Измеритель фазочастотных характери-стик четырехполюсников свч

Номер патента: 836603

Автор: Кашапов

ZIP архив

Текст

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистических,01.79 ем заявки Государственныи комитет СССР по делам изобретений и открытийДата о каваниописания 07068 72) Автор изобретения апов 1) Заявитель 54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТРЕХПОЛЮСНИКОВ СВЧе" Изобретение относится к технике измерений фаэочастотных характеристик (ФЧХ) четырехполюсников СВЧ.Известно устройство для наблюдения ФЧХ на экране осциллографа, содержащее осциллограф, фазовый детектор, генератор линейно-частотных колебаний, устройство выделения нуль-переходов, линию задержки и генератор линейно-нарастающего нап жения 1.Недостатком его является ограни ный частичный диапазон измерений ФЧХ и низкая точность измерений, обусловленные отсутствием технических средств для исключения неидентичности каналов фазового детектора.Известно также устройство для автоматического измерения ФЧХ, которое содержит фазовую систему синхронизации частоты стабильного генератора, два смесителя, делители мощности и осциллографический индикатор 21,Низкая помехоустойчивость этого устройства обусловлена неустойчивостью фазовой системы синхронизации частоты при больших расстройках.целью изобретения является расширение частотного диапазона и повышение точности измерений. Достигается это тем, что в иэ рителе, содержащем два делителя м щности, стабильный генератор, два сме сителя, фазочувствнтельный элемент, управляемый фаэовращатель и осциллографический индикатор, введены волно мер, усилитель, третий делитель мощности, третий и четвертый смесите"два усилителя промежуточной часдвухканальный коммутатор, лизадержки, ограничитель, два форющих элемента, делитель частоты, сумматор, синхронизатор, однопозиционный переключатель и элемент памяти, при этом вход первого иэ упомянутых делителей мощности соединен с одним из входов измерителя, а первый выход названного делителя мощности через Последовательно соединенные волномер и усилитель подключен к уп- равляющему входу синхронизатора, к входу "Х" осциллографического индикатора и к входу первого формирующ го элемента, а второй выход первого делителя мощности соединен с одним из подвижных контактов двухканального коммутатора, второй подвижный контакт которого соединен с одним из выходов второго из упомянутых дели.телей мощности, входом соединенного свторым входом измерителя, а вторым выходом соединенным через линию задержки с входом третьего делителя мощности, первый выход которого соединен с одним из входов третьего смесителя, второй вход которого подключен к первому и четвертому непо"движным контактам двухканального коммутатора, а второй выход третьего делителя мощности соединен с одним иэ входов четвертого смесителя, второй вход которого подключен к второму. и третьему неподвижным контактамдвухканального коммутатора, управляющий вход которого соединен с одним из выходов первого формирующего элемента, второй выход которого соединенс управляющим .входом однопозиционного переключателя, первый неподвижный контакт которого через один из входов элемента памяти соединен с входом синхронизатора, выход которого подключен к второму входу элемента памяти, второй выход которого подключен к одному из входов сумматора,второй вход которого подключен к входу "У".осциллографического индикатора и ковторому неподвижному контактуоднопозиционного переключателя, подвижный контакт которого соединен с выходом фазочувствительного элемента,первый вход которого подключен к выходу управляемого фазовращателя, управляющим входом, соединенным с выходом сумматора, а второй вход фазочувствительного элемента подключен к выходу первого из упомянутых смесителей, первый вход которого через первый усилитель промежуточной частоты подключен к выходу третьего смесителя, а второй вход смесителя соединен с выходом второго из упомянутых смесителей, первый вход которого соединен с выходом стабильного генератора и с входом управляемогофазовращателя, а второй вход второгосмесителя через второй усилительпромежуточной частоты подключен квыходу четвертого смесителя и черезпоследовательно соединенные ограничитель, второй формирующий элементи делитель частоты подключен к входу,"Е" яркостной модуляции осциллогра"фического индикатора.На фиг. 1 приведена блок-схемаустройства; на фиг, 2 - временныерррграммы работы устройства,Устройство содержит делители мощности 1 и 2, двухканальный коммутатор 3, смесйтели 4 и 5, усилителипромежуточной частоты (УПЧ) б и 7,смесители 8 и 9, стабильный генератор 10, Фазоизмерительный элемент11, управляемый Фазовращатель 12,однопозиционный переключатель 13,осциллографический индикатор 14,элемент памяти 15, синхронизатор 16,сумматор 17, волномер 18, усилитель19, первый формирующий элемент 20,линия задержки 21, третий делительмощности 22, ограничитель 23, второйформирующий элемент 24, делитель частоты 25 и входы 26 и 27 измерителя,Устройство работает следующимобразом.