Индикатор для панорамного свч измерителя коэффициента стоячей волны и ослабления

 

ИНДИКАТОР ДЛЯ ПАНОРАМНОГО СВЧ-ИЗМЕРИТЕЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ И ОСЛАБЛЕНИЯ, содержащий регулируемый усилитель падающей полны и усилитель отраженной волны, выходы которых соединены с соответствующими входами блока деления, выход которого соединен с сигнальньм входом осциллографа , отличающийся тем, что, с целью повышё1шя точности измерения в nnipoKOM диапазоне частот, в индикатор введены интегратор, компаратор , цифроаналоговьй преобразователь , блок памяти, реверсивньй счетчик распределитель импульсов, генератор тактовых импульсов, счетчик адресов, генератор-формирователь, выключатель калибровки, при этом выход блока деления соединен с первым входом компаратора , второй вход которого является входом опорного напряжения, выход соединен с управляющим входом распределителя импульсов, синхронизирующий вход которого соединен с первым дом генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы распределителя импульсов соединены соответственно с разностным и суммарным входами реверсивного счетчика, синхронизирующий вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, вькод - с информационным входом блока памяти, вькод которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя и с информационным входом ревер- $ сивного счетчика, его управляющий вход соединен с вькодом счетчика адресов , а калибровочный вход с контактом выключателя калибровки, другой контакт которого соединен с третьим выходом генератора тактовых импульсов -и с сигнальным входом счетчика адресов, выход развертки осциллографа соединен с синхронизирующим входом гeнepaтopa-фop шpoвaтeля и :рг| выходом пилообразного напряжения CBMI- gr| генератора, выход генератора-форми- |gj| рователя соединен с синхронизирующими 00 входами генератора тактовых импульсов, счетчика адресов и интегратора.

СВОЗ СО81.:ТСНИХ

СОО1 1АЛИСТИЧЕСИИХ

ЩСПИЬЛИИ (19) (11) (д1) б 01 27/28

1ОСУД СТВЕНН1 1й HOWLET CCC /

ПО ДЕЛАУ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ! ур, СПИСАНИЕ ИЗСБРЕТЕНИЯ /

И АВТОРСКОМУ СВИДС"П:ПЬОТВУ (21) 3666201/24-09 (22) 22.11.83 (46) 23, 11.84, Бюл.¹43 (72) Н.А.Грудина и И.Л. Ветров (71) Севастопольский приборостроительный институт (53) 621.317.341(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР №798638, кл. С; 01 Р 27/28, 1981.

2. Индикатор КСВН и ослабления

Я2Р-67. Техническое описание, 1967, с,3" 15. (54) (57) ИНДИКАТОР ДЛЯ ПАНОРАМНОГО

СВЧ-ИЗМЕРИТЕЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА СТОЯЧЕЙ

ВОЛНЫ И ОСЛАБЛЕНИЯ, содержащий регулируемый усилитель падающей ьолчы и усилитель отраженной волны, выходы которых соединены с соответствующими входами блока деления, выход которого соединен с сигнальным входом осциллограАа отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне частот, в индикатор введены интегратор, компаратор, цифроаналоговый преобразова- тель, блок памяти, реверсивный счетчик распределитель импульсов, генератор тактовых импульсов, счетчик адресов, генератор-формирователь, выключатель калибровки, при этом выход блока деления соединен с первым входом комнаратора, второй вход которого является входом опорного напряжения, выход соединен с управляющим входом распределителя импульсов, синхронизирующий вход которого соединен е первым выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы распределителя импульсов соединены соответственно с разностным и суммарным входами реверсивного счетчика, синхронизирующий вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, I выход — с информационным входом блока памяти, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразоватеС2 ля и с информационным входом ревер- g сивного счетчика, его управляющий вход соединен с выходом счетчика адресов, а калибровочный вход с кон- ( тактом выключателя калибровки, другой контакт которого соединен с третьим выходом генератора тактовых импульсов и с сигнальным входом счетчика адресов, выход развертки осциллографа соединен с синхронизирующим ! входом генератора-формирователя и, Яд выходом пилообразного напряжения СВИП» е

1%ц % генератора, выход генератора-формирователя соединен с синхронизирующими входами генератора тактовых импульсов, счетчика адресов и интегратора.

