Способ настройки амплитудно-фазочастотных характеристик тракта радиотехнических систем

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Сокращается время настройки за счет одновременной настройки амплитудной, частотной и фазовой х-к. В примере устройства , реализующего способ по пп. 1 и 2 ф-лы, многочастотньм тест-сигнал с выхода многочастотного г-ра 1 пропускается через настраиваемый тракт Up 4 l (НТ) 2 и широкополосный усилитель (ШПУ) 3, формирующий опорный сигнал. Выходные сигналы НТ 2 и ШПУ 3 одновременно вычитаются в вычитателе 4 и суммируются в сумматоре 5. Суммарньм сигнал сдвигается на Т/2 в фазовращателе 6. Сформированные сигналы с выходов вычитателя 4 и фазовращателя 6 поступают на электронно-лучевой индикатор 7j состоящий из двух у-лей 8 и 9 и ЭЛТ 10, где сравниваются полученные интерференционные изображения многомерной картины с нанесенным на экране индикатора 7 фигурным шаблоном. Затем подстройкой элементов НТ 2 добиваются совпадения интерференционной картины с шаблоном , что обеспечивает достижение цели изобретения. В примере устр-ва, реализующего способ по пп. 1 и 3 ф-лы, для опорного сигнала вместо ШПУ 3 используется эталонный тракт, А в примере устр-ва, реализующего способ по пп. 1 и 4 ф-лы, многочастотный тест-сигнал модулируют по частоте составляющих с помощью модулятора . 3 з.п. ф-лы, 8 ил. с/) г п сриг.6

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (i9) (11) (1) 4 Н 04 В 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Дцг.6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3782584/24-09 (22) 31.07.84 (46) 30.06.86. Бюл. )(- 24 (7 1) Омский политехнический институт (72) И.Д.Золотарев, С.П.Седельников, С.И.Журавлев и В.А.Киржбаум (53) 62 1.394 (088.8) (56) Ошер Д.Н., Малинский В.Д., Теплицкий Л.Я. Регулировка и испытание радиоаппаратуры. М.: Энергия, 1978, с. 382.

Ромбро В.С., Фарбер Ю.Д. Измерение характеристик многоканальных систем связи. M.: Связь, 1977, с. 215-230. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ АКЧЛИТУДНОФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАКТА

РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Сокращается время настройки за счет одновременной настройки амплитудной, частотной и фазовой х — к. В примере устройства, реализующего способ по пп. 1 и 2 ф-лы, многочастотный тест-сигнал с выхода многочастотного г-ра 1 пропускается через настраиваемый тракт (НТ) 2 и широкополосный усилитель (ШПУ) 3, формирующий опорный сигнал.

Выходные сигналы НТ 2 и ШПУ 3 одновременно вычитаются в вычитателе 4 и суммируются в сумматоре 5. Суммарный сигнал сдвигается на и /2 в фазовращателе 6. Сформированные сигналы с выходов вычитателя 4 и фаэовращателя 6 поступают на электронно-лучевой индикатор 7, состоящий иэ двух у-лей 8 и 9 и ЭЛТ 10, где сравниваются полученные интерференционные изображения многомерной картины с нанесенным на экране индикатора 7 фигурным шаблоном. Затем пбдстройкой элементов НТ 2 добиваются совпадения интерференционной картины с шаблоном, что обеспечивает достижение цели изобретения. В примере устр-ва, реализующего способ по пп. 1 и 3 ф — лы, для опорного сигнала вместо

ШПУ 3 используется эталонный тракт.

А в примере устр-ва, реализующего способ по пп. 1 и 4 ф-лы, многочастотный тест-сигнал модулируют по частоте составляющих с помощью модулятора. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1241493

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть иснользовано для настройки и оценки идентичности амплитудно-фазочастотных характеристик (АФЧХ) многока" нальных радиотехнических систем.

Цель изобретения — сокращение времени настройки путем одновременной настройки АФЧХ.

На фиг. 1 приведены амплитудночастотные и фазочастотные характеристики (АЧХ и ФЧХ) избирательного настраиваемого тракта и соответствующие интерференционные картины при трехчастотном тестовом сигнале на фиг. 2 и 3 — интерференционные картины и шаблоны для случаев двухи трехчастотных сигналов по и. 1 и 2 формулы изобретения на фиг. 4-5 интерференционные картины и шаблоны при трехчастотном сигнале по п. 3 и формулы изобретения на фиг. 6-8 предлагаемые устройства, реализующие способ настройки АФЧХ тракта радиотехнических систем.

