Устройство для измерения амплитудных параметров свч четырехполюсников

)ЗОБРЕТЕНИЯТЕЛЬСТВУ О АНИЕ Н АВТОРСКОМ вин ьство 1977 ческоетричесений во ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Минский радиотехнический интитут(56) 1, Авторское свидетелУ 794563, кл. С О К 27/282. Эндрюс Д.Р. Автоматиопределение параметров элекких цепей посредством иэмервременной области, "ТИИЭР", т. 6Р 4, 1978, с. 56-68 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯАМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ СВЧ ЧЕТЫРЕХПОЛ 0 СНИКОВ, содержащее импульсныйСВЧ генератор, к выходу импульсасинхронизации которого подсоединенвход синхронизации двухканальногостробоскопического осциллографа,первый вход и первый выход которогоподключены соответственно к входуи выходу ЭВМ, а также последователь.но соединенные первую входную линию,первый преобразователь частоты ипервую выходную линию, выход которой является входом для подключениявхода исследуемого СВЧ четырехполюс. ника, при этом второи вход и выхопервого преобразователя частотысоединены соответственно с вторым выходом и вторым входом двухканального стробоскопического осциллографа, управляющие входы двухканального стробоскопического осциллографаи ЭВМ подключены к блоку управления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей путем обеспечения измерений параметров как взаимных,так и невзаимных СВЧ четырехполюсников, к выходу импульсного СВЧ генератора последовательно подключеныдвухканальный переключатель, управляющий вход которого соединен с бло.ком управления, первый вентиль, вто.рая входная линия, второй преобразователь частоты.и вторая выходнаялиния, выход которой является входом для подключения выхода исследуе.мого СВЧ четырехполюсника, междувторым выходом двухканального переключателя и входом первой входнойлинии включен второй вентиль, причем выход и второй вход второгопреобразователя частоты соединенысоответственно с третьим входом итретьим выходом двухканального сФробоскопического осциллографа, 1 1Изобретение относится к техникеСВЧ измерений и может йспольэоватьсядля измерения амплитудных параметроввзаимных и невэаимных СВЧ четырехполюсников.Известно устройство для измерениякоэффициента отражения линейного измерителя формы сигналов, содержащеегенератор импульсов, ЭЦВИ, отражательи исследуемый линейный измери"тель формы сигналов Г 1 .Однако при измерении параметровпередачи в таком устройстве обьектизмерения должен быть включен междугенератором импульсов илинейнымизмерителем формы сигналов, а приизмерении параметров отраженияобьект измерения включается послелинейного измерителя формы сигналов.Таким образом, для того, чтобы измерить все элементы матрицы рассеяНия четырехполюсника необходимо произвести перемонтаж тракта четырераза, что исключает принципиальнуювозможность автоматизации процессаизмерения,Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для измеренияамплитудных параметров СВЧ четырехполюсников, содержащее импульсныйСВЧ генератор, к выходу импульсасинхронизации которого подсоединенвход синхронизации двухканальногостробоскопического осциллографа,первый вход и первый выход которогоподключены соответственно к входуи выходу ЭВИ, а также последовательно соединенные первую входнуюлинию, первый преобразователь час"тоты и первую выходную линию, выходкоторой является входом для подключения входа исследуемого СВЧ четырехполюсника, при этом второй входи выход первого преобразователячастоты соединены соответственно свторым выходом и вторым входом двух.канального стробоскопического осцил.лографа, управляющие входы двухканального стробоскопического осциллографа и ЭВИ подключены к блокууправления 2,Известное устройство не обеспечивает измерения как взаимных, таки невэаимных СВЧ четырехполюсников.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения измерений параметровкак взаимных, так и невэаимных СВЧчетырехполюсников.086393 г 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения амплитудных параметров СВЧ четырехполюсников, содержащем импульсный СВЧ генератор, к выходу импульса синхронизации которого подсоединен, вход синхронизации двухканального стробоскопического осциллографа, первый вход и первый выход которого подключены соответственно к входу и выходу ЭВМ, а также последовательно соединенные первую входную линию, первый преобразователь часто. ты и первую вькодную линию, выход которой является входом для подключения входа исследуемого СВЧ четырехполюсника, при этом второй вход и выход первого преобразователя частоты соединены соответственно с вторым выходом и вторым входом двухканального стробоскопического .