Устройство для измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников с преобразованием частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ив Я 124)5 0 О 1 К 27/28 БРЕТЕ ИДЕТ ЕЛЬСТВ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СС9 1538149, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ И ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ С ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение может быть использовано при поверке и настройке различных радиоэлектронных устройств с преобразованием частоты. Цель изоб 8 ретения - расширение функциональныхвозможностей - достигается за счетобеспечения измерения комплексныхкоэффициентов отражения четырехполюсников с преобразованием частоты. Дляэтого в устройство, содержащее генераторы 1, 2 качающейся частоты, блок3 управления, смесители 7, 1 фазовой автоподстройки частоты, фазовыедетекторы 12, 16, перестраиваемыйгенератор 17 промежуточных частот,делители 4, 21 сигнала, переключатели 6, 8, 9, 15, 20, 22, усилитель 10,аттенюатор 5, исследуемый четырехполюсник 14 с преобразованием частоты, опорный смеситель 13, смесители23, 24 промежуточной частоты изме.;ателем частоты,рительного. и опорного каналов, индикатор 25 и решающий блок 26, введены направленный ответвитель 19 и переключатель 18. При работе устройства сигттал промежуточной частоты Я,т падается на выход промежуточной частоты исследуемого четырехполюс,ника 14 с преобразователем частатьт и поступает в смесктельный активнык элемент (диод) гце превзабретениотносится к рацио- измерениям и мажет быть испольэаваНа ПРИ ПОВЕРКЕ К ЦЯСТРактЕ РВЗЛИЧ-. ных устройств с преобразованием частоты и является усавершенствова:ьткем устройства по авт.св, т 1538149.Цель изобретения - расширение Фу:.-;Кттианальных возможностей устра";ства дпя измерения амплитудначастотных и Фазачастотных харак - теристик четырехполюсциков с преобразователем частоты за счет обеспечения измерения комплекснага каэФФи. кента отражения четырехпалюс,тика с преобразователем частоты.Ба чертеже представлена блок-схема у -.ройства для измерения амппитудцачастатцых и Фазачастатных характеристик четырехпалюсник с преабразаУстройство сацержит генераторы 1 и 2 качающейся частоты, блок 3 управления, первый делитель 4 сигналов, аттенюатор 5, переключатель 6, пер- ф40 вый смеситель 7 Фазовой автопадстрой ки частоты, переключатель 8, переключатель 9 р усилитель 10 р Втарои смеси- тель 11 Фазовой автоподстройки частаты, первый Фазовый детектор 12, опорный смеситель 13 исследуемый четырехполюсник 14 с преобразователем частоты, переключатель 15, второй Фазовый детектор 16 перестраиваемый генератор 17 промежуточных частот, переключатель 18, направленный ответвитель 19, переключатель 20, второй делитель 21 сигналов, переключа тель 22, смеситель 23 промежуточных частот измерительного канала, смеси тель 24 промежуточных частот опорногоканала, индикатор 25, решающий блОк 26 о образуется во входной сигнал частотой Ы, и частично отражается от выхода тракта промежуточноц частоты.Величина амплитуды отраженного сигнала определяется с помощью направленного ответвителя 19, сравнивается с амплитудой падающего сигналаи затем с помощью решающего блока 26рассчитывается коэФФициент отражения, 1 ил,Выход первого генератора 1 качающейся частоты соединен с входом первого делителя 4 сигналов и первым входом первого смесителя 7 Фазавой автападстрайки частоты, выход кото- рога соединен с первым входом второго смесителя 11 Фазовой автоподстройкк частоты и первым входам первого Фазового детектора 12, выход которого соединен с одним из входов первого гецератора 1 качающейся