Устройство настройки АФЧХ тракта радиотехнических систем (фиг, 6) содержит многочастотный генератор 1, настраиваемый тракт 2, широкополосный усилитель 3, вычитатель 4, сумматор 5, фазовращатель 6, электронно-лучевой индикатор 7, включающий усилители 8 и 9 горизонтального и вертикального отклонения, и электронно-лучевую трубку 10. Устройство, представленное на фиг. 7, содержит многочастотный генератор 1, модулятор 2, настраиваемый тракт 3, широкополосный усилитель 4, вычитатель 5, сумматор 6, фазовращатель 7, усилители 8 и 9, электронно-лучевую трубку 10 индикатора 11.

Устройство представленное на фиг. 8, содержит многочастотный генератор 1, настраиваемый тракт 2, эталонный тракт 3, вычитатель 4, сумматор 5, фазовращатель 6, усилители 7, 8 и электронно-лучевую трубку 9 индикатора 10.

Согласно предлагаемому способу сценка АФЧХ производится по характерным точкам в соответствии с дискретностью частот многочастотного сигнала, т.е, в точках Ю), И, И показанных на АЧХ и ФЧХ (фиг„ 1 а,б)

При этом коэффициентам передачи трактов и фазовым сдвигам К ), К

К1 и q,, (у, (1) на этих частотах соответствуют длины ребер и наклоны

Кг К> и ч"; /2; (pã 2 у p 2 Рор мируемой на экране индикатора HHтерференционной картины (фиг. 1 в).

Путем перестройки по частоте каждой гармонической составля))щей тестового многочастотного сигнала (фиг.

2-4) осуществляется оценка АФЧХ не в фиксированных точках, а непрерывно.

Изменение частоты дает возможность более точно настраивать АФЧХ, в том числе и между опорными частотами ((„7,, u.,(фиг.. 1), поскольку величина частотной девиации выбирается

15 не менее половины шага между гармоническими составляющими многочастот ) г < ( ного сигнала 2 (фиг ° 1), а вследствие максимального упрощения шабло20 на (практически его отсутствия, фиг. 5) снижается объективная погрешность настройки, возникающая из-за неточности сведения оператором

25 интерференционной картины к шаблону.

Сущность способа может быть пояснена следующим образом.

В простейшем случае двухчастотного тестового сигнала на выходах настраиваемого тракта и широкополосного усилителя имеется

U, =U sin(g,t+g,)+U» sin(G) t+(,);

Uö Up)), sin(Q t+q> )+Up))z sin(ca t+y ); a U>, »

35 U, U, — амплитуды составляющих сигнала на выходах тракта и усилителя;

), — частоты гармонических

40 составляющих тесто) вого сигнала

Э

q,д,,(1), (у — фазовые сдвиги, вносимые трактом и усилителем.

45 После суммирования и вычитания

U и U формируются сигналы

U =Б tsin(,t+P, )+ sin(63,t+(f )J+

p)) (50 +Пщ (s(ll(td>t4Cp>)+ я)П(Ы +() ));

))) z

U =U sin(Q г.+Щ,) — — sin((d, С+Ц )1) +

))) !

UФ2 ° ) )

+О, (в(п(и t+q,! — sin(u t+q,))

"О)

А Pz = Рп j

1241 93

Ч P + Ч

U =2V со" — sin(zt+ — )+ (1 (+ 2U соs 2 sin(t0 t+ 2 )3 (p ц Юг+12

2 1

U =2U, sin:. — соз(ц,t+ — - ) +

4 ц, +(p, +U s n поз(Я 1+ 2 ) .

