Способ настройки амплитудно-фазочастотных характеристик тракта радиотехнических систем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 Н 04 В 3/4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 скин институ.Седельниковбаум ий В.Д Тепи испытание ергия, 1978,Фарбермногоканазь, 1977,.Д. Измерен ьных систем с, 215-230. на цг.б ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ АМПЛИТУДНО ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАК РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ(57) Изобретение относится к рад измерительной технике. Сокращает время настройки за счет одноврем ной настройки амплитудной, часто ной и фазовой х-к. В примере уст ства, реализующего способ по пп. и 2 ф-лы, многочастотный тест-си с выхода многочастотного г-ра 1 пускается через настраиваемый тр(ШПУ) 3, формирующий опорный сигнал.Выходные сигналы НТ 2 и ШПУ 3 одновременно вычитаются в вычитателе 4и суммируются в сумматоре . Суммарный сигнал сдвигается на Т/2 в фазовращателе 6. Сформированные сигналыс выходов вычитателя 4 и фаэовращателя 6 поступают на электронно-лучевой индикатор 7, состоящий иэ двуху-лей 8 и 9 и ЭЛТ 10, где сравниваются полученные интерференционныеизображения многомерной картины снанесенным на экране индикатора 7фигурным шаблоном, Затем пбдстройкойэлементов НТ 2 добиваются совпадения интерференционной картины с шаблоном, что обеспечивает достижениецели изобретения, В примере устр-ва,реализующего способ по пп. 1 и 3ф-лы, для опорного сигнала вместоШПУ 3 используется эталонный тракт.А в примере устр-ва, реализующегоспособ по пп. 1 и 4 ф-лы, многочастотный тест-сигнал модулируют почастоте составляющих с помощью модулятора. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть исользовано для настройки и оценкиидентичности амплитудно-фазочастотных характеристик (АФЧХ) многока"нальных радиотехнических систем.Цель изобретения - сокращениевремени настройки путем одновременной настройки АФЧХ.На фиг, 1 приведены амплитудночастотные и Фазочастотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) избирательногонастраиваемого тракта и соответствующие интерференционные картины притрехчастотном тестовом сигнале нафиг. 2 и 3 - интерференционные картины и шаблоны для случаев двухи трехчастотных сигналов по и. 1 и 2Формулы изобретения на фиг, 4-5интерференционные картины и шаблоныпри трехчастотном сигнале по п. 3 иформулы изобретения на фиг. 6-8предлагаемые устройства, реализующиеспособ настройки АФЧХ тракта радиотехнических систем.Устройство настройки АФЧХ трактарадиотехнических систем (фиг, 6) содержит многочастотный генератор 1,настраиваемый тракт 2, широкополосный усилитель 3, вычитатель 4, сумматор 5, фазовращатель б, электронно-лучевой индикатор 7, включающийусилители 8 и 9 горизонтального ивертикального отклонения, и электронно-лучевую трубку 10. Устройство,представленное на Фиг, 7, содержитмногочастотный генератор 1, модулятор 2, настраиваемый тракт 3, широкополосный усилитель 4, вычитатель 5,сумматор 6, Фазовращатель 7, усилители 8 и 9, электронно-лучевую трубку 10 индикатора 11.Устройство представленное нафиг. 8, содержит многочастотный генератор 1, настраиваемый тракт 2,эталонный тракт 3, вычитатель 4,сумматор 5, фазовращатель 6, усилители 7, 8 и электронно-лучевую трубку 9 индикатора 10.Согласно предлагаемому способусценка АФЧХ производится по характерным точкам в соответствии с дискретностью частот многочастотногосигнала, т. е, в точках У), И, Я ,показанных на АЧХ и ФЧХ (фиг 1 а,б)При этом коэффициентам передачитрактов и фазовым сдвигам К ), К К 1 иЧ,и на этих частотах соответствуют длины ребер и наклоныК, К, К и (р;/2;/2; (р /2 рормируемой на экране индикатора интерференционной картины (фиг. 1 в).5 Путем перестройки по частоте каждой гармонической составляющей тестового многочастотного сигнала (фиг.2-4) осуществляется оценка АФЧХ не вфиксированных точках, а непрерывно.10 Изменение частоты дает возможностьболее точно настраивать АФЧХ, в томчисле и между опорными частотами(Я, ц).)и фиг. 1), поскольку величина частотной девиации выбирается 15не менее половины шага между гармоническими составляющими многочастот гного сигнала 2 (Фиг1), а вследствие максимального упрощения шаблона (практически его отсутствия,фиг, 5) снижается объективная погрешность настройки, возникающаяиз-за неточности сведения оператором 25интерференционной картины к шаблону.