частоты,Выход второго генератора 2 качающейся частоты соединен с вторым вхо - дам первого смесителя 7 Фазовоиавта-подстройки частоты й гетеродиннымк входами исследуемого четырехполюсника 14 с преобразователем частоты и опорного смесителя 13, сигнальный вход которого соединен с подвижным контактом Второго переключателя 8, первый неподвижный контакт которого соединен с первым выходом первого делителя 4 сигналов, второй выход которого через аттенюатор 5 соединен с первым неподвижным контактом первого переключателя 6, подвижный контакт котарога соединен с Входам усилителя 10, выход которого соединен с подвижным контактом четвертого переключателя 15, первый непоцвижный контакт которого соединен с первым неподвижным контактом третьего переключателя 9, второй неподвижный контакт которого соединен с вторым неподвижттым контактом первого переключателя 6.Вторые неподвижные контакты второго 8 и четвертого 15 переключателя соединены между собой, а подвижный контакт третьего переключателя 9 соединен с сигнальным вхацом исследуемого четырехполюсника 14 с преабразаВателем частотые ПерВый ВыхОд пере1651242 стра:1 цаемого генератора 17 промежуточ 15 таты, снимаемые с его второго выхода сдвинутые на постоянную вел 1 ч:)ну Я относительно сигналов первой прсме- жутОчнОЙ чЯстсты с точностью дс Фазы в любой частотной точке,Часть сигналов от первого 1 и вто рого - генеРатоРов качающейся частотыподаются на входы первого смесителя 7 Фазовой автоподстройки частоты, где смешиваются. Сигнал разностной первой переменной промежуточной частоты Ы с выхода зтого смесителя па - ступает на первые входы первого Фазового детектора 12 и второго смесителя 11 фазовой автоподстрайки часнай частоты соединен с вторым входом первого Фазового детектора 12 и Бхо;Ом второго делителя 2 счгналав, вых:)дь) котсрогс соединены с вторыми 1) Г.падВижцьВ)и контактами пята го . О и шестого 22 переключателей. йторой выход перестраиваемого генератора 17 промежуточных частот сае 11"цен с гетеродицными входами смесиг се. промежуточной частоты измери.е,)ьагс 23 и спорного 24 каналов и з орьги 1 зхадами второго смесителя 11 ;азовой автоподстрайки частоты,-г)1.) У, )Э ПсЯа /Инеи 1 ОЦО) ":1 рес Г.;ив; " 1.;,Гггеь 1 БР) .Тора 17 11 ра -г)ог.) ".ОЯ 1 и 1 П;ц с эт .".)К) Бхо;.ОМ Втаг)аФ;3)Рг ,О)е) гг- б 1 яп)зявле 1111 ы); оть,.твитсль 19 0 н 1 м),;11 р П-. РБцс 1 О Каца) ПРИС ОЕНИНЕН к Бь:хацу пра)е;)утачнг)й частоты исследуемого четырегхполосникэ 14 с преобР,1 ЗСБЕТЕЛЕ.;.1 ЧЯСто)";:, а г РУГИМ КОНЦОМперви 1 ь)ога канала соединен с г.Одвиж цьд контактом пя-ого переклю 1 гтеляО, первый неподвижный контакт которого са:.дине с пеавым неподвижнымконтактом шестого перекгпочателя 22,псдвижцььй контакт которого соединенс входом сигнала смесителя 24 промежуточной частоты опорного канала,выход которого соедине. с входомопорного канала индикатора 25, выходкоторого соединен с решающим блоком2 б Вторичный канал награвленнога ответвителя 19 соединен с вторым непод-,вижным контактом седьмого переключателя 18) первый неподвижный контакт которага соединен с выходом промежуточной частоты опорнога смесителя 13,я подвижный контакт седьмого переключателя 18 соединен с сигнальнымвходом смесителя 23 промежуточнойчастоты измерительного канала, выходкоторого соединен с входом измерительного канала индикатора 25,К нстру,тивцое выполнение направлецног;:) ответвителя 19 ня различных частотах может быть различным,Устройства работает следую 111 имобразом.