калибровку устройства.Установочным Фазовращателем 10 добиваются нулевых (минимальных) пока- заний дополнительного индикатора 11. Регулятор 2 уровня устанавливают в режим, соответствующий прямому прохождению сигнала с выхода блока 5 восстановлений несущей на вторую выходную клемму устройства, отсчетный фазовращатель - в положение, соответо оствующее 0 (180 ) и компенсирующимформула изобретения Устройство для измерения фазовых характеристик по авт. сн. Р 1247690, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет обеспечения постоянства начальных Фазовых сдвигов устройства путем дополнительной калибровки, в него введены последовательно соединенные дополнительный демодулятор и дополнительный индикатор, при этом первый вход дополнительного демодулятора подключен к выходу генератора высокочастотных сигнвпов, а второй и третий входы - соответственно к 5 146411 фаэовращателем 12 добиваются нулевых (минимальных) показаний индикатора 7,По второму режиму работы измеряют фазоамплитудные характеристики ис 5 следуемого образца - фазометра (проверка по фазоамплитудной погрешности),Производят калибровку устройства/ по первому режиму, Отсчетным Фаэо- . вращателем 13 устанавливают заданное 10 значение выходной разности фаэ и установочным фазовращателем 10 добиваются нулевых (минимальных) показаний индикатора 7. Регулятором 2 уров ня устанавливают заданное значение 15 уровня выходного сигнала, компенсирующим фаэовращателем 12 восстанавливают нулевые (минимальные) показания индикатора 7, производят регистрацию показаний индикатора исследуе мого фаэоиэмерителя, Затеи регулятором 2 уровня производят изменение амплитуды выходного (тестового) сигнала на заданную величину, компенсирующим фазовращателем 12 восстанав ливают нулевые показания иццикатора 7 и производят отсчет показаний индикатора исследуемого фаэоизмерителя, Разность показаний индикатора Фазометра при изменении уровня испыта тельного сигнала дает искомое значение ФАХ (фазоамплитудная погрешность), ,Последовательно задавая ряд значений уровня тестового сигнала, отрабатывая компенсирующим фазовращателем 12 возникающие при этом в регуляторе 2 уровня фазовые сдвиги (по нулевым или минимальным показаниям индикатора 7), с помощью индикатора исследуемого образца производят определение 40 всех значений искомой ФАХ для заданного значения выходной разности Фаэ тестового сигнала. Произведя калибровку устройства по первому режиму с последующей установкой отсчетным фазовращателем 13 заданной разности фаз сигналов на выходных клеммах устройства и повторив в указанной последовательности приведенные операции по измерению ФАХ, находят фАХ исследуе мого образца для нового значения разности фаз испытательного сигнала,По третьему режиму работы измеряют фазовую характеристику исследуемого образца в функции изменения входной разности фаэ (проверка по линейности).Производят калибровку устройства по первому режиму. Регулятором 2 уровня устанавливают заданное значение амплитуды тестового сигнала и компенсирующим фаэовращателем 12 по нулевым (минимальным) показаниям индикатора 7 обрабатывают возникающие при этом фазовые сдвиги. Последовательно задавая отсчетным фаэовращателем необходимые приращения выходной разности фаэ и регистрируя каждый раз показания индикатора испытуемого образца, производят определение искомой характеристики для заданного значения амплитуды испытательного сигнала. Регулятором 2 уровня устанавливают новое значение амплитуды тестового сигнала и с помощью компенсирующего фаэовращателя 12 по йулевым (минимальным) показаниям индикатора 7 отрабатывают возникающие при этом фазовые сдвиги. Повторив в указанной последовательности описанные операции определяют искомую характеристи 1ку для нового значения уровня испытательного сигнала и т.д,Изменение начальной фазы сигналов на выходах формирователя боковых составляющих, обусловленное изменением внешних условий, режимов работы элементов .Формирователя и прочее, которое может достигать единиц и даже десятков градусов, компенсируется- описанным способом с помощью дополнительного демодулятора, Поэтому в предлагаемом устройстве погрешность установки (воспроизводства) заданной разности фаз выходных сигналов определяется только разрешающей способностью,. которая в заданном режиме калибровки составляет сотые и даже тысячные градуса.7 1464112 8первому и второму выходам формирова- довательно соединенные трехвходовыйтеля боковых составляющих, дополни- сумматор, квадратичный элемент ительный демодулятор содержит после- фильтр,Составитель Ю.Макаревич Редактор И.Дербак Техред Л,Сердюкова Корректор Л.Пилипенко Заказ 821/49 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина, 101