Сущность способа может быть пояснена следующим образом.В простейшем случае двухчастотного тестового сигнала на выходах настраиваемого тракта и широкополосногоусилителя имеется1Б, =Б вп(,й+ср,)+Овз.пд.,+,);П 1 г П, в.п(п 1 )-+ Ю )+Пв 1 п(пг+цгде Пш Ц,35 Б , П- амплитуды составляющих сигнала на выходах тракта и усилителя;, ч,+ч,2 После сдвига суммарного сигнала на 7/2 сигналы поступают на входы электронно-лучевого индикатора. Изображение на экране индикатора формируется под воздействием напряжения, равного сумме результирующих напряжений Пр и Бре , обусловленныхрРьпервой и второй частотной составляющей (напряжений с частотами Юы )И;( реь =бреу +Прег =20,соя ц,е +СУ,12 ) Ид 12 +20 сояБ ге , =20 сов(д,Се (1+Рг-Ча(П е=- 2 Б сов(1 Т,а угол наклона которой относительноусловной оси Х К = агсСц(Сд в )=Ч 9 т2 2 40 и для другой составляющей= агсТр(сд - )=Чп 2 2 2 45Совместное воздействие обеих составляющих приводит к формированию картины, представленной на фиг. 2 а и обусловленной воздействием напряжения Бре, , Изображение в этом случае (при равенстве П, и П Б и П ) имеет вид параллелограмма АВД;, так как перемещение линии, обусловленной Пр , определяется Б р. Для трехчастотного тестового сигнала изображение под воздействием Бр перемещается по закону третьей гармонической составляющей (с частоПод воздействием лишь одной составляющей сигнала, например, с частотой Ы,(И) на экране индикатора при равенстве напряжений П , и30 Пв, Жи 1)щ) формируется наклонная линия АВ(АС) (фиг. 2 а) длиной той У), образуя изображение параллелепипеда АВДСС А В Д (фиг. За и 4 а).Углы наклона сторон относительно условной оси Х М ж , асоответствует половинным фазовым сдвигам исследуемого тракта на соответствующих частотах сигнала (расстройка фазочастотной характеристики). Когда тест-сигнал модулируют по частоте составляющей и формируют опорный сигнал через широкополосный усилитель эти углы должны изменяться после настройки в определенных шаблоном границах, В случае применения эталонного тракта (фиг. 5 а) все углы наклона после настройки равнынулю. Разбаланс коэффициентов передач на различных участках амплитудно- частотной характеристики приводит к преобразованию ребер интерференционных фигур в эллипсы (фиг. 2, 3 и т,д.), отношения полуосей которых пропорциональны отношениям коэффициентов передач трактов, а различие длин ребер фигур свидетельствует о неравномерности амплитудно-частотных характеристик.В процессе настройки трактов добиваются идентичности амплитудно- частотных характеристик гутем подстройки коэффициентов передач трактов на соответствующих частотах, т,е. линейности и равенства ребер фигуры. Затем устраняют неидентичность фазочастотных характеристик, добиваясь совпадения получаемой фигуры с шаблоном (фиг. 2 а, б, 3 а, б, 4 а, б), или, сводя в линию (фиг. 5 а, б) .Если без модуляции анализ АФЧХ производится в определенных точках (вследствие дискретности сетки частот многочастотного генератора), .то при наличии модуляции тест-сигнала благодаря перестройке по частоте каждой из составляющей многочастотного сигнала осуществляется непрерывный "просмотр" всей характеристики. Это приводит к покачиванию получаемой фигуры (фиг. 4 а). При настройке устраняют "выходы" этой картины за границы шаблона (фиг.4 б). Широкополосный усилитель имеет коэффициент передачи, равный требуемому коэффициенту усиления настраиваемого тракта во всей полосе рабочихчастот. Фазочастотная характеристикавследствие широкополосности линейна,поэтому интерференционная картина,формируемая в этих случаях, отражаетразбаланс по АЧХ и ФЧХ.При наличии эталонного трактадобиваются совпадения амплитуднофазочастотной характеристики настраиваемого тракта с эталонного АФЧХ.В этом случае после устранения нелинейности ребер фигуры сводят к нулюнаклон каждого из ребер. При этомфигура преобразуется в линию. Исключаются возможные визуальные ошибки при сопоставлении с шаблоном получаемого изображения, а также отпадает необходимость в самом шаблоне.Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующимобразом.В первом случае (Фиг. 6) сигналымногочастотного генератора 1П =И соя(сд 1 +91,)иде ц , у , со - амплитуда, частотаии фаза п-ой гармонической составляющей,.и - число гармонических составляющихмногочастотногогенератора 1,поступают на входы настраиваемоготракта 2 и широкополосного усилителя 3, Выходные сигналыФП =,5 П .