Калибратор дискретных фазовых сдвигов

 

КАЛИБРАТОР ДИСКРЕТНЫХ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ, содержащий опорный генератор, первый синтезатор частоты. подсоединенный своим входом -к въпсоду опорного генератора, коммутатор и два канала деления частоты, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, он снабжен вторым синтезатором частоты, вход которого соединен с выходом опорного генератора, времязадающим устройством, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, подсоединенного первым входом к выходу первого синтезатора частоты и входу первого канала деления частоты, вторым входом - к выходу второго синтезатора частоты, а выходом - к ... входу второго канала деления частоты..

СОЮЗ COBETGHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU 114 29

4(51) G 01 К 25/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3641885/24-21 (22) 14.09.83 (46) 15.03.85. Бюл. У 10 (72) А.Ф.Симонюк (71) Научно-исследоватеЛьский, проектно-конструкторский и технологический институт комплектного электропривода (53) 621.31.77(088.8) (56) 1. Техническое описание калибратора фазовых сдвигов Ф 1-3.

2. Авторское свидетельство СССР

В 995012, кл. С 01 R 25/04, 1982. .(54)(57) КАЛИБРАТОР ДИСКРЕТНЫХ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ, содержащий опорный генератор, первый синтезатор частоты, подсоединенный своим входом к выходу опорного генератора, коммутатор и два канала деления частоты, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, он снабжен вторым синтезатором частоты, вход которого соединен с выходом опорного генератора, времязадающим устройством, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, подсоединенного первым входом к выходу первого синтезатора частоты и входу первого канала деления частоты, вторым входом — к выходу второго синтезатора частоты, а выходом — к входу второго канала деления частоты.3

1 1145

Изобретение относится к области фазогых измерений в радиотехнике и может быть использовано для воспроизведения дискретных фазовых сдвигов между двумя напряжениями 5 синусоидальной формы в широкой полосе частот.

Известен калибратор дискретных фазовых сдвигов типа Ф1-3, содержащий синтезатор частоты, соединенный 10 с входами двух каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных делителя частоты, фильтров верхних и нижних частот усилителя, регулируемого аттенюатора, соединен- 15 ного с выходным зажимом, и схему пропуска импульсов, соединенную с делителем частоты в первом канале (1J.

Недостатком этого калибратора является ограниченный сверху частот- 2р ный диапазон из-за того, что цифровые делители частоты и схемы пропуска импульсов работают с входными частотами не выше 200. МГц.

Известен также калибратор дискрет- 25 ных фазовых сдвигов, содержащий синтезатор частоты, подсоединенный через последовательно включенные переключатель, систему базовой автоподстройки частоты и опорный генератор к двум каналам, каждый из которых содержит последовательно соединенные формирователь, делитель частоты, соединенный с задатчиком фазового сдвига, усилитель с регулируемым усилением и фильтр, соединенный с выходным зажимом (21.

Недостатком этого калибратора является ограниченный сверху частотный диапазон, что обусловлено конечным быстродействием цифровых задатчиков фазового сдвига, аналогичных по принципу действия схемы пропуска импульсов предыдущего калибратора. э

Цель изобретения — расширение частотного диапазона калибратора дискретных фазовых сдвигов.

Указанная цель достигается тем, I что в калибратор дискретных фазовых сдвигов, содержащий опорный генератор, первый синтезатор частоты, под соединенный своим входом к выходу опорного генератора, коммутатор и два канала деления частоты, введены второй синтезатор частоты, вход кото.рого соединен с выходом опорного

S5 генератора, времяэадающее устройство, выход которого соединен с управляющим

298 входом коммутатора, подсоединенного своим первым входом к выходу первого синтезатора частоты и входу первого канала деления частоты, вторым входом — к выходу второго синтезатора частоты, а выходом — к входу второго канала деления частоты.

На чертеже представлена блок-схема калибратора.

Калибратор состоит из опорного генератора 1, первого синтезатора 2 частоты, коммутатора 3, двух каналов

4 и 5 деления частоты, второго синтезатора 6 частоты, времязадающего бло! ка 7. Каждый из каналов деления частоты содержит фазовый детектор 8, фильтр 9 нижних частот, подстраиваемый генератор 10, генератор 11 гармоник и аттенюатор 12. Выход генератора 1 соединен с входами синтезаторов

2 и 6, выходы которых соединены с входами коммутатора 3, управляющий вход которого соединен с времязадаю— щим блоком 7, а выход коммутатора 3 соединен с входом второго канала 5 деления частоты. Одновременно выход синтезатора 2 соединен с входом первого канала 4 деления частоты, каждый из каналов деления частоты содержит фазовый детектор 8, первый вход которого является входом канала деления частоты, выход фазового детектора

8 через последовательно включенный фильтр 9 нижних частот, подстраиваемый генератор 10 и генератор 11 ,гармоник соединен с вторым входом фазового детектора 8, а второй выход подстраиваемого генератора 10 через аттенюатор 12 подсоединен к выходу канала.