Входы 26 и 27 измерителя подключаются к выходу исследуемого четырехполюсника и к выходу опорного генератора с линейночастотной модуляцией (ЛЧМ) по несимметричному пилообразному закону (на фиг. 1 не показаны).Сигналы через делители мощности1 и 2 и через двухканальный коммутатор 3 поступают на входы смесителей 15 4 и 5, к которым в качестве сигналагетеродина подается сигнал, снимаемый с делителя мощности 22, задержанный по времени линией задержки 21.В результате смешивания сигнала ЛЧМ, 20 задержанных по времени относительнодруг друга, на выходе смесителей4 и 5 возникают сигналы биений счастотамиЕО 1з (1) 25 Е(У = фТ 3), (2)где Е ,Е - значения частот биений;й, - время задержки сигналов;) - скорость изменения ЗОчастоты;Т - длительность ЛЧМ сигналов.Е ) ЕАСигналы биений поступают на входыУПЧ 7 и б, полоса пропускания которых выбрана таким образом, что ониусиливают только сигналы биений счастотой Ед , которые имеют форму,приведенную на фиг. 2 в,г.Из выражения (1) очевидно, что мо гут возникать нестабильности частоты Ед за счет непостоянства скорости изменения частоты входных сигналов и времени задержки. Поэтому длякомпенсации нестабильности частоты 45 ЕД , в Устройство введены стабильный генератор 10 и смесители 8 и 9,с помощью которых Фаза исследуемыхсигналов переносится на сигнал стабильного генератора. Для этого сигналы с выхода УПЧ б и 7 поступаютсоответственно на смесители 8 и 9.На выходе смесителя 8 выделяется,сигнал с разностной частотой. Аналитическое выражение сигнала на выходесмесителя 8 имеет видОррз (Й) Опрз с 0 Г Ед ) Й+Ч. Я(3)где О, - амплитуда сигнала на выходе смесителя 8;5 - частота колебаний генератора;еО У - фаза, вносимая опорнымканалом;- Фаза, вносимая линиейзадержки.Этот сигнал поступает на смеситель 9, 65 на выходе которого выделяется сигнал с суммарной частотой, аналитическое выражение которогоО 11 р.4 (й)=Опр 4 сО (ГГ С+Ъ+Ч 4 ЧМ) ( ф) где Ор 4 - амплитуда выходного сигнала;14 - фаза, вносимая измерительным каналом;- измерительное значениефазы.Сигналы с выходов смесителя 9 и стабильного генератора 10 поступают на фаэоизмерительный элемент 11, с выхода которого снимается сигнал, пропорциональный разности фаз входных сигналов, поступающий на переключатель 13, Коммутатор 3 и переключатель 13 управляются импульсами, сни маемыми с формирующегоэлемента 20, на вход которого поступают импульсы с волномера 18, подключенного к делителю мощности (на .фиг. 2 д,е), Измерения фЧХ производятся в два цикла. Первый цикл, когда переключатель 13, коммутатор 3 находятся в положении 1, При этом сигнал опорного канала поступает на смеситель 5, а сигнал измерительного канала на смеситель 4, и с выхода фазоизмерительного элемента снимается сигнал, пропорциональный значению разности фаз %4 30 Этот сигнал записывается в элементпамяти 15. Элемент памяти 15 и синхронизатор 16 предназначены для запоминания сигнала и выдачи его приочередном цикле измерения, когдапереключатель 13 и коммутатор 3 находятся в положении 11, на сумматор17, на второй вход которого поступает в этот момент времени сигнал сфазоизмерительного элемента 11, пропорциональный значению разности фаз 9 Г = Г + - 1 п (12)1огде 1 - коэффициент деления делителячастоты,45 Для того, чтобы получить частотные метки, сигнал с выхода УПЧ б подается на последовательно соединенные ограничитель 23, формирователь24, делитель 25, с которого сигналпоступает на индикатор, представляющий собой осциллографическое устройство, развертка которого запускаетсяи срывается импульсами с волномера18. На индикатор исследуемый сигналпоступает с переключателя 13,.когдаон находится в положении 11. Резуль-.тат измерений высвечивается в видеграфика с частотная метками. Диапазон измеряемых частот составляет от 3до 60 Ггц.б 0 формула изобретения Измеритель фазочастотных характе"б 5 ристик четырехполюсников СВЧ, содер "И "4-.(6) При этом на выходе сумматора появится сигнал, пропорциональный значению разности фаз Р.Р,= г(У- Р,г),(7) Этот сигнал в виде сигнала ошибки поступает на управляемый фазовращатель 12,который изменяет фазу колебаний высокостабильного генератора до тех пор, пока на выходе сумматора сигнал ошибки не будет равен нулю, тем самым компенсируя ошибку измерений из-за неидентичности каналов, Для обеспечения синхронной выдачи, записанную информацию на сумматор, в предлагаемое устройство введен синхронизатор.