Устройство для измерения фазовых характеристик

(61) 124 (21) 432 (22) 03. (46) 23. (71) Том 4-21 465/ 1.87 0.89 Бюл. Н 39 нститут автомат управления и ра ии иэиродиованных систем электроники (72) Г.Ф.Дегтяр и С.Н,Попов (53) 621.317.77 (56) Авторское У 1247690, кл,Д.Н(088,8)видетельст01 К 25/О ССР 986 Е 11 ИЛ ФАЗОи ожет бы ния Фаз рических дточности ристик ель 8,нимум 7 которого индицируе лок икаторкод 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относитсизмерительной технике и миспользовано для определевых характеристик Фаэометустройств. Для повышенияизмерения фазовых характеустройство введены смеситлитель 9 частоты на два,.ЯО 1516990 ный блок 7 выполнен с испогп эованисм последовательно соединенных синхронного детектора 19 и инд патора20, Сигнал Я, генератора 1 высокойчастоты, являющийся первым икоднымсигналом, в Формировател 3 боковыхсоставляющих с помощью сигнала частоты Р сдвига иэ Фаэоэадающего блока 4 преобразуется в дв боковыхсоставляющих (Я, +2 ) и (СЗ -2 ).Нижняя боковая в блоке 5 восстановления несущей вновь с помовьк сигнала Фаэозадающего блока 4 греобраэуется в сигнал частоты (2 , который через регулятор 2 уровня поступает на второй выход устройства, атакже на вход демодулятора 6, вкотором из несущих и двух боковыхс помощью сумматора 16, квадратичного детектора 17 и Фильтра 18 вылляется сигнал частоты Я , ми3 1516990Изобретение относится к радиоизмерительной технике и 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 изобретения по авт. св,В 1247690. 10Целью изобретения является повышение точности измерения фазовых характеристик исследуемых фазометрических устройств,Ца чертеже представлена структур ная схема устройства. Устройство для измерения фазовых характеристик содержит генератор высокочастотньж сигналов, регулятор 20 2 уровня, формирователь 3 боковых составляющих, фазозадающий блок 4, блок 5 восстановления несущей, демодулятор 6, индикаторный блок 7, сме 5 ситель 8, делитель 9 частоты на два, Первый вход формирователя 3 боковьж составляющих подключен к вьжоду генератора 1 и образует первую выходную клемму устройства, второй вход формирователя 3 боковых составляю щих подключен к одному из выходов фазозадающего блока 4, другой выход которого соединен с вторым входом блока 5 восстановления несущей, первый вход которого подключен к перво му выходу формирователя 3 боковых составляющих, к одному из входов смесителя 8 и к одному из входов демодулятора 6. Второй выход формирователя 3 боковых составляющих соединен с вто, 40 рым входом демодулятора 6 и вторым входом смесителя 8, выход блока 5 восстановления несущей через регулятор 2 уровня соединен с третьим входом демодулятора 6, выход которого 45 подключен к одному из входов индикаторного блока 7, второй вход кото-, рого попключен к выходу делителя 9, частоты на два, вход которого соединен с выходом смесителя 8, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя 3 боковых составляющих. Выход регулятора 2 уровня образует вторую выходную клемму устройства, 55Выходные параметры генератора 1 высокочастотных сигналов любого типа полностью определяются входными параметрами исследуемого фазоизмерителя,подключаемого к выходным клеммам устройства.Регулятор 2 уровня представляетсобой четырехполюсник с переменнымкоэффициентом передачи, В простейгшем случае в качестве регулятора 2уровня могут быть использованы резистивные аттенюаторы, калиброванныепо ослаблению,Формирователь 3 боковых составляющих, использующий принцип однополосной модуляции, состоит иэ систем 1 Ои 11 ФАПЧ по вторичным биениям. Объединенные входы эталонного сигналаобеих систем 1 О и 11 ФАПЧ образуютпервый вход формирователя 3 боковыхсоставляющих, который подключен к выходу генератора 1 высокочастотныхсигналов, Вход системы 10 ФАПЧ, кудаподается сигнал частоты сдвига, объединен с входом установочного фазовращателя 12 и образует второй входформирователя 3 боковых составляющих, который соединен с одним извыходом фазозадающего блока 4Входсигнала с частотой сдвига системы11 ФАПЧ подключен к выходу установочного фазовращателя 12, а выходсистемы 11 ФАПЧ образует второй вы-,ход формирователя 3 боковых составляющих, первый выход которого образованвыходом системы 1 О ФАПЧ. Каждая изсистем ФАПЧ содержит подстраиваемыйгенератор, смеситель, фазовый детектор, фильтр нижних частот, управляющий элемент (не показаны), замкнутыев кольцо фазовой автоподстройки частоты по втооичным биениям, Один извходов смесителя образует вход эталонного сигнала системы ФАПЧ, а одиниз входов фазового детектора - входсигнала с честотой сдвига.Фазозадающий блок 4 представляетсобой генератор 13 сдвига, выход которого соединен с объединенными входами двух фазовращателей - компенсирующего и отсчетного. Выход компенсирующего фазовращателя 14 образует одинвыход фазозадающего блока 4, а другой выход последнего образован выходом отсчетного фазовращателя.15.Блок 5 восстановления несущей также выполнен с применением системыФАПЧ по вторичным биениям, идентичной системам 10 и 11 ФАПЧ формирователя 3 боковых составляющих. При этом вход эталонного сигнала этой системы ФАПЧ образует пер15 б 990 гдеп =О, 1, 2,10 сигнала демодулятора А 1.