Измеритель модуля и фазы коэффициента передачи четырехполюсника

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ МОДУЛЯ И ФАЗЫ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА , содержащий генератор испытательного сигнала,.выходом соединенный .с входом делителя мощности, два смесителя, сигнальный вход первого из которых соединен с первым выходом делителя мощности, вторым выходом соединенного с первой клеммой для подключения испытуемого четырехполюсника , сигнальный вход второго . смесителя подключен к второй клемме, для подключения испытуемого четырехполюсника, опорные входы смесителей соединены с соответствующими выходами гетеродина, управляющий вход которого через блок фазовой автоподстройки частоты соединен с первым входом измерителя промежуточной частоты и выходом первого усилителя, входом соединенного с выходом первого смесителя, выход второго смесителя подключен к входу второго усилителя , отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот, в него введены блок памяти, переключатель и последовательно соединенные аттенюатор,фазовращатель и сумматор, при этом вход аттенюатора соединен с выходом первого усилителя, 1второй вход сумматора, подключен к выходу второго усилителя и первому (Л входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом сумматора, а выход переключателя подключен к второму входу измерителя промежуточной частоты, управляющий вход фазовращателя соединен с первым выходом блока памяти, второй выход которого со подключен к управляющему входу аттенюатора , а вход блока памяти соедиО ) нен с выходом блока фазовой автоо to подстройки частоты.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цн 4 G 01 R 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗСЕСОВМ < Ч

Ц,." ",,,13 !

1 фя „г 4 тм Г !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 3704884/.24-21 (22) 28.02.84 (46) 23.11.85. Бюл. е 43 (72) К.Р. Савв и В.П. Яцевич (53) 621.317.757(088.8) (56) Измеритель параметров цепей

ЪК2-18. Техническое описание ЕЭ1.405.

005 ТО.

Каталог фирмы Hewlett Packard, США. Комплект моделей 8410, 1983.

Дворяшин Б.В..и др. Радиотехни- . ческие измерения. M. Советское радио, 1978, с. 124. (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОДУЛЯ И ФАЗЫ

КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА, содержащий генератор испытательного сигнала, выходом соединенный с входом делителя мощности, два смесителя, сигнальный вход первого из которых соединен с первым выходом делителя мощности, вторым выходом соединенного с первой клеммой для подключения испытуемого четырехполюсника, сигнальный вход второго смесителя подключен к второй клемме для подключения испытуемого четырехполюсника, опорные входы смесителей соединены с соответствующими выхо„„Я0„„1 193602 А дами гетеродина, управляющий вход которого через блок фазовой автоподстройки частоты соединен с первым входом измерителя промежуточной частоты и выходом первого усилителя, входом соединенного с выходом первого смесителя, выход второго смесителя подключен к входу второго усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот, в него введены блок памяти, переключатель и последовательно соединенные аттенюатор,фазовращатель и сумматор, при этом вход аттенюатора соединен с выходом первого усилителя, а. второй вход сумматора. подключен к 9 выходу второго усилителя и первому входу переключателя, второй вход которого соединен с выходом сумматора, С а выход переключателя подключен к с второму входу измерителя промежуточной частоты, управляющий вход фазовращателя соединен с первым выходом блока памяти, второй выход которого подключен к управляющему входу атте" нюатора, а вход блока памяти соедйнен с выходом блока фазовой автоподстройки частоты. Ю

К) 1193602

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения комплексных параметров радиотехнических цепей в широком частотном и динамических диапазонах °

Цель изобретения — расширение частотного диапазона при высокой точности измерений в широком динамическом диапазоне амплитуд выходных сигналов четырехполюсника.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерителя; на фиг. 2— структурная схема блока памяти.

Измеритель содержит генератор 1 испытательного сигнала, делитель 2 мощности, испытуемый четырехполюсник 3, первый 4 и второй 5 смесители, гетеродин 6, блок 7 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), первый

8 и второй 9 усилители, аттенюатор !

О, фазовращатель 11, блок 12 памяти, сумматор 13, измеритель 14 про" межуточной частоты (ПЧ), переключатель 15 и первую 16 и вторую 17 клеммы для подключения испытуемого четырехполюсника 3. При этом блок

12 памяти содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 18, первое

19 и второе 20 постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), .первый 21 и второй 22 цифроаналоговые преобразователи.

Выход генератора 1 подключен к входу делителя 2 мощности, выходы которого подключены к .входам смесителей 4 и 5, причем между клеммами

16 и 17 включается исследуемый четырехполюсник 3. Выходы смесителей

4 и 5 подключены соответственно к входам усилителей 8 и .9. К выходу первого усилителя 8 подключен блок

7 ФАПЧ, первый вход измерителя 14 ПЧ, а через последовательно соединенные аттенюатор 10 и фазовращатель 11 один вход сумматора 13. Выход вто- рого усилителя 9 подключен к другому входу сумматора. Переключатель 15 подключает к второму входу измерителя 14 ПЧ или выход второго усилителя 9, или выход сумматора 13. Выход блока 7 ФАПЧ подключен к управляющему входу гетеродина 6 и входу блока 12 памяти. Выходы гетеродина

6 подключены к вторым входам смесителей 4 и 5. Выходы блока 12 памяти подключены к управляющим входам аттенюатора 10 и фазовращателя .11.

5 I0

Устройство работает следующим образом. .Сигнал генератора 1 делителем 2 мощности разветвляется на два равных по амплитуде и фазе сигнала и подается на входы смесителей 4 и 5.

