Измеритель независимых фазовых сдвигов пассивных четырехполюсников

аправл вентил ные че нный от,пос- вергый управ авляю ль б,ку дклкче ы, пос ене- аван гильи второйал на етии в ель 18 и сиги а ге ерат Измерен е одитс з иссле 4 исег рвог теквтоиках атора 9,е различных ойств. Цель адиоэгектронцых орого инет Фазов о шкалам изобретения - расширеспользов ния - достит воэможност измере - сдвига пассивв.х четыбласт перелей эа счеаэового а овраща ни и первого ров.ил торого ттен рехполюсник ольшими невзаимзого в устройными тер( /2 ХСОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НО 1,1 ИТЕТГО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ИЪТИПРИ ГКНТ СССР(1) Севастопольский приборострои тельный ичституг(56) Авторское свидетелтство СССР 1 084 б 96, кл. С 01 К 17/00, 1982.Авторское свидетель"тво СССР 1 1478149, кл. С 01 В 7/28, 1987. (54) ИЗКРТЕГЬ НЕВБАННЫХ ФАЗОЗ. Х СДВИГОВ ПАССИВНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЗТОСНИКОВ (57) 11 зобретение можеч быть использовано при изготовлении и настрой:тво введены третии иветвитель 13, второйледовате.ьно соединеннапра лнный ответвитч-и й Фазовращательце,з;. входу которого иратор 20 низкой частотельно соединенные тр7, в 1 орой фазовращататсенюатор 19, Тестов изме ител: подается о 1 через первьгй вентиль фазовых сдвигов произв балансировки измерител дуемога четырехполюсни включением с помощью и тора 8 и первого индик рого детектора 1 и вт тор 12, при этом отсч сдвигов производится п вого 5 и второго 18 фаИзобретение относится к областиэлектроизмерений и может быть использовано при изготовлении и настройке различных радиоэлектронных5устройств.Делью изобретения является расширение области использования за счетвоэможности измерения невзаимногофазового сдвига пассивных четырехполюсников с большими невзаимнымипотерями путем введения второго опорного канала и управляемого Фаэовращателя,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема измерителя.Измеритель невзаимных фазовыхсдвигов пассивных четырехполюсниковсодержит последовательно соединенныегенератор 1 и первый вентиль 2,последовательно соединенные первый двунаправленный ответвитель 3, второй выходкоторого соединен с входной клеммойдля подключения исследуемого четырехполюсника 4, первый Фазовращатель 5 25и первый аттенюатор 6, последовательно соединенные второй двунаправленный ответвитель 7, второй вход которого соединен с выходной клеммой дляподключения исследуемого четырехполюсника 4, первый детектор 8 и первыйиндикатор 9, а также короткозамыкатель 10 и последовательно соединенные второй детектор 11 с вторым индикатором 12, третий двунаправленныйответвитель 13, присоединенный междувыходом первого вентиля 2 и вторымвходом первого двунаправленного ответвителя 3, второй вентиль 14,присоединенный между выходом первого 40аттенюатора 6 и первым входом второго двунаправленного ответвителя 7,последовательно соединенные четвертый двунаправленный ответвитель 15 иэлектрически управляемый фазоврашатель 16, присоединенные между вторымвыходом второго двунаправленного ответвителя 7 и входом короткозамыкателя 10, последовательно соединенные третий вентиль 17, второй Фазовра"щатель 18 и второй аттенюатор 19,присоединенные между вторым входомчетвертого двунаправленного ответвителя 15 и вторым выходом третьегодвунаправленного ответвителя 13 генефратор 20 низкой частоты, выход которого соединен с управляющим входомэлектрически управляемого Ьазовращателя 16, согласованную нагрузку 21,присоединенную к второму выходу четвертого двунаправленного ответвителя15, и согласованную нагрузку 22,присоединенную к первому входу первогодвунаправленного ответвителя 3, приэтом вход второго детектора 11 соединен с вторым входом третьего двунаправленного ответвителя 13,В качестве индикаторов 9 и 12 могут быть использованы осциллографические индикаторы или вольтметры пиковых значений.