соя(С 31 + 1 г 1 )г ., гиП =П соя(и +Ю)П -"претерпевают различные изменения по амплитуде АПяи=Пг Пь; П",О =Цп Яи и фазе Мги =Чгп - 7 л,ЛЮЗОВ =9 в - Юп на частотах О . После вычитания и суммирования в вычитателе 4 и сумоматоре 5 и с учетом 90 Фазового сдвига, вносимого фазовращателем 6,/в частном случае П, = П 1 цПг= Пгш = 2 на входы усилителей 8 и 9 поступают сигналыП =-2 П ядп - ядп(Ы й+ , ) +14" ц, ю,21+2 П соя - , ядп(Ы 1:+, )2 22 2 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Зти сигналы после усиления поступаютна отклоняющие системы электроннолучевой трубки 10, на экране которой в этом случае формируется картина, представленная на фиг. 2 а, Принеравенстве П П и П Ю стороныпараллелограмма АБДС преобразуютсяв эллипсы. Тогда подстроечными элементами настраиваемого тракта 2 (условный регулировочный вектор П на Фиг. 6) добиваются идентичностй коэфФициентов передачи настраиваемого тракта 2 и усилителя 3 в заданном частотном диапазоне (АЧХ),делая стороны линейными. Одновременно илипоэтапно сводят полученную фигурук заданному шаблону (Фиг. 2 б, 3 б),изменяя фазочастотную характеристику настраиваемого тракта 2. При этомможет применяться последовательноевыравнивание АЧХ и ФЧХ несколько раз,поскольку во многих случаях регулировка АЧХ приводит к изменению ФЧХи наоборот. Однако при этом одновременно контролируется изменение АЧХи ФЧХ и возможна одновременная настройка АЧХ и ФЧХ без повторения одних и тех же этапов. Ввиду линейности рассматриваемого устройства приведенные соотношения можно перенестина случай большего числа сигналов.В устройстве, реализующем предлагаемый,способ (фиг, 7), с помощью модулятора 2 осуществляется модуляциягармонических составляющих многочастотного генератора 1. Многочастотныйсигнал пропускается через настраива-емый тракт 3 и широкополосный усилитель 4. Выходные сигналы настраиваемого тракта 3 и широкополосного усилителя 4 вычитаются в вычитателе 5 исуммируясь в сумматоре 6, после сдвига суммарного сигнала фазовращателем 7, поступают на индикатор 11Получаемую на экране индикатора 11несбалансированную качающуюся картину (Фиг. 4 а) с помощью подстроечныхэлементов настраиваемого тракта 3(условный вектор Пр, фиг. 7) приводят к виду шабпона (фиг. 4 б). Приэтом путем перестройки по частотегармонических составляющих многочастотного сигнала осуществляется непрерывное отображение АФЧХ настраиваемого тракта 3,В устройстве представленном наФиг, 3, мнодочастотныи сигнал про 7 1 пускают через настраиваемый и эталонный тракты 2 и 3. Сформировавшуюся при этом на экране индикатора 10 интерференционную картину (фиг, 5 а) сводят к прямой линии с нулевым углом наклона (фиг. 5 б) . В этом случае отпадает необходимость в шаблоне, поскольку добиваются совпадения АФЧХ настраиваемого и эталонного трактов 2 и 3.формула изобретения1. Способ настройки амплитуднофазочастотных характеристик тракта радиотехнических систем, заключающийся в подаче многочастотного тест- сигнала в настраиваемый тракт, подстройке элементов настраиваемого тракта до установки заданных характеристик по сигналам, поданным на электронно-лучевой индикатор, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени настройки за счет одновременной настройки ам,плитудной, частотной и фазовой характеристики, формируют из многочастотного тест-сигнала опорный сигнал,241493 8который одновременно. вычитают из выходного сигнала настраиваемого тракта и суммируют с ним, суммарный сигнал сдвигают на 7 /2, сформированные сигналы подают на электронно-лучевой индикатор, сравнивают полученные интерференционные изображения многомерной картины с нанесенным на экране электронно-лучевого индикатора 1( фигурным шаблоном и добиваются подстройкой элементов настраиваемого тракта совпадения интерференционйой картины с шаблоном.2, Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что формированиеопорного сигнала осуществляется пропусканием многочастотного тест-сигнала через широкополосный усилитель. 3. Способ по п, 1, о т л и ч а ю-ф щ и й с я тем, что. формирование опорного сигнала осуществляется пропусканием многочастотного тест-сигнала через эталонный тракт,4. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что многочастотный тест-сигнал модулируют по частоте составляющих.15/57 Тираж 624ВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская на Подписное СССР венно-полиграфическое предприятие, г. Уж ул. Проектная изв