ют раэрейства по где 3 ЦОп редел ность устр ли как в и менять син ловия А= Приняв, чт собр ), есющую спазе (цтройствек тор,ф е и вестном у ронный де 2 А п з 0 Рт А (с АА п А азрешающая способТак образо вестног степени нестабиль иства в зна ляется отно с сть пред иост тель нои тельной вом) у ю (неравенс колебаний и еР вых оннеи боЗА=10 оставляет уже при0 57 етектора смеситеиронания азрешающу ние синхронноаторном блокеителем 9 дляигнала повыша Приме 19 в инд ле 8 сд т опорно способ ть устроист хождение альнеишее о алов смесителя 8 за (перемножения) вых игн чет преобразования оставляющих (1) ра 2 Цэ,),а (С) =Ас где А - а На выхо тигнала.я 9 частота литуда делит в(йг.а,аа(т) = Ь Характ 4 э )я выхо ного си измен ра 19 а детек,= к а(а = А сов(С а С зависит сти) бо эволяет ри такой обработк т неравенства (не же н иль но эна ен оных, а где ХА=А- АА, М Аэ 2 Э + Чр а Минимальное значение ампюутудыА = Ь А при ц= (2 п+1) В области минимальных значенийустранить неоднозначность показаний индикатора 20 но всем диапазоне задаваемой разности фаз. (К - коэффициент передачи детектора; А - максимальный уровень выходного сигнала) .Можно выделить три основных режима работы устройстна.Калибровка устройства. Регулятор 2 уровня устананлинают в режим, соответствующий прямому прохождению сигнала с выхода блока 5 восстановле ния несущей на вторую выходную клемму устройства, отсчетный фазовращатель 15 - в положение, соответствующее 0 (180 ), компенсирующий азоврашатель 14 - в положение соотОнетстнующее 0 , установочный фазовразателем 12 добиваются нулевых (минимальных) показаний индикатора 20 Измерение фазоамплитудных характеристик исследуемого образца-фазо 2 а метра (поверка по фаэоамплитуднойпогрешности). Производят калибровкуустройства. Отсчетным фазовращателем15 устанавливают заданное значениевыходной Разности фаз, установочным фазовращателем 2 добиваются нулвых минимальных) показаний индикатоного блока 7. Регулятором 2 уровняустананливают заданное значение уроння выходного сигнала, компенсирующимфаэонращателем 14 восстанавливают нулевье (минимальные) показания индикаторного блока 7, производят регистрацию показаний индикатора исследуемого фаэоиэмерителя, Затем регулято Ром 2 уРовня производят изменениеамплитуды выходного (тестового сигнала на заданную величину, компенси-рующим фазовращателем 14 восстанавливают нулевые показания индикаторного 4 блока 7, производят отсчет показаний индикатора исследуемого фазоизмерителя, Разность показаний индикатора фазометра при изменении уровня испытательного сигнала дает искомое значение ФАХ (фазоамплитудную погРелность). Последовательно задавая 50ряд значений уровня тестового сигнала, отрабатывая компенсирующим фаэо-вращателем 14 возникающие при этомв регуляторе 2 уровня фазоные сдвиги(по нулевым или минимальным покаэаниям индикаторного блока 7), с помощьюиндикатора исследуемого образца производят определение всех значений ис10 1516990 ность,формула изобретения Составитель Ю.МакаревнчРедактор И.Горная Техред Л.СердюкОва Корректор М,Бароши Заказ 6387/49 Тираж 714 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета .по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский. комбинат "Патент", г.узтород, ул. Гагарина,101 комой ФАХ для заданного значения выходной разности фаз тестового сигнала. Произведя калибровку устройства с последующей установкой отсчетным фаэовращателем 15 заданной разности фаз сигналов на выходных клеммах устройства и повторив в укаэанной последовательности операции по измерению фазоамплитудной характеристики, находят фАХ исследуемого образца для нового значения разности фаэ испытательного сигнала.Измерение фазовой характеристики исследуемого образца в функции изменения входной разности фах (поверка по линейности). Производят калибровку устройства. Регулятором 2 уровня устанавливают заданное значение амплитуды тестового сигнала и компенсирующим фаэовращателем 14 по нуевым минимальным) показаниям инди 1 каторного блока 7 обрабатывают возникающие при этом фазовые сдвиги. Последовательно задавая отсчетным 25 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 фазовращателя 14 по нулевым (минимальным) показани ям индикаторного блока 7 отрабатывают возникающие при этом фазовые сдвиги. Повторив в указанной последовательности операции определяют искомую характеристику для нового значения уровня испытательного сигнала И ТДВведение синхронной обработки выходного сигнала демодулятора с использованием опорного сигнала, полученного путем преобразования (смешивания) боковых составляющих, позволяет значительно повысить точность измерения фазовых характеристик исследуемых образцов фаэометрических устройств за счет уменьшения влияния неравенства, в том числе и нестабильности, боковых составляющих на разрешающую способУстройство для измерения фазовых характеристик по авт.св, В 1247690, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены последовательно соединенные смеситель и делитель частоты на два, причем первый вход смесителя соединен с первым выходом формирователя боковых составляющих, а второй вход - с вторым выходом формирователя боковых составляющих, а выход делителя частоты на два подключен к дополнительному входу индикаторного блока, при этом индикаторный блок устройства выполнен в виде последовательно соединенных синхронного детектора и индикатора а входы синхронного детектора являют- ся входами индикаторного блока.