Поскольку на смеситель 5. сигнал поступает через испытуемый четырехполюсник 3, то отношение уровней и разность фаз сигналов на входах смесителей 4 и 5 соответствует модулю и фазе коэффициента передачи испытуемого четырехполюсника 3. Преобразования сигналов на промежуточную частоту производятся в смесителях

4 и 5 с использованием частоты сигнала гетеродина 6. На вход блока 7

ФАПЧ поступает сигнал промежуточной частоты с выхода первого усилителя 8.

В блоке ФАПЧ частота этого сигнала сравнивается с некоторой опорной фиксированной частотой, и на выходе блока 7 ФАПЧ имеет место управляющий сигнал, который изменяет частоту гетеродина до тех пор, пока промежуточная частота не станет равной опорной.

При изменении частоты генератора

1 (например, переход на другую частоту измерения или автоматическое качание частоты при панорамных измерениях) блок 7 ФАПЧ автоматически поддерживает постоянной промежуточную частоту, для чего вырабатывает на выходе управляющий сигнал, пропорциональный частоте генератора 1.

Усилители 8 и 9 являются избирательными приборами и выделяют из продуктов преобразования в смесителях

4. и 5 сигналы только промежуточной частоты. В измерителе 14 ПЧ производится измерение отношения уровней сигналов и разности фаэ на промежуточной частоте. !

Расширение частотного диапазона при сохранении динамического диапазона и точности измерений обеспечивается цепью, содержащей последовательно соединенные аттенюатор 10 и фазовращатель 11. Действие ее заключается в следующем. Из выходного сигнала первого усилителя 8 с помощью аттенюатора 10 и фазовращателя 11 формируется "компенсирующий" сигнал по амплитуде, равный амплитуде "паразитной" составляющей сигнала на выходе второго усилителя 9 и пвотивоположный ему по фазе. Наличие

3 1193 такой паразитной составляющей сигнала обусловлено просачиванием входного сигнала смесителя 4 через гетеродин 6 на вход смесителя 5. При суммировании в сумматор" 13 компенсирующего сигнала и выходного сигнала второго усилителя 9 "паразитная" составляющая существенно уменьшается.

Ослабление А,вносимое аттенюатором

10 характеризует величину развязки 1р каналов, включающих смесители 4 и 5, а фазовый сдвиг, устанавливаемый фазовращателем 11, должен иметь знак, противоположный знаку фазового

1 сдвига, обусловленный взаимосвязью каналов.

Определение величин А и Ч может производиться различными техническими средствами. Например, в предлагаемом измерителе это осуществляется следующим образом. Испытуемый четырехполюсник 3 отключается от входа смесителя 5, а переключатель

15 устанавливается в такое положение, при котором к второму входу измери- 25 теля 14 ПЧ.подключается выход втораго усилителя 9. В этом случае на выходе второго усилителя 9 присутствует только паразитный" сигнал. Отношение уровней сигналов на входах измерителя 14 ПЧ равно А, а разность их фаз равна V. Поскольку измеритель используется в широком частотном диапазоне, необходимо определять А . и нескольких дискретных точек

35 частотного диапазона. Шаг сдвига по частоте устанавливается из условия изменения величины А не более 1 дБ при переходе от одной точки частотного диапазона к соседней, а изменения не более 2-3О, что практи- чески всегда выполняется в измерителях модуля и фазы коэффициента передачи СВЧ-диапазона при шаге

10 ИГц.

Запоминание величин А и Ч для осуществления управления аттенюатором

10 и фазовращателем 11 на каждой выбранной частоте проводится в бло.ке 12 памяти (фиг. 2). Основой блока 12 памяти являются ПЗУ 19 и 20, в которых хранятся значения А и 4.

Вход блока 12 памяти подключается к выходу блока 7 ФАПЧ, из которого на аналого-цифровой преобразователь поступает сигнал, -йропорциональный

602

4 частоте генератора 1. На выходе.ана- лого-цифрового преобразователя имеет место цифровой код, значение которого соответствует значению частоты.

На выходах ПЗУ 19 и 20 имеют место содержимые ячеек ПЗУ, номера ко- . торых соответствуют коду сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя, а следовательно, выходные сигналы ПЗУ 19 и 20 соответствуют значениям А и 4 на частоте измерений.

В цифроаналоговых преобразователях

21 и 22 цифровые значения,А и 9 пре,образуются в аналоговые величины. Выходы цифроаналоговых преобразователей 21 и 22 являются выходами блока 12 памяти и подключаются соответственно к управляющим входам ,аттенюатора 10 и фаэовращателя 11.

Таким образом, ослабление аттенюатора 10 и фазовый сдвиг фазовращателя 11 приобретают автоматически необходимое значение в зависимости от частоты измерений.

Аттенюатор 10 и фазовращатель

11 могут иметь как аналоговое, так и цифровое управление. В случае, если аттенюатор 10 и фазовращатель

11 имеют цифровое управление, необходимость в цифроаналоговых преобразователях 21 и 22 отпадает. В этом случае к выходам ПЗУ 19 и 20 непосредственно подключаются входы аттенюатора 10 и фазовращателя 11.

При положении переключателя 15 в состоянии, при котором он подключает к второму входу измерителя 14

ПЧ выход сумматора 13, "паразитный" сигнал компенсируется в сумматоре 13 непосредственно равным по амплитуде. и противофазным сигналом, поступающим с выхода цепи аттенюатор 10— фазовращатель 11 на один вход сумматора 13, что обеспечивает высокую точность и широкий динамический диапазон измерений.

Оборудование, необходимое для введения в блок 12 памяти величин А и является технологическим и в состав измерителя не входит. Величины А и записываются в память один раз при изготовлении на стадии изготовления блока 12 памяти измерителя.

1193602 фиг 7

ВНИИПИ Заказ 7311/48 Тираж 747 Подписное

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