Б режиме переменной промежуточной частоты, напряжением от блока 3управления устанавливается начальная разовость между частотой Ыпервого генератора , кячаюшейся частотыи частотой 0:) второго генератаРЯ 2качяю 11 е)1 ся частоты равная начяпьнайпромежуточной частоте 17: паласы анализа исследуемого четырехпс);юсникас преобразователем частоты,Этим же напряжением устанавливается начальное значение первой пере 1)ецна пРОКежутачной частоты (д" си.НЯЛОБ Г;ЕРЕСтРаИБЯЕМСГО ПЕНЕРЯТОРЯ 1",г )амежутачных час,тат, снимаемых спервого Бььходя, равное начальнойчастоте полосы янапиза. Затем относительна второго генератора 2 качаю щейся частоты, настраенцога на Фиксираванпую частоту, включается сви -пцрование первого генераторакача)ощейся частоты в диапазоне, равномпа 1 ое ана.иза по промежуточной час - 3 О тате иссл едуемо ГО четь)рехпОл)Ос н 1 кЯ4с пробраззвятю 1 ем частоты, 11 ри ятомсинхронна с первым генератором 1 каЧ аШЕйсв ЧЯСта:Ь) СБИПИРУЕТ И ПЕРЕстряивяемы генеРатор 17 промежуточных частот, рабочий диапазон частот 35 .КОТСРО О УСТЯНЯБЛИВЯЕТСЯ С ПО 1 О:ЦЬЮблока 3 управления толька в режимепеременной промежуточной частоты. Одновременно с синалами первой пере Оменнай промежуточной частоты Б перестряиваемом генераторе 17 промежуточных частот вырабатываются сигналыВСПОМ;)ГатЕг)ЬНай ПРОМЕжУтОЧНОй Час -таты, где смешивается с сигналом вспо 165124могательной промежуточной частотысдвинутой на величину 9, которая снимается со второго выхода перестраиваемого генератора 17 промежуточных частот, Образовавшийся в результате 5 смещения сигнал разностной постоянной частотыс выхода второго смесителя 11 фазовой автоподстройки частоты подается на первый вход второго Фазового детектора 16, на второй вход которого поступает сигнал постоянной частоты 2 с третьего выхода перестраиваемого генератора 17 промежуточных частот, Образовавшийся в результате сравнения сигнал управления с выхода. второго Фазового детектора 16 управляет частотой первого генератора 1 качающейся частоты так, тто сигнал разностной частоты на выходе первого смесителя 7 Фазоной20 автоподстройки частоты с точностью до Фазы н любой момент времени ранен частоте сигналов на первом выходе перестраиваемого генератора 17 промежуточной частоты в процессе его совместного качания с первым генератором 1 качающейся частоты относительно второго 2.Первый Фазовый детектор 12 обеспечивает предварительную подстройку первого генератора 1 качающейся частоты относительно второго генератора 2 качающейся частоты, облегчая тем самым работу второго Фазового детектора 16, 35Все переключатели устанавливаются в первое положение, при котором с помощью первого делителя 4 сигналов на сигнальные входы опорного смесителя 13 и исследуемого четырехполюс ника 14 с преобразователем частоты подаются сигналы от первого генератора 1 качающейся частоты. На гетеродинные входы опорного смесителя 13 и исследуемого четырехполюсника 14 45 с преобразователем частоты поступает сигнал от второго генератора 2 качающейся частоты, который и определяет их рабочий режим. Включается качание первого генератора 1 качающейся 50 частоты относительно нторого 2 и н режиме переменной первой промежуточной частоты - Я определяется рабочий диапазон промежуточных частот исследуемого четырехполюсника 14 с преобразователем частоты, а регулировкой сигнала гетеродина устанавливается его оптимальный рабочий режим. 2 8Затем переключатели переводятсяво второе положение, при котором реализуется последовательное включение опорного смесителя 13 и исследуемого четырехполюсника 14 с преобразователем.