Устройство для измерения амплитудных параметров свч четырехполюсников

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И)

393 А

3(5ц G 01 R 27/28

I

;Ъ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3380987/!8-09 (22) 11.01.82 (46) !5.04.84. Бюл. Р 14 (72) А.П. Белошицкий, В.Т, Ревин и А.С. Елизаров (71) Минский радиотехнический институт (53) 621,317,341(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

У 794563, кл. G 01 R 27/28, 1977.

2. Эндрюс Д.P. Автоматическое определение параметров электрических цепей посредством измерений во временной области, "ТИИЭР", т. 66, Р 4, 1978, с. 56-68 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНЫХ ПАРАМЕТРОВ СВЧ ЧЕТЫРЕХПОЛ10СНИКОВ, содержащее импульсный

СВЧ генератор, к выходу импульса синхронизации которого подсоединен вход синхронизации двухканального стробоскопическоro осциллографа, первый вход и первый выход которого подключены соответственно к входу и выходу ЭВГ1, а также последовательно соединенные первую входную линию, первый преобразователь частоты и первую выходную линию, выход которой является входом для подключения входа исследуемого СВЧ четырехполюс. ника, 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 и 3ВМ подключены к блоку управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерений параметров как взаимных, так и невзаимных СВЧ четырехполюсников, к выходу импульсного СВЧ генератора последовательно подключены двухканальный переключатель, управляющий 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 пере1 ключателя 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 сФро боскопического осциллографа.

1 1

Изобретение относится к технике

СВЧ измерений и може*т йспольэоваться для измерения амплитудных параметров взаимных и невэаимных СВЧ четырехполюсников.

Известно устройство для измерения коэффициента отражения линейного измерителя формы сигналов, содержащее генератор импульсов, ЭЦВИ, отражатель»и исследуемый линейный измеритель формы сигналов pl j.

Однако при измерении параметров передачи в таком устройстве обьект измерения должен быть включен между генератором импульсов и линейным измерителем формы сигналов, а при измерении параметров отражения обьект измерения включается после линейного измерителя формы сигналов.

Таким образом, для того, чтобы измерить все элементы матрицы рассеяНия четырехполюсника необходимо про извести перемонтаж тракта четыре раза, что исключает принципиальную возможность автоматизации процесса измерения.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения амплитудных параметров СВЧ четырехполюсников, содержащее 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 ЭВИ, а также последовательно соединенные первую входную линию, первый преобразователь час" тоты и первую выходную 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 двух. канального стробоскопического осциллографа, управляющие входы двухканального стробоскопического осциллографа и ЭВИ подключены к блоку управления 2 .

Известное устройство не обеспечивает измерения как взаимных, так и невэаимных СВЧ четырехполюсников.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеслечения измерений параметров как взаимных, так и невэаимных СВЧ четырехполюсников.

086393 2

5

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 частоты и первую вьыодную 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, управляккций 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. l 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. содержт импульсный СВЧ генератор l, 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 lO исследуемый СВЧ ,четырехполюсник ll двухканальный

1086

3 стробоскопический осциллограф 12, ЭВИ 13 с терминалом 14, .блок 15 управления, Блок 15 управления содержит задающий генератор 16, 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- !0 тоты, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входам первого и второго усилителейформирователей 18 и 19 и к первому и второму входам постоянного запоминающего устройства 20, первый выход переключателя 21 рода работ подключен к третьему входу постоянного запоминающего устройства 20, а его второй выход подключен к входу задакщего генератора 16 и к второму входу делителя 17 частоты.!