Устройство работает следующим образом.

Опорный генератор 1 вырабатывает высокостабильное колебание фиксиро! ванной частоты, например 5 МГц, синтезаторы 2 и 6 частоты выдают два ВЧ или СВЧ колебания с определенной разностью частот hf. Синтезаторы

2 и 6 работают в широком диапазоне частот. Долговременная стабильность частоты сигналов синтеэаворов равна стабильности частоты опорного генератора. В исходном состоянии коммутатор .3 подает на вход второго ка) нала 5 деления частоты сигнал первого синтезатора 2 частоты, т.е. на входах каналов действует один и тот же сигнал. Каналы 4 и 5 деления частоты

1145298

3ЬО 360 из которого следует:

360 на величину —и

Если после возся идентичны по схемам и имеют одинаковые коэффициенты деления частоты и.

Каждый из каналов деления частоты выполнен из соединенных в кольцо фазового детектора, фильтра нижних частот, подстраиваемого генератора гармоник и аттенюатора, причем выход подстраиваемого генератора подсоединен к входу аттенюатора, а второй вход фазового детектора явля- 1Q ется входом канала деления частоты.

Величина и изменяется при изменении частот синтезаторов или при перест" ройке подстраиваемых генераторов 10, принимая только целочисленные значе- 15 ния. На выходах каналов 4 и 5 в исходном состоянии будут два напряжения с произвольным и неизменным фазовым сдвигом между ними, который принимается за нулевой. 20

Для установки желаемого фазового сдвига (точнее приращения фазового сдвига относительно исходного) между выходными сигналами калибратора 3, управляемый о т времязадающего блока 25

7, переключает вход второго канала 5 к выходу второго синтезатора 6. Тогда на входах каналов 4 и 5 деления частоты будут сигналы с разными, отличающимися на ЬЕ частотами. Текущая разность фаз между входными сигналами каналов следующая: д (1)=2Т(bf t =360 df t ) (s1

35. где t — текущее время.

Текущая разность фаз сигналов на выходе каналов деления частоты равна (t Вх 360 haft (21 40 д(г (ц 0

Ь вы

Через интервал времени d t, определяемый времязадающим блоком 7, коммуI татор 3 возвращается в исходное состояние. На входах каналов 4 и 5 снова действует один и тот же сигнал первого синтезатора 2. Фазы двух соседних устойчивых состояний отличаютвращения коммутатора 3 в исходное состояние фазовый сдвиг между выходными сигналами будет отличаться от

360 величины, кратной ††вЂ, то есть где К=1, 2, 3, ... и, то в системе ФАПЧ канала 5, образованной соединенными в кольцо фазовым детектором 8, фильтром 9 нижних частот, подстраиваемым генератором 10 и генератором гармоник 11, возникает переходный процесс, после окончания которого d 4S,„ áóäåò приведено к ближайшему устойчивому состоянию

360 К. и

Для задания фазового сдвига — — К

П необходимо, чтобы выполнялось условие

1 1

К-— К+—

Ь| (Ьт< фн дf >O . (5) ЬЕ

Выражения (4) и (5) справедливы в отсутствии шума. В реальных условиях интервал для ЬС. следует выбирать несколько уже, чтобы уменьшить вероятность перескока системы ФАПЧ в соседнее устойчивое состояние. Иэ выражения (5) видно, что к точности задания интервала времени rkt не предъявляется жестких требований, погрешность задания интервала времени

1 д"С должна быть меньше . Например, при kf = 1000 Гц, д"с (0,5 м сек, что не создает трудностей для реализации времязадающего блока 7.

Аттенюаторы 12.лредназначены для установки требуемого уровня выходных сигналов.

Точность задания калиброванного фазового сдвига в описанном калибраторе не зависит от точности установки временного интервала времяэадающим устройством и определяется в основном теми же факторами, что и в устройстве-прототипе.

Введение в калибратор второго синтезатора частоты с коммутатором и времяэадающим блоком изменяет erg пвинцип действия. Задание фазового

1145298

Составитель А. Шубин

Редактор М. Циткина Техред М.Кузьма

Корректор А. Тяско

Тираж 748

Заказ 1166/34

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 сдвига осуществляется уже не пропуском одного или нескольких периодов входного сигнала одного из каналов деления частоты, как в прототипе, а благодаря набегу разности фаз сигналов на входах каналов за счет разности их частот. Допустимое значение входных частот каналов деления частоты в этом случае не ограничивается быстродействием задатчиков фазового сдвига и может быть увелично в десятки и сотни раз. Соответственно возрастает и верхнее значение выходной частоты калибратора, которое достигает нескольких гигагерц, в то время как в известных устройствах с цифровыми делителями частоты и задатчиками фа —, зового сдвига оно превьппает

0,01 ГГц.