Устройство для отображения характеристик перестройки широкополосных свип-генераторов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕСТРОЙКИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СВИП-ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее делитель мощности на два направления, один выход .которого нагружен на длинную линию/ а также последовательно соединенные усилитель и частотный дискриминатор, выход которогв подклю .чен к входу канала вертикального отклонения осциллографа, генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу управления исследуемого свип-генератора и к входу канала-горизонтального отклонения осциллографа, отличающееся тем, что, с целью повыиения точности измерений в широкой полосе частот, в него введены вторая длинная линия, разомкнутая на конце, и два разнополярных амплитудных детектора, выходы которых соединены с входом усилителя, а входы - соответственно с входами длинных линий, второй выход делителя мощности соединен с входом второй (/) длинной линии, выход первой длинной линии закорочен.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) .0 01 Н 23/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг,1 (21) 3571689/18-21 (22) 31. 03. 83 (46 ) 15. 07. 84. Вюл. )) 26 (72) И.A.Òèìèí, A.N.×åðíóøåíêo и A. В.Майбородин (71) Московский институт электронного машиностроения (53) 621.317(088.8) (56) 1 ° Обзор по электронной техника

Серия "Электроника СВЧ", 1980, вып. 6, с..бб.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 113346, кл. G 01 R 23/06, 1957. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОВРАЖЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕСТРОЙКИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СВИП-ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее делитель мощности на два направления, один выход. которого нагружен на длинную линию, а также последовательно соединенные усилитель и частотный дискриминатор, выход котороге подклю,чен к входу канала вертикального отклонения осциллографа, генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу управления исследуемого свип-генератора и к входу канала. горизонтального отклонения осциллографа, о т л и ч а ю щ е е с.я тем, что, с целью повышения точности измерений в широкой полосе частот, в него введены вторая длинная линия, разомкнутая на конце,и два раз нополярных амплитудных детектора, выходы которых соединены с входом усилителя, а входы — соответственно с входами длинных линий, второй выход делите- Я ля мощности соединен с входом второй длинной линии, выход первой длинной Д) линии закорочен. тивление. Аналогичный результат мож60 но получить, если развязку выходных плеч делителя осуществить при помощи активных сопротивлений. С выходов делителя 1 мощности сигналы синфазно поступают на входы детекторов 2 и 7. б5 .К детектору подключена недисперсионИзобретение отнОсится к радиоиз1 рительной технике и предназначено . для контроля в процессе настройки и регулировки широкополосных СВЧ свипгенераторов.

Известно устройство для исследования характеристик электронной перестройки свип-генераторов, содержащее сумматор, на один вход которого сигнал испытуемого свип-генератора подается непосредственно, а на другойчерез линию задержки, выход сумматора через периферийное устройство подключен к ЭВМ, которая производит необходимые вычисления и представляет результаты измерений характеристик в виде таблицы (1) .

Однако использование такого сложного и дорогостоящего устройства связано с большими эксплуатационными затратами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для отображения характеристик электронной перестройки широкополосных свип-генераторов, содержащее делитель мощности на два направления, один выход которого нагружен . на электрически длинную линию, а другой подключен к входу смесителя, выход электрически длинной линии подключен к второму входу смесителя, выход которого через усилитель подключен к входу частотного дискриминатора, выход последнего соединен с входом канала вертикального отклонения осциллографа, к входу канала горизонтального отклонения и одновременно к управляющему входу исследуемого свип-генератора подключен выход генератора пилообразного напряжения (21 .

Однако при такой реализации устройства возникают значительные дополнительные ошибки измерения из-за

"паразитного" сигнала помехи), выделяющегося на выходе смесителя. Этот сигнал создается за счет нестабильности выходной мощности испытуемого свип-генератора в рабочем диапазоне частот, неравномерности частотных характеристик элементов измерительного тракта и отражений в тракте.

Целью изобретения является повышение точности измерений в широкой полосе частот.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для отображения характеристик перестройки широкополосных свип-генераторов, содержащее делитель мощности на два направления, один выход которого нагружен на длинную.линию, а также последовательно соединенные усилитель и частотный дискриминатор, выход которого подключен к входу канала вертикального отклонения осциллографа, генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу управления исследуемого свип-генератора и к вхо. ду канала горизонтального отклонения осциллографа, введены вторая длинная линия, разомкнутая на конце, и два разнополярных амплитудных детектора, выходы которых соединены с входом усилителя, а входы — соответственно с входами длинных линий, второй выход делителя мощности соединен с вхо10 дом второй длинной линии, выход первой длинной линии закорочен.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для отображения характеристик перестройки широкополосных свипгенераторов на фиг. 2 — эпюры сигналов.

Устройство содержит делитель 1 .мощности входного сигнала на два направления, вход которого подключен к выходу исследуемого свип-генератора (не показан), а один выход нагружен на амплитудный детектор 2 и на длинную линию 3, замхнутую на конце, усилитель 4, выход которого подключен к входу частотного дискриминатора 5, выход последнего подключен к входу канала вертикального отклонения осциллографа 6, второй выход делителя мощности соединен с выходом второго детектора 7 и с входом разомкнутой на конце второй длинной линии 8, выход которой соединен с входом усилителя 4, вход Х осциллографа соединен с выходом генератора пилообразного напряжения 9, одновременно ceo выход подклю3S чен к управляющему входу свип-генера тора.