5.20 переключателю 21 рода работы. Выходные сигналы постоянного запоминающего устройства 20 в виде цифровых

Ус ройство 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 Ïóñê", 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 фор40 мирует управляющие сигналы для управления работой двухканального переключателя 2. С выхода первого разряда делителя 17 частоты сигналы поступают на второй усилитель-фор45 мирователь 19, который формирует управляющие сигналы для управления работой коммутатора каналов двухканального стробоскопического осциллографа 12. Сигналы с первого и второго 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 4 кодов 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 S во втором такте82., в третьем — Б, в четвертомS . 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 состоянии 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 осциллографом !? и запоминается в ЭВМ 13 как U (t)

11

Во второй такт работы блока 15 управления электронный коммутатор каналов двухканального стробоскопического осциллографа 12 пропускает на оконечный усилитель вертикального отклонения двухканального стробоскопического осциллографа 12 сигналы только второго канала. Двух.

1086393 полнение дискретного преобраэовани

Фурье измеренных временных сигналов и сигналов, полученных при калибровке с целью нахождения их спектров; вычисление элементов матрицы рассеяния S; и других требуемых

1) параметров.

Процесс измерения параметров S 21 и 8 12 аналогичен процессу калибров10 ки ° При измерении же значений S «

I и S 2 при помощи двухканального стробоскопического осциллографа 12 измеряются не зондирующие сигналы, а сигналы, отраженные от входа (при

Измерении S1„) и от выхода (при измерении S> ) исследуемого СВЧ четырехполюсника 11, Отношение амплитуд спектральных составляющих измеренных сигналов U<< (t); U><(t);

20 .12 (t); "гг(t ) ных при калибровке U (t); U><(t)

U „(t); Ц (t), ает частотную авйсимость модуля соответствующего

25 измеряемого параметра S < (ю); Б „(ш);

Я,12 (иЗ) 1 Sg2 (1о) . Таким обРазом, формулы для определения модулей элементов матрицы рассеяния Б имеют вид

30

F(U< (Ц) 35

F)u (ti (<1 3» ного отклонения двухканального стро- 40 где F f U(t) $ ванне Фурье временно. го сигнала U(t).

Для невэаимных СВЧ четырехполюсников по результатам измерений

S2<(ui) и S 12(щ) может быть вычислено вентильноф отношение по формуле

В(ш3S24 (сО )

11 предлагаемом измерителе для получения дискретного преобразова55 ния Фурье применяется алгоритм быст. рого преобразования Фурье, реализуемый на мини-ЭВМ 13, Поэтому результаты измерений элементов матрицы канальный переключатель 2 не изменяет своего состояния, и поэтому зон-. дирующий сигнал распространяется в том же направлении, как и при измерении S, Этот зондирующий curI1 нал считывается вторым преобразова телем 8, измеряется двухканальным строббскопнческим осциллографом 12 и зауоминается в ЭВМ 13 как U<„(t).

К

В 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 греобразователь 8, вторую выходную линию 10, отрезок прецизионной линии передачи без потерь, первую выходную линию 9, первый преобразователь 7, первую входную линию 5 поступает на первый вентиль .3 и поглощается им. Этот зондирующий сигнал считывается первым проходным преобразователем 7, измеряется двухканальным стробоскопическим осциллографом 12 и запоминается в ЭВИ 13 как П„ (t).

В четвертом такте работы блока

15 управления электронный коммутатор каналов двухканального стробоскопического 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 ЗВМ 13 как U<>(t)

К

В 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.

1086393 рассеяния S; выдаются только на частотах, кратных некоторой частоте которая находится как величина, обратная времени измерения (временному "окну" ) Ти. Допустимый интервал времени Т„ в пределах которого измерения могут быть выполнены без помех и искажений, определяется длинами первой и второй входных линий 5 и 6 и первой и второй выходных линий 9 и 10.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматизацию измерения всех амплитудных параметров как взаимных, так и невэаимных четырехполюс5 ников и позволяет определять на основании полученных результатов невзаимные амплитудные параметры невзаимных четырехполюсннков. Среднее время измерения предла10 гаемым устройством составляет

3 мин.

1086393

Составитель P. Кузнецова

Редактор Л, Повхаи Техред Т.Фанта Корректор О. Тигор

Заказ 2239/44

Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035s Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4