частоты, Сигналы первойпеременной промежуточной частоты спервого выхода перестраиваемого генератора 17 промежуточных частот подаются на вход второго делителя сигналов, где делятся пополам. Одна полонина сигнала через переключатель 16и первичный канал направленного ответнителя 19 поступает на выход сигнала промежуточной частоты исследуемого четырехполюсника 14 с преобразователем частоты, а другая полонинасигнала - на сигнальный вход смесителя 24 промежуточной частоты опорного канала, где преобразуется с помощью сигнала вспомогательной промежуточной частоты Я +Я), снимаемогос второго выхода перестраиваемогогенератора 17 промежуточных частот,подаваемого на гетеродинный входэтого смесителя, в сигналы постоянной разностной промежуточной частоты Я, которые затем подаются навход опорного канала индикатора 25,В начале на входе первичногоканала направленного отнетнителя 19;присоединяемого к выходу промежуточной частоты исследуемого четырехполюсника 14 с преобразователем час-.тоты, устанавливается режим короткого замыкания (или холостого хода).При этом вся мощность сигнала первойпеременной промежуточной частоты отражается от выхода первичного каналанаправленного ответвителя 19 и черезего вторичный канал и переключатель18 поступает на сигнальный вход смесителя 23 промежуточной частоты измерительного канала, где преобразуется с помощью сигнала вспомогательнойпромежуточной частоты, снимаемогосо второго выхода перестраинаемогогенератора 17 промежуточных частот,подаваемого на его гетеродиннык вход,в сигнал разностной постоянной промежуточной частоты Я, который поступает на вход измерительного канала ин;дикатора, где сравнивается с сигналомопорного канала по амплитуде и фазе.Результат сравнения Фиксируется врешающем устройстве 26,Затем вход первичного канала направленного ответвителя 19 присоединяется к выходу промежуточной часто1651242 ты исследуемого четырехпалюсника 14с преобразователем частоты, Отраженчан первичным каналсм межцу выходом исслецуемага четырехполюсника с пре"образователем частоты и подвихным:Омпл":-.с 21 ля - мплитчда напрКе;.и.1 сигнала От пере:Г,ЦЕя 1 А 712 а 1.ГЯ:ь;ОГО ГенератораЪ 6 Ъ про 1.:Утсчных частот, пателя соединен с вторым непацвижным контактам дополнительного переключателя первый неподвижный контакт ко 1 арага соединен с выходом опарнога смеси.ел , подвижный контакт саедидаю 21 ая;: а в 1-1 ха ц прамежуточ 1,ай ,сс Готы исслецуема -ехго 21,:.2 скика с претелечас 7 аты, 25 Га четырнен с сигнальным входом смесителяпрсмеж.Точкой частоты измерительногокакала, сигнальный вход исследуема- четырехпалюсника с преобразавас.,; - . зла атрален - прамежуОчк, й; "Г 1 ь к; с 3 едуе т:лем частоты саецинен с подвижнымкои 7 с.ктои третьеГО переключателя,ыре,2 алюсн,1".а ссв: тол:.21 частоты,пр саргз Составитель И.МихалевРедактор С,Патрушева Техред А.Кравчук Корректор Н.Ревская Заказ 1605 Тираж 422 ПодписноеВНЯВ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 ная от его выхода часть сигнала через вторичный канал направленного ответ 5 а,:;теля 19 подается после преобразования в смесителе 23 промежуточной -1 астоты измерительного канала в индикатор 25, где опять сравнивается с амплитудой и фазой ега сигнала опоркс 1 с канала. Результат сравнения поступает в решающий блок 26, который праиззодит вь 1 числение модуля и фазь".козфд,. циента отражения по формуле Формула изобретенияУстройство для измерения амплитудна-частотных и фазочастатНЫХ Характеристик четырехполюсников с преобразсванием частоты по авт. св, Г 1538149, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения измерения комплекс- нага коэффициента отражения четырехполюсника с преобразователем частоть 1,. в него введены дополнительный пере." ключатепь и направленный ответвитель, причем направленный ответвит л: в , вклюконтактам Бес таГО переключателя вто-ричный канал каправленнога ответви