На фиг. 2 показана форма сигналов в предлагаемом устройстве, где A— орма сигнала на выходе исследуемого

40 свип-генератора; В .— форма сигнала на входе детектора 2;  — форма сигнала на входе детектора 7; à — сигнал на входе усилителя 4; Д- импульсы на выходе частотного дискрими45 натора 5; Š— общий вид осцилограммы (масштаб по оси времени для общего вида - осциллограммы значительно больше масштаба по оси времени осцилограммы импульсов на выходе частот50 ного дискриминатора фиг. 2Д).

Устройство работает следующим образомм.

Сигнал свин-генератора делителем мощности разделяется поровну на два направления. Делитель мощности с развязанными выходами может быть выполнен на сдвоенном направленом ответвителе, входная линия которого нагружена на согласованное активное сопро1103155 (2) Вычитание сигналов помехи на входе усилителя улучшает соотношение сигнал/помеха, по сравнению с прототипом, более чем на 20 дБ.

Одному периоду полезного сигнала .

Ò на входе усилителя 4 (фиг.2Г) co" 5у ответствует изменение угла сдвига фаз между исходным и отраженным сигналами на входе детектора 2 (или 7) .

4 1i (3)

Ьц =2 и = — Cgf ч,„ откуда (,4) ч,„ й= — = — „

20 Ясq ная электрически длинная линия 3, короткозамкнутая на конце (например коаксиальный кабель). Сигнал, поступивший на ее вход, проходит через длинную линию и, отразившись от короткозамкнутого конца, возвращается на вход, имея сдвиг по фазе относительно исходного сигнала на угол

4И (11

q 1 = — f Ф (1=Vq (р

10 в результате чего в точке включения детектора возникает амплитудная модуляция исходного сигнала с изменением частоты свип-генератора за счет интерференции между исходным и )5 отраженным сигналами (фиг. 26). В точке включения детектора 7 возникает такая же амплитудная модуляция исходного сигнала, так как линия 8 имеет такие же электрические параметры, как и линия 3 (фиг.28), но фаза амплитудной модуляции отличается на п так как сигнал, отраженный от разомкнутого конца линии 8, сдвинут на входе детектора 7 по отношению к исходному сигналу на угол ве

Ч 2 чр

В приведенных соотношениях (1) и ,(2) 1 — длина электрически длинных 30 линий 3, 8; т — текущее значение частоты свип-генератора; V

После детектирования на входном сопротивлении усилителя 4 сигналы, . определяемые -амплитудной модуляцией 40 эа.счет интерференции, накладываются,.так как детекторы включены противофазно (фиг. 2Г) . Сигналы, вызванные "паразитной" с.М (из-за нестабиль ности мощности свип-генератора, не- 45 равномерности частотных характеристик элементов измерительного тракта, отраженный в тракте), вычитаются. где ь1 — изменение частоты свип-генератора, вызвавшее изменение фазы сигнала на входе усилителя на 2 время задержки в недисперсионной электрически длинной линии .3 (8) (оно определяет разрешающую способность устройства) .

С выхода усилителя 4 сигнал поступает на частотный дискриминатор 5, который в конце каждого периода сигнала формирует импульсы напряжения, амплитуда которых обратно пропорциональна длительности периода (фиг.2D), т.е. за время между двумя соседними импульсами свип-генератор изменяет свою частоту на величину Üf . Далее эти импульсы подаются на вход канала вертикального отклонения осциллографа б, горизонтальная развертка которого осуществляется напряжением с выхода генератора пилообразного напряжения 9. На экране осциллографа б индицируется (отображается) с"рия импульсов (фиг. 2Г). Амплитуда этих импульсов пропорциональна крутизне перестройки, а их огибающая — нелинейности крутизны перестройки исследуемого свип-генератора.

Таким образом, использование новых элементов — делителя 1 мощности с развязанными выходами в сочетании с двумя идентичными недисперсионными электрически длинными линиями 3 и 8 и двумя амплитудными детекторами 2 и 7 (фиг. 1), выгодно отличает предлагаемое устройство для отображения характеристик перестройки широкополосных свип-генераторов от устройства, принятого за прототип, так как значительно уменьшаются составляющие . погрешности, вызванные нестабильностью мощности испытуемого свип-генератора, неравномерность частотных характеристик элементов измерительного тракта и отраженными в измерительном тракте. В результате повышается точность измерений при одновременном расширении полосы рабочих частот устройства. Последнее связано с возможностью снижения требований к стабильности выходной мощности исследуемого свип-генератора и требований к равномерности частотных характеристик спользуемых- элементов измерительного ракта. Улучшение электрических хаактеристик устройства расширяет возможности его применения для более широкополосных генераторов с большими изменениями мощности при свипировании, а также увеличивает объективность и уменьшает трудоемкость контрольно-измерительных операций при испытаниях и производстве свип-гене-. раторов.

1 10 3155

Составитель В. Новоселов

Редактор Т.Митейко Техред М.Тепер . Корректор О.Тигор

Заказ 4972/33 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного коми тета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патейт", г.Ужгород, ул.Проектная, 4