Чп pz+

После сдвига суммарного сигнала на И2 сигналы поступают на входы электронно-лучевого индикатора. Изображение на экране индикатора формируется под воздействием напряжения, равного сумме результирующих напряжений Up u Upe, обусловленных реь < первой и второй частотной составляющей (напряжений с частотами Сд,, ы )

И:(През 0 ppp< +Up@>< =2U< соя Q е +

)О! 1 Ид )2

+2U

U» со$ Q)>t 2

Б cosset е

20

25! U I = 2U,cosg,t или для АС сов()ай а угол наклона которой относительно условной оси Х

К = arctg(tg — )=

Qi 9т (2 2

40 и для другой составляющей ф. = arctg(tg — )= - п

2 2 2

Совместное воздействие обеих составляющих приводит к формированию картины, представленной на фиг. 2а и обусловленной воздействием напряжения U е . Изображение в этом слуI чае (при равенстве U, и U,, U и U ) имеет вид параллелограмма

АВД;, так как перемещение линии, обусловленной Up <, определяется

Для трехчастотного тестового сигнала изображение под воздействием

Up перемещается по закону третьей гармонической составляющей (с частоПод воздействием лишь одной составляющей сигнала, например, с частотой Ы, (сй ) на экране индикатора при равенстве напряжений U, и 30

Б (Б и U

4а) .

Углы наклона сторон относительно условной оси Х х ж, < соответствует половинным фазовым сдвигам исследуемого тракта на соответствующих частотах сигнала (расстройка фазочастотной характеристики). Когда тест-сигнал модулируют по частоте составляющей и формируют опорный сигнал через широкополосный усилитель эти углы должны изменяться после настройки в определенных шаблоном границах. В случае применения эталонного тракта (фиг. 5a) все углы наклона после настройки равны нулю.

Разбаланс коэффициентов передач на различных участках амплитудночастотной характеристики приводит к преобразованию ребер интерференционных фигур в эллипсы (фиг. 2, 3 и т.д.), отношения полуосей которых пропорциональны отношениям коэффициентов передач трактов, а различие длин ребер фигур свидетельствует о неравномерности амплитудно-частотных характеристик.

В процессе настройки трактов добиваются идентичности амплитудночастотных характеристик гутем подстройки коэффициентов передач трактов на соответствующих частотах, т,е. линейности и равенства ребер фигуры.

Затем устраняют неидентичность фазочастотных характеристик, добиваясь совпадения получаемой фигуры с шаблоном (фиг. 2 а, б, 3 а, б, 4 а, б), или, сводя в линию (фиг. 5 а, б) .

Если без модуляции анализ АФЧХ производится в определенных точках (вследствие дискретности сетки частот многочастотного генератора), .то при наличии модуляции тест-сигнала благодаря перестройке по частоте каждой из составляющей многочастотного сигнала осуществляется непрерывный "просмотр" всей характеристики. Это приводит к "покачиванию получаемой фигуры (фиг. 4 а). При настройке устраняют "выходы" этой картины за границы шаблона (фиг.4б).

Широкополосный усилитель имеет коэффициент передачи, равный требуемому коэффициенту усиления настраиваемого тракта во всей полосе рабочих

1241493

1О частот. Фазочастотная характеристика вследствие широкополосности линейна, поэтому интерференционная картина, формируемая в этих случаях, отражает разбаланс по АЧХ и ФЧХ.

При наличии эталонного тракта добиваются совпадения амплитуднофазочастотной характеристики настраиваемого тракта с эталонного АФЧХ.

В этом случае после устранения нелинейности ребер фигуры сводят к нулю наклон каждого из ребер. При этом фигура преобразуется в линию. Исключаются возможные визуальные ошибки при сопоставлении с шаблоном получаемого изображения, а также отпадает необходимость в самом шаблоне.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

В первом случае (фиг. 6) сигналы многочастотного генератора 1

U < ХU< cos(43nt +q (r,)

<п где U 1 у„, q — амплитуда, частота п и фаза п-ой гармонической составляющей;.

n — число гармонических составляющих многочастотного генератора 1, поступают на входы настраиваемого тракта 2 и широкополосного усилителя 3. .Выходные сигналы !

П

U = Q U .соз(сЗ„t +g 1 ); !!=! гп

П = + U>„cos(u„t + lP» ) !! -" претерпевают различные изменения по амплитуде !Пг!!=Пг!! П1!!; IIU < Цм UI„ и фазе " г!! =Юг!! 91 > Vs!! =9н Ч п на частотах M . После вычитания и суммирования в вычитателе 4 и сумо маторе 5 и с учетом 90 фазового сдвига, вносимого фазовращателем 6, ! в частном случае U = П1, m - =2 на входы усилителей 8 и 9 поступают сигналы

U =-2 U sin — sin{g t+, ) +

1 !!,. Г, 4 I

+U

Ц Ч, +Ч!