1125558

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерения СВЧ.

Известен индикатор, используемый в панорамном СВЧ-измерителе коэффи- 5 циента стоячей волны и ослабления, состоящий из измерителя отношений f1), Однако известный индикатор дает низкую точность измерений в широкой полосе частот из-за неидентичности амплитудно-частотных характеристик

{АЧХ) СВЧ-элементов панорамного СВЧизмерителя коэффициента стоячей волны и ослабления, Наиболее близким к изобретению по технической сущности является индикатор для панорамного СВЧ-измерителя коэффициента стоячей волны и ослабления, содержащий регулируемый усилитель падающей волны и усилитель отраженной волны, выходы которых соединены с соответствующими входами блока деления, выход которога соединен с сигнальным входом осциллографа, а также корректирующий генератор, четыре контура ударного возбуждения, четыре двуполярных выпрямителя, сумматор и 12 регулируемых резисторов )2) .

Однако в известном устройстве 30 коррекция неидентичности АЧХ каналов производится вручную, отнимает много времени и не обеспечивает высокой точности измерения в широком диапазоне частот, 35

Цель изобретения — повышение точности измерения в широком диапазоне частот.

Иоставленная цель. достигается тем, что в индикатор для панорамного СВЧ- щ измерителя коэффициента стоячей волны и ослабления, содержащий регулируемый усилитель падающей волны и усилитель отраженной волны, выходы которых соединены с соответствующими входами блока деления, выход которого соединен с сигнальным входом осциллографа, введены интегратор, комгаратор, цифроаналоговый преобразователь, блок памяти, реверсивный счетчик, распределитель импульсов, генератор тактовых импульсов, счетчик адресов, генератор-формирователь, выключатель калибровки,при этом выход блока деления соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является входом опорного напряжения, выход соединен с управляющим входом распределителя импульсов, синхронизирующий вход которого соединен с первым вьмодом генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы распределителя импульсов ñîåдинены соответственно с разностным и суммарным входами реверсивного счетчика, синхронизирующий вход которого соединен с вторым выхо— дом генератора тактовых импульсов, выход — с информационным входом блока памяти, выход которого соединен с входом цифроаналогoBoI преобразователя и с информационным входом реверсивного счетчика, его управляюший вход соединен с выходом счетчика адресов, а калибровочный вход— с контактом выключателя калибровки, другой контакт которого соединен с третьим выходом генератора такто— вых импульсов и с сигнальным входом счетчика адресов, выход развертки осциллографа соединен с синхронизирующим входом генератора-формирователя и выходом пилообразного напряжения СВИП-генератора, выход генератора †формировате соединен с синхронизирующими входами генератора, тактовых импульсов, счетчика адресов и интегратора.

На фиг.1 показана с груктурноэлектрическая схема индикатора для панорамного СВЧ-измерителя коэффицие та стоячей, волны и ослабления; на фиг.2 — временные диаграммы импульсов.

Индикатор содержит усилитель отраженной волны, регулируемый усинлитель 2 падающей волны, блок 3 деления, осциллограф 4, интегратор .5, Устройство работает следующим образом.

На этапе калибровки (при коэффициенте отражения, равном единице) автоматически формируется управляющее напряжение, управляющее коэффициентом усиления регулируемого усилителя .2 падающей волны таким образом, что выходной сигнал блока 3 деления на всех точках калибровки компаратор 6, цифроаналоговый преобразователь 7, блок 8 памяти, реверсивный счетчик 9, распределитель

10 импульсов, генератор 11 тактовых импульсов, счетчик 12 адресов, генератор-формирователь 13, выключатель

14 калибровки, 1125558 становится равным некоторому постоянному значению, Зто говорит о том, что сквозные

АЧХ каналов падающей и отраженной волн идентичны.