Он представляет собой временной дискриминатор, который управляет элементом памяти путем временного сонмещения записанных импульсов волномера 18 с поступающим ,на его вход при очередном цикле измерения,обеспечивая тем самым синхронную с входным сигналом. сумматора выдачу записанной информации,Для понышения точности измеренийи удобства отсчета показаний, устройство снабжено схемой формированиячастотных меток, содержащий ограничитель, формирующий элемент 24 и делитель частоты 25, Если в выражение(1) подставить значенияр: " и Гд: 1/тд, (8)где дГ - величина девиацйи частоты;Тд 4 - период частот биений,то получим ДХ = Т/1 ТА (9) Из этого выражения очевидно то, чтоесли отрезок нремени, равный длительности ЛЧМ сигнала, разделить с дискретностью, равной Т,Гто количество дискретов будет определять величину дениации частоты, а их номер - еготекущее значение. При этом из выражения (8) очевидно .то, что величинакаждого дискрета будет ранна изменению частоты на величину АискрЪ(1 0) При этом отсчет значения частоты производится по формулеГ: Г +Г, (11) где Г - значение частоты входныхсигналов;Г - начальная частота девиации;и - номер импульса на индикаторе.При больших значениях скорости изменения частоты входных сигналов величина Еб 4 может быть достаточно высокой, поэтому в предлагаемом устройстве для обеспечения удобства снятия показаний предусмотрен делитель частоты (25).В этом случае отсчет значения частоты произнодится по формуле:жащий два делителя мощности, стабильный генератор, два смесителя,фазочувствительный элемент, управляемый фазовращатель и осциллографический индикатор, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерений, в него введены волномер, усилитель, третий делительмощности, третий и четвертый смесители, два усилителя промежуточнойчастоты, двухканальный коммутатор,линия задержки, ограничитель, дваформирующих элемента, делитель частоты, сумматор, синхронизатор, однопозиционный переключатель и элементпамяти, при этом. вход первого из 15упомянутых делителей мощности соединен с одним из входов измерителя, апервый выход названного делителямощности через последовательно соединенные волномер и усилитель подклю- щочен к управляющему входу синхронизатора, к входу "Х" осциллографического индикатора и к входу, первогоформирующего элемента, а второй выход первого делителя мощности соединен в одним из подвижных контактовдвухканального коммутатора, второйподвижный контакт которого соединенс одним из выходов второго из упомянутых делителей мощности, входомсоединенного с вторым входом измерителя, а вторым выходом,соединеннымчерез линию задержки с входом третьего делителя мощности, первый выход которого соединен с .одним из входовтретьего смесителя, второй вход которо 35го подключен к первому и четвертомунеподвижным контактам двухканальногокоммутатора, а второй выход третьегоделителя мощности соединен с однимиз входов четвертого смесителя, вто црой вход которого подключен к второмуи третьему неподвижным контактамдвухканального коммутатора, управляю"щий вход которого соединен с одним из выходов первого формирующего элемента, второй выход которого соединен с управляющим входом однопозиционного переключателя, первый неподвижный контакт которого через один из входов элемента памяти соединен с входом синхронизатора, выход которого подключен к второму входу элемента памяти, второй выход которого подключен к одному иэ входов сумматора, второй вход которого подключен к входу "У" осциллографического индикатора и к второму неподвижному контакту однопозиционного переключателя, подвижный контакт которого соединен с выходом фазочувствительного элемента, первый вход которого подключен к выходу управляемого фазовращателя, управляющим входом, соединенным с выходом сумматора, а второй вход фазочувствительного элемента подключен к выходу первого из упомянутых смесителей, первый вход которого через первый усилитель промежуточной частоты подключен к выходу третьего смесителя, а второй вход смесителя соединен с выходом второго из упомянутых смесителей, первый вход которого соединен с выходом стабильного генератора и с входом управляемого фазовращателя, а второй вход второго смесителя через второй усилитель промежуточной частоты подключен к выходу четвертого смесителя и через последовательно соединенные ограничитель, второй формирующий элемент и делитель частоты подключен к входу "Е" яркостной модуляции осциллографического индикатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 371534, кл, 6 01 й 29/00 19712. Авторское свидетельство СССР9 428302, кл. С 01 К 27/28, 1972Тираж 732 ПодписнИ Государственного комитета СС делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб д 09/35ВНИ аказ 1130 4/5 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Смотреть

Заявка

2713704, 15.01.1979

ВОЙСКОВАЯ ЧАСТЬ 11284

КАШАПОВ ИЛЬФИР ГАЯЗОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01R 27/28

Метки: измеритель, свч, фазочастотных, характери-стик, четырехполюсников

Опубликовано: 07.06.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-836603-izmeritel-fazochastotnykh-kharakteri-stik-chetyrekhpolyusnikov-svch.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Измеритель фазочастотных характери-стик четырехполюсников свч</a>

Похожие патенты