U =2U сов — s in (c1 t+ б 2 2

) +

l п . 1 i+ 4 г

+2П cos —, ып(ы t+ -, )

2 2 г. 2

Зти сигналы после усиления по тупают на отклоняющие системы электроннолучевой трубки 10, на экране которой в этом случае формируется картина, представленная на фиг. 2 а. При неравенстве U фП и U gU - стороны параллелограмма АБДС преобразуются в эллипсы. Тогда подстроечными элементами настраиваемого тракта 2 (условный регулировочный вектор U на фиг. 6) добиваются идентичностй коэффициентов передачи настраиваемого тракта 2 и усилителя 3 в заданном частотном диапазоне (АЧХ),делая стороны линейными. Одновременно или поэтапно сводят полученную фигуру к заданному шаблону (фиг. 2б, Зб), .изменяя фазочастотную характеристику настраиваемого тракта 2. При этом может применяться последовательное выравнивание АЧХ и ФЧХ несколько раз, поскольку во многих случаях регулировка АЧХ приводит к изменению ФЧХ и наоборот. Однако при этом одновременно контролируется изменение АЧХ и ФЧХ и возможна одновременная настройка АЧХ и ФЧХ без повторения одних и тех же этапов. Ввиду линейности рассматриваемого устройства приведенные соотношения можно перенести на случай большего числа сигналов.

В устройстве, реализующем предлагаемый,способ (фиг, 7), с помощью модулятора 2 осуществляется модуляция гармонических составляющих многочастотного генератора 1. Многочастотный сигнал пропускается через настраива- емый тракт 3 и широкополосный усилитель 4. Выходные сигналы настраиваемого тракта 3 и широкополосного усилителя 4 вычитаются в вычитателе 5 и суммируясь в сумматоре 6, после сдви-а суммарного сигнала фазовращателем 7, поступают на индикатор 11 °

Получаемую на экране индикатора 11 несбалансированную качающуюся картину (фиг. 4а) с помощью подстроечных элементов настраиваемого тракта 3 (условный вектор U1,, фиг. 7) приводят к виду шабпона (фиг. 4б). При этом путем перестройки по частоте гармонических составляющих многочастотного сигнала осуществляется непрерывное отображение АФЧХ настраиваемого тракта 3.

В устройстве представленном на фиг. 8> мноточастотныи сигнал пр!

7 1 пускают через настраиваемый и эталонный тракты 2 и 3. Сформировавшуюся при этом на экране индикатора 10 интерференционную картину (фиг. 5а) сводят к прямой линии с нулевым углом наклона (фиг. 5б) . В этом случае отпадает необходимость в шаблоне, поскольку добиваются совпадения АФЧХ настраиваемого и эталонного трактов

2и3.

Формула изобретения

1. Способ настройки амплитуднофазочастотных характеристик тракта радиотехнических систем, заключающийся в подаче многочастотного тестсигнала в настраиваемый тракт, подстройке элементов настраиваемого тракта до установки заданных характеристик по сигналам, поданным на электронно-лучевой индикатор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения времени настройки за счет одновременной настройки ам,плитудной, частотной и фазовой характеристики, формируют из многочастотного тест-сигнала опорный сигнал, 241493 8 который одновременно. вычитают из выходного сигнала настраиваемого тракта и суммируют с ним, суммарный сигнал сдвигают на /2, сформированные сигналы подают на электронно-лучевой индикатор, сравнивают полученные интерференционные изображения многомерной картины с нанесенным на экране электронно-лучевого индикатора

1(фигурным шаблоном и добиваются подстройкой элементов настраиваемого тракта совпадения интерференционйой картины с шаблоном.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что формирование опорного сигнала осуществляется пропусканием многочастотного тест-сигнала через широкополосный усилитель.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- шийся тем, что. формирование опорного сигнала осуществляется пропусканием многочастотного тест-сигнала через эталонный тракт.

4. Способ по п. 1, отличаю.шийся тем, что многочастотный тест-сигнал модулируют по частоте составляющих.

12А 149:

Ю7

1241493 ир

Составитель В. Смирнова

Редактор С.Лисина Техред Л.Олейник Корректор M.Øàðîøè

Заказ 36 15/57 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно †полиграфическ предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4