осциллографа, управляющие входы двухканального стробоскопического осциллографа н ЭВИ подключены к бло- ку управления, к выходу импульсного СВЧ генератора последовательно подключены двухканальный переключатель, управлявций вход которого соединен с блоком управления, первый вентиль, вторая входная линия, второй преобразователь частоты и вторая выходная линия, выход которой является входом для подключения выхода исследуемого СВЧ четырехполюсника, между вторым выходом двухканального переключателя и входом первой входной линии включен второй вентиль, причем выход и второй вход второго преобразователя частоты соединены соответственно с третьим входом и третьим выходом двухканального стробоскопического осциллографа.На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для измерения амплитудных параметров СВЧ четырехполюсников; на фиг. 2 - структурная электрическая схема бяока управления.Устройстщо для измерения амплитудных параметров СВЧ четырехполюс" ников содерзщт импульсный СВЧ генератор 1, двухканальный переключатель 2, первый и второй вентили 3 и 4, первую и вторую входные линии 5 и 6, первый и второй преобразователи 7 и 8, первую и вторую выходные линии 9 и 1 О, исследуемый СВЧ ,четырехполюсник 11, двухканальный1086 3стробоскопический осциллограф 12, ЭВИ 13 с терминалом 14, .блок 15 управления, Блок 15 управления содержит задающий генератор 6, делитель 17 частоты, первый и второй усилители-формирователи 18 и 19, постоянное запоминающее устройство 20, переключатель 21 рода работ, Причем выход задающего генератора 16 подклю.чен к первому входу делителя 17 час- О тоты, первый и второй выходы которого подключены соответственно квходам первого и второго усилителейформирователей 18 и 19 и к первомуи второму входам постоянного запоминающего устройства 20, первый выход переключателя 21 рода работ подключен к третьему входу постоянногозапоминающего устройства 20, а еговторой выход подключен к входу задакщего генератора 16 и к второмувходу делителя 17 частоты..20 переключателю 21 рода работы, Выходные сигналы постоянного запоминающего устройства 20 в виде цифровых Устройство для измерения амплитуды параметров СВЧ четырехполюсников работает следующим образом.Работа блока 15 управления как при измерении, так и при калибровке состоит из четырех тактов и осуществляется следующим образом, Нажимается кнопка Пуск", находящаяся в переключателе 21 рода работ, которая запускает задающий генератор 16 и делитель 17 частоты. Сигналы с задающего генератора 16 поступают на счетный вход делителя 17 частоты, построенного на базе двухразрядного счетчика с самоостановом. С выхода второго разряда делителя 17 частоты сигналы поступают на первый усилитель-формирователь 18, который фор 40 мирует управляющие сигналы для управления работой двухканального переключателя 2. С выхода первого разряда делителя 17 частоты сигналы поступают на второй усилитель"фор 45 мирователь 19, который формирует управляющие сигналы для управления работой коммутатора каналов двухканального стробоскопического осцил. лографа 12. Сигналы с первого и вто. рого разрядов делителя 17 частоты поступают также на первый и второй входы выбора ячеек памяти постоянного запоминающего устройства 20, третий вход которого подключен к 55 393 акодов поступают на ЭВМ 13 и управляют выбором режимов ее работы.В первый такт работы блок 15 уп-. равления выдает управляющие сигналы, которые устанавливают предлагаемое устройство в такое сосТояние, при котором оно измеряет (или калибруется на измерение) коэффициент рассеяния Б 1, во втором тактеБ 21, в третьем - Б.1, в четвертомБ. После окончания четвертого,так. та цикл измерений (калибровки) заканчивается. В режиме калибровки вместо исследуемого СВЧ четырех.полюсника 11 в измерительный тракт включается эквивалентный по геометрическим размерам отрезок прецизион ной линии передачи без потерь. Блок 15 управления устанавливается в режим калибровки, При таком состоя. нии блока 15 управления ЭВМ 13 работает в режиме получения и накопления данных, поступающих от двухканального стробоскопического осциллографа 12.В первый такт работы блока 15 управления двухканальный переключатель 2 подключает выход импульсного СВЧ генератора 1 к первому вентилю, 3, а электронный коммутатор каналов двухканального стробоскопического осциллографа 12 пропускает на око-, нечный усилитель вертикального отклонения двухканального стробоскопического осциллографа 12 сигналы только первого канала; Зондирующий сигнал с импульсного .