Измеритель работает следующим образом,Сигнал от генератора 1 через первый вентиль 2 и третий двунаправленный ответвитель 13 попадает в первыйдвунаправленный ответвитель 3 и иэнего через исследуемый четырехполюс, -ник 4 и первый опорный канал, образованный первым фазовращателем 5, первым аттенюатором 6 и вторым вентилем 14, проходит во второй двунаправленный ответвитель 7, откуда частьсигнала попадает на первый детектор8, а оставшаяся часть отражается откоро; козамыкателя 10. Разделившисьв четвертом двунаправленном ответвителе 15, отраженный короткозамыкателем 10 сигнал через четырехполюсник4 и второй опорный канал, образованный третьим вентилем 17,вторым фазовращателем 8 и вторым аттенюатором19, попадает в третий двунаправленныйответвитель 13, откуда часть сигналапопадает на второй детектор 11,Перед началом измерений проводитсябалансировка измерителя. Для этоговместо исследуемого четырехполюсника 4 в тракт включается отрезок линии передачи равной геометрическойдлины. С помощью первого фазовращателя 5 и первого аттенюатора 6 добиваются минимального сигнала по первому индикатору 9, а с помощью второгофазовращателя 18 и второго аттенюатора 19 - минимального сигнала по второму индикатору 12. После этого включают в тракт исследуемый четырехполюсник 4 и снова добиваются минимальныхпоказаний первого и второго индикаторов, Изменение коэффициентов передачипервого Фазовращателя 5 и первогоаттенюатора 6 относительно их значений при балансировке соответствуетмодулю и Фазе коэффициента передачибез учета электрической длины отрезка линии передачи) исследуемого5 162тырехполюсника 4 в прямом направлении.Изменение коэффициентов передачивторого фазовращателя 18 и второгоаттенюатора 19 отосительно их значенич при балансировке соответствуеткомплексному коэффициенту передачиисследуемого четырехполюсника 4 в обратном направлении,Сигнал, подаваемый на первый детектор 3 можно найти,методом ориентированных графов, Пренебрегая потерями вентилей и слагаемыми второго,третьего и более высоких порядков малости (ненаправленность ответвителей, отражения от входа и выхода ответвителей, переотражения детекторови др.), с.:гнал н первом детекторе 8запишется в виде12 4 2 К где Е - комплексная амплитуда сиггнала генератора 1; Б = Б еи д = й е- коэффи1циент передачи и переходное ослабление первого двунаправленного ответвителя 3; Б = Б е "2 и й = д ефЬ 2- коэфбиЯ. 2 г,циент передачи и переходноеослабление второго двунаправленного ответвителя 7; ББ ез и д = с 1 е 1 з - коэФЬи 1циент передачи и переходноеослабление третьего двунаправленного ответвителя 13;Ю Ч 04Б 4Б е 4 и 64 = й е . - коэффи 4 4циент передачи и переходноеослабление четвертого двунаправленного ответвителя.а = Фа е фР - коэФФициент переа адачи последовательно соединенных первого фазовращателя 5 и первого аттенюатора б;= Г ефг - коэФФициент отражехг хгния выхода четырехполюснцка 4;Г = Г е ф - коэффициент отражеиния короткозамыкателя 10 сучетом вносимого фазовогосдвига электрически управляемого Фазовращателя 1 б;л= ьг е " - коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника 4 я прямом направлении (от генератора 1)., где 21/Я - электрическая длина оте35 резка линии передачи.Очевидно минимальный сигнал напервом индикаторе 9 имеет место приусловии л Б 1 п 240ьа Бгал(3) 45 Условия балансировки по второму индикатору 12: Л Б Бг Б 4 Й 1ьм щБ 314-Ь -(11,Затем в тракт включается исследуемый четырехполюсник 4 и на первом детекторе 8 представляет собой в общем случае сумму двух сигналов, один из которых промодулирован по фазе генератором 20 низкой б 200 6Сигнал подаваемый на вт рой детектор 11, имеет вице = егББ 4 Гк (1 "а 12+г 4 а, г= ь е 2- коэффициент переа 2дачи последова 15 тельно соединенныхвторого Фазоврашателя 18 и второгоаттенюатора 19;ОБ = ьоь е - коэффициент пере 20 дачи исследуемогочетырехполюсника4 в обратном направлении (от короткозамыкателя 10).25 Во время балансировки вместо исследуемого четырехполюсника 4 в трактвключается отрезок линии передачи.Предполагая отсутствие в нем потерь,в выражения (1) и (2) подставляют302 ф 1ь 1, ехр(1- ) и Гр О Брае1(: С. + -1 2 н 1об Чг 8 ф случае,частоты. Амплитуда сигнала, снимае-мого с первого детектора 3, будет меняться с частотой, кратной часто-те генератора 20, до тех пор, пока присутствуют оба сигнала. С помощью первого фазовращателя 5 и первого аттенюатора 6 добиваются минимальной амплитуды огибающей амплитудномодулнрованного сигнала на экране осциллографического индикатора 9.