Управляющее напряжение в виде кусочно-линейной функции времени получается путем интегрирования ступенчато изменяющегося напряжения цифроаналогового преобразователя 7. Время fî перестройки частоты СВИН-генератора разбито на интервалы коррекции.

Каждому интервалу коррекции в блоке

8 памяти отводится, ячейка памяти, содержащая двоичное число. Обращение к памяти производится подачей на управляющий вход блока 8 памяти двоичного кода (номера ячейки), формируемого счетчиком 12 адресов. Изымаемая из блока 8 памяти информация в виде двоич- 2О ного кода преобразуется цифроаналоговым преобрлзоватегем 7 в ступенчато изменяющееся напряжение. Это напряжение интегрируется по времени интегратором 5.

Для синхронизации работы осциллогра Аа и СВИП-генератора используется пилообразное напряжение, изменяющее частоту сигнала CRHTI-генератора (фиг.2a).

Оно подается в качестве напряжения О развертки изображения на осциллограф

4 и генератор-формирователь 13. Генератор-формирователь 13 вырабатывает л импульсы внутренней синхронизации временное положение и длительность ко— торьм совпадают с обратным ходом частоты СВИП-генератора (фиг. 2б) .

Импульсы внутренней синхронизации поступают на интегратор 5, генератор

11 тактовых импульсов и счетчик 12 4о адресов. При их поступлении интегратор. 5 переходит в режим. установки начальных условий, счетчик 12 адресов устанавливается в нулевое состояние, а генератор 11 тактовых импульсов прекращает генерацию импульсных последовательностей („, ь, g (фиг.2в).

После окончания импульса внутренней синхронизации генерация тактовьм импульсов возобновляется с постоянной 50 начальной фазой. Таким образом, работа счетчика 12 адресов, интегратора

5 и, следовательно, всего индикатора жестко связана с перестройкой частоты .

СВИП-генератора. 55

В режиме калибровки (выключатель

14 калибровки в положении 1) под воздействием импульсов блок 8 памяти устанавливается в режим записи двои 1I ного числа, соответствующего состоянию реверсивного счетчика 9. Запись осу. ществляется в ячейку памяти, устанавливаемую счетчиком 12 адресов.

Процесс формирования двоичных чисел в ячейках памяти блока 8 памяти начйнается с нулевого интервала коррекцйи, соответствующего поступлению импульса внутренней синхронизации ь от генератора-формирователя 13 на генератор

1f тактовых импульсов. В этот мамейт времени йз нулевой ячейки памяти блока 8 памяти вызывается двоичное чис» ло, заносится в реверсивный счетчик 1

9 импульсом и одновременно преобразуется цифроаналоговым преобразователем 7 в напряжение. Находящийся в режиме установки начальных условий интегратор 5 заряжает интегрирующую емкость до этой величины напряжения и сохраняет ее в течение всего нулевого 1 нтервала коррекции.

В зависимости от величины управляющего напряжения, формируемого интегратором 5, устанавливается некоторый коэффициент передачи регулируемого усилителя 2 падающей волны.

Усиленный сигнал канала падающей волны совместно с сигналом отраженной волны, прошедшим через усилитель

1 отраженной волны, поступают на блок 3 деления, вычисляющий отношение их амплитуд. Результат вычисления в виде однополярного напряжения поступает на вход осциллографа 4 (для формирования изображения) и компаратор 6, где срлвнивается с опорным напряжением Бр . В .зависимости от соотношения зтнх напряжений компаратор 6 изменяет свое состояние и управ-. ляет прохождением импульсов ь с пер2 вого выхода генератора 1 f тактовых импульсов через распределитель 10 импульсов на реверсивный счетчик 9, Если к моменту окончания нулевого интервала коррекции То вьмодное напряжение блокл 3 деления оказывается меньше Вр то импульс 2 проходит

) через распределитель 10 импульсов па разностный вход реверсивного счет",íêà 9 и. уменьшает на единицу вызванное из блока 8 памяти двоичное число. и л

Поскольку импульсы ь2 короче С, то новое двоичное число записывается вновь в нулевую ячейку.Дляпредотвращения записи в последующую ячейку сдвиг реьерсивного. счетчика произво7125558 дится задним фронтом, т.е. когда запись числа уже невозможна.