СВЧ генератора 1, через двухканальный переключатель 2, первый вентиль 3, первую входную линию 5, первый преобразователь 7, первую выходную линию 9, отрезок прецизионной линии передачи беэ потерь, вторую выходную линию 10,второй преобразователь 8, вторую входную линию б поступает на второй вентиль 4 и поглощается им. Этот зондирующий сигнал считывается первым преобразователем 7, измеряется двухканальным стробоскопическим осциллографоми запоминается в ЭВМ 13 как П (С),11Во второй такт работы блока 5 управления электронный коммутатор каналов двухканального стробоскопического осциллографа 12 пропускает на оконечный усилитель вертикального отклонения двухканального стробоскопического осциллографа 12 сигналы только второго канала. Двух1086393 полнение дискретного преобраэованиФурье измеренных временных сигналови сигналов, полученных при калибровке с целью нахождения их спектров; вычисление элементов матрицырассеяния Б;. и других требуемыхпараметров.Процесс измерения параметров Б21и Б,12 аналогичен процессу калибров Оки. При измерении же значений Б.1и Б 1 г при помощи двухканальногостробоскопического осциллографа 2измеряются не зондирующие сигналы,а сигналы, отраженные от входа (при 15Измерении Б.1) и от выхода (при измерении Б 22) исследуемого СВЧ четырехполюсника 11, Отношение амплитуд спектральных составляющих измеренных сигналов Б (Т); Б 2.11 2011.121 1122(С) и сигналов полученных при калибровке Б,1 ); 021;02(г)1 Ц 22(1), дает частотную завйсимость модуля соответствующего 25измеряемого параметра Б 11(к); Б(щ);Б,1 (и 1 Б (ы). Таким образом, формулы для определения модулей элементов матрицы рассеяния Б имеютвидц"э 35 Ро (Ц 12 ф ) ф,",(цР 1 и) ного отклонения двухканального стро где Р 10(с) ванне Фурье временного сигнала У(й),Кля невэаимных СВЧ четырехполюсников по результатам измеренийБ 2.1(ц и Б .ц(щ) может быть вычислено вентильноФ отношение по формуле 508(ш)- 524 (1 О )м предлагаемом измерителе дляполучения дискретного преобразова ния Фурье применяется алгоритм быстрого преобразования Фурье, реализуемый на мини-ЭВМ 13, Поэтому резуль.таты измерений элементов матрицы канальный переключатель 2 не изменяет своего состояния, и поэтому зон-. дирующий сигнал распространяется в том же направлении, как и при измерении Б , Этот зондирующий сиг 11нал считывается вторым преобразова телем 8, измеряется двухканальным стробЬскопическим осциллографом 12 и зауоминается в ЭВМ 13 как Б (г.).КВ третьем такте работы блока 15 управления двухканальный переключатель 2 подключает выход импульсного СВЧ генератора 1 к второму вентилю 4, а электронный коммутатор каналов двухканального стробоскопического осциллографа 12 пропускает на оконечный усилитель двухканального стробоскопического осциллографа 12 сигналы только первого канала. Зондирующий сигнал с импульсного СВЧ генератора 1 через двухканальный переключатель 2, второй вентиль 4, вторую входную линию 6, второй преобразователь 8, вторую выходную линию 10, отрезок прецизионной линии передачи без потерь, первую выходную линию 9, первый преобразователь 7,первую входную линию 5 поступаетна первый вентиль .3 и поглощаетсяим. Этот зондирующий сигнал считывается первым проходным преобразователем 7, измеряется двухканальнымстробоскопическим осциллографом 12и запоминается в ЭВИ 3 как П 2,В четвертом такте работы блока15 управления электронный коммутатор каналов двухканального стробоско. пического осциллографа 12 пропускает на оконечный усилитель вертикальбоскопического осциллографа 12 сигналы только второго канала. Двухканальный переключатель 2 не изменяет своего состояния, и поэтому зондирующий сигнал распространяется в том же направлении, как и при измерении Б . Этот зондирующий сигнал считывается вторым преобразователем 8, измеряется двухканальным стробоскопическим осциллографом 12 и запоминается в ЭВМ 13 как 022(1),КВ режиме измерения исследуемый СВЧ четырехполюсник 11 выключается в измерительный тракт, Блок 15 уп" равления переводится в режим измерения, При таком состоянии блока управления ЭВМ 13 выполняет следующие функции: получение данных; вы - дискретное преобразо.рассеяния Б; выдаются только начастотах, кратных некоторой частотекоторая находится как величина, обратная времени измерения (временному "окну) Ти. Допустимый интервал времени Т в пределах которогоизмерения могут быть выполнены безпомех и искажений, определяетсядлинами первой и второй входных линий 5 и 6 и первой и второй выходных линий 9 и 1 О. Предлагаемое устройство обеспечивает автоматизацию измерения всех амплитудных параметров как взаимных, так и невэаимных четырехполюс ников и позволяет определять на основании полученных результатов не- взаимные амплитудные параметры не- взаимных четырехполюсннков. Среднее время измерения предла гаемым устройством составляет3 мин.1086393 Составитель Р. КузнецоваТехред Т.Фанта Корректор Повхан дакто Заказ 2239/4 Тираж 711 ПаВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб исноеССР д. 4/5 ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проект