При этом устраняется влияние переотражений от выхода исследуемого четырехполюсника 4 на погрешность измере. ния коэффициента передачи.15Тогда модуль и фаза коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника 4 в поямом направлении из (1) с учетом ба нсировки (3) определяются по изменению коэффициента передачи первого фазовращателя 5 и первого аттенюат,ра Ь относительно балансировки по первому индикатору 9:Л Л"пр " ф25лгде- изменение коэффициентаапередачи (ослабления)аттенюатора 6,(:1 О + - - ,301гце (. - изменение фазового сдвига,вносимого фазовращателем 5,Сигнал на втором детекторе 11 привключенном в .ракт четырехполюснике 354 представляет собой амплитудно-модулированный сигнал. С помощью ь горогофазовращателя 18 и второго аттенюатора 9 добиваются минимальной амплитуды огибающей амплитудно-модулированного сигнала на втором индикаторе 12, что соответствует наличию на втором детекторе 11 только сигнала,отраженного от входа четырехполюсчика 4Разница поазаний второго фазовраща 45теля 1 Я и второго аттенюатора 9 в этом случае и в случае балансировки по второму иидикато 1,у 12 соответствует модулю и фазе коэффициента передачи четырехполюсника 4 в обратном нап равлении: л лОб Йг флгде 6, - изменение коэффициента пеИр адачи (ослабления) второго аттенюатора 19 в этомгде Я - изменение Фазового сдвигагвторого фазовращателя 18 в этом случае.Как видно из формулы (1), при исг льзовании направленных ответвителей с переходным ослаблением 20 25 дБ "ложный" минимум на втором детекторе 11 может возникнуть лишь в случае, когда потери исследуемого четырехполюсника в прямом направлении составляют более 40 дБ. В этом случае балансировку второго опорного канала следует проводить после балансировки первого опорного канала, когда весь сигнал, прошедший через четырехполюсник 4 и первый опорный канал, будет отражаться от корьткозамыкателя 10. При измерении параметроп четырехполюсников, прямые потери которых не превышают 30 дБ, балансировку второго опорного канала можно проводить одновременно с балансировкой первого опорного канала независимо от его коэффициента передачи. Формула изобретения Измерит ель невэ аимных фазовых сдвигов пассивных четырехполюсников, содержащий последовательно соединенные генератор и первый вентиль,последовательно соединенные первый двунаправленный ответвитель, второй ыход которого соединен с входной клеммой для подключения исследуемого четырехполюсника, первый фазовращатель и первый аттенюатор, последовательно соединенные второй двунаправлепный ответвитель, второй вьход которого соединен с выходной клеммой для подключения исследуемого четырехполюсника, первый детектор и первыйиндикатор, а также короткоэамыкатель и последовательно соединенныевторой детектор с вторым индикатором,о т л и ч а ю щ и й с я ем, что,с целью расширения области использования, в него введены третий двунаправленный ответвитель, второй вентиль, последовательно соединенныечетвертый двунаправленный ответвитель и управляемый фазовращатель,последовательно соединенные третийвентиль, второй фазовращатель и вто1 б 2 б 200 Составитель Н.МихалевТехред А,Кравчук Корректор Т.Малец Редактор О.Юрковецкая Заказ 276 Тирак 409 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 101 рой аттенюатор, генератор низкой частоты, а также две согласованные нагрузки, подключенные соответственно к выходам первого и третьего направленных ответвителей, при этом выход первого вентиля подключен к первому выводу третьего направленного ответвителя, второй вывод которого подключен к входу второго детектора, третий - к четвертому выводу первого направленного ответвителя,четвертый - к выходу второго аттенюатора,выход первого аттенюатора подключенк третьему выводу второго направленного ответвителя, четвертый вывсд5которого подключен к третьему выводутретьего направленного ответвителя,четвертый вывод которого подключенк входу третьего вентиля, а выходгенератора низкой частоты подключенк управляющему входу, управляемогофазовращателя, к выходу которого подключен короткозамыкатель,