Изменение содержимого нулевой ячейки приводит к тому» что В .следую» щем периоде качания частоты CRHII-re- 5 нератора в нулевом интервале коррекции выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 7, интегра.ора 5 и коэффициента передачи регулируемого усилителя 2 падающей волны оказываются меньше, чем в предыдущем а выходное напряжение блока 3 деления приближается к . Ца, Б момент окончания импульса с принадлежащего нулевому интервалу коррекции, происходит сдвиг счетчика 72 адресов, и его код увеличивается на единицу. Это означает обращение к следующей (первой) ячейке блока 8 памяти и начало следующего (первого) интервала коррекции. Как и ранее, вызванное двоичное число л под воздействием импульсов ь за3 посится и реверсивный счетчик 9 и преобразовывается цифроаналоговым преобразователем 7 в напряжение.

В отличие от нулевого интервала коррекции во всех последующих интегратор 5 выполняет интегрирование по времени выходных напряже- 3Q пий цифроаналогового преобразователя 7, Выходное напряжение интегратора 5 с течением времени изменяется линейно, пропорционально выходному напряжению цифроаналогового преобразователя 7, от величины, достигнутой к моменту окончания предыдущего интервала коррекции в ту или иную сторону. Скорость и знак интегрирования автоматически устанавливаются так, чтобы к моменту окончания первого и всех последующих интервалов коррекции выходное напряжение блока 3 деления стремилось к Цо . Для этого оно сравнивается компаратором 6 с 0о и результат сравнения импульсом сg направляется через распределитель 70 импульсов на соответствующий вход (суммирующий или разностный) раверсивного счетчика 9. Здесь происходит изменение состояния реверсивного счетчика

9 на единицу, и откорректированнйй код вновь записывается в свою же ячейку памяти. Процесс коррекции и перезаписи кода одинаков для всех интервалов коррекции. 3а один период качания частоты СВИП-генератора корректируются на единицу двоичные числа во всех ячейках памяти. В результате многократного повторения коррекции содержимого всех ячеек памяти, .по прошествии некоторого числа периодов качания частоты

СВИП-генератора, в них формируются двоичные числа, приводящие к равенству выходного напряжения блока 3 деления опорному напряжению Ц

Поскольку интервалы коррекции жестко связаны периодом качания СВИП-генератора, то это означает устранение зависимости показаний индикатора от частоты, т.е. сквозные АЧХ каналов падающей и отраженной волн идентичны. Об окончании процесса калибровки судят по появлению прямой линии на экране осциллографа 4.

В режиме измерения выключатель

74 калибровки переводится в положение 2 и воэможность изменения содержимого ячеек памяти исключается.

Таким образом, коэффициент передачи канала падающей волны регулируется синхронно с изменением частоты

СВИП-генератора в соответствии с информацией, заложенной в ячейках памяти оперативного запоминающего устройства при калибровке, и показания индикатора определяются только параметрами исследуемого СВЧэлемента и не зависят от АЧХ каналов падающей и отраженной волн, что повышает точность измерений в широком диапазоне частот, Повышение точности измерения достигается за счет обеспечения непрерывной коррекции АЧХ тракта во всем частотном диапазоне за счет возможности увеличения числа интервалов коррекции вследствие их независимости, а также за счет замены субъек,тивной оценки идентичности АЧХ опера1 тором автоматическим сравнением с практически неограниченной чувствительностью и разрешающей способностью.

1125558

@ОЗИМ рвкеае ом. гежраСоставитель В. Васильев

Редактор О. Бугир Техред З.Палий Корректор В. Синицкая

Заказ 8534/34 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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