Измеритель спектров шумов свч-генераторов

 

Изобретение относится к технике измерения шумовых составляющих колебаний СВЧ-генераторов , в частности, вблизи несущей частоты колебаний. Цель изобретения - повышение чувствительности и расширение динамического диапазона измерения шумов. Поставленная цель достигается введением в схему г-ра 6 гармоник с первым, вторым и третьим выходами соответственно I- й, K- й и N- й гармоник, сумматора 7, у-ля 8 колебаний дополнительной промежуточной частоты, двух фазовых детекторов 9, 12, у-ля 10 НЧ, фильтра 11 НЧ, у-ля 13 постоянного тока, двух фазовращателей 14, 15 и их связей. Введение г-ра 6 обеспечивает возможность не только стабилизации несущей частоты колебаний 1-й промежуточной частоты 1-м кольцом ФАПЧ, но и создания 2-го кольца ФАПЧ для подавления фазовых шумов смесителя и СВЧ-гетеродина. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4248210/24-09 (22) 19.05.87 (46) 07.09.89. Бюл. М 33 (72) Г.Г. Бунин, Б.А. Шувалов, Ю.Н. Светличный и А.В. Руя (53) 621.376.332(088.8) (56) Измеритель флюктуаций и коэффициента корреляции ИФ-1 ° Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1971.

Корнилов С.А. Спектрально-корреляционные методы измерения флуктуационной нестабильности непрерывных СВЧколебаний. — Обзоры по электронной технике, сер. 1, Электроника СВЧ, вып. 8 (471), 1977..(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СПЕКТРОВ ШУМОВ СВЧГЕНЕРАТОРОВ (57) Изобретение относится к технике измерения шумовых составляющих коле(51)4 Н 03 D 9/04 G 01 R 2.1/00 баний СВЧ-генераторов, в частности вблизи несущей частоты колебаний.

Цель изобретения — повышение чувствительности и расширение динамического диапазона измерения шумов. Поставленная цель достигается введением в схему r-ра 6 гармоник с первьм, вторым и третьим выходами соответствен" но i-й, k-й и п-й гармоник, сумматора 3, у-ля 8 колебаний дополнительной промежуточной частоты, двух фазовых детекторов 9, 12, у-ля 10

НЧ, фильтра 11 НЧ, у-ля 13 постоянного тг;ка, двух фазовращателей 14, 15 и их связей. Введение г-ра 6 обеспечивает возможность не только стабилизации несущей частоты колебаний 1-й промежуточной частоты 1-м кольцом

ФАПЧ, но и создания 2-го кольца ФАПЧ для подавления фазовых шумов смесителя и СВЧ-гетеродина. 1 ил.

3 1506)09

Изобретение относится к технике измерения шумовых составляющих колебаний СВЧ-генераторов, в частности вблизи несущей частоты колебаний.

Цель изобретения — увеличение чувствительности и динамического диапазона измерения шумов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема измерителя спектров шумов СВЧ-генераторов.

Измеритель спектров шумов СВЧгенераторов содержит ферритовый нентиль 1, аттенюатор 2 и сумматор

3, смеситель 4, СВЧ-гетеродин 5 с электрической подстройкой частоты, генератор 6 гармоник с первым, вторым и третьим выходами соответственно i-й, k-й и и-й гармоник, первый усилитель 7 колебаний промежуточной частоты, усилитель 8 колебаний дополнительной промежуточной частоты, первый фазовый детектор. 9, усилитель 10 низкой частоты, фильтр 11 низкой частоты, второй фазовый детектор 12, усилитель 13 постоянного тока, первый фазовращатель !4 k-й гармоники, второй фазовращатель 15 i-й гармоники, фильтр 16 промежуточной частоты, второй усилитель 17 колебаний 30 промежуточной частоты, анализатор

18 спектра промежуточных частот, а испытуемый СВЧ-генератор 19.

Генератор 6 гармоник состоит иэ высокостабильного генератора 20 гармоник с первым, вторым и третьим выходами. К первому выходу генератора 20 гармоник подключены последова- тельно соединенные селектор 21 i-A гармоники и первый дополнительный ат-40 тенюатор 22, к второму выходу — последовательно соединенные селектор 23

k-й гармоники и второй дополнительный аттенюатор 24, а к третьему выходу подключен селектор 25 и-й гармо-45 ники.

Измеритель работает следующим образом.

На вход смесителя 4 через сумма" тор 3 поступают сигналы от испытуе 50 мого СВЧ-генератора 19, подключенного к входу ферритового вентиля 1, и от селектора 25 и-й гармоники генератора 6 гармоник. Колебания промежуточной частоты, равной разности частот испытуемого СВЧ-генератора 19 и

СВЧ-гетеродина 5, выделяются на ныходе смесителя 4 первым усилителем

7 колебаний промежуточной частоты.

Величину этой промежуточной частоты выбирают такой, чтобы она была равна частоте i — и гармоники колебаний генератора 6. Колебания этой промежуточной частоты с выхода первого усилителя 7 поступают на первый вход второго фазового детектора 12, на второй вход которого поступают от селектора 2 1 высокостабильные колебания i-й гармоники генератора 6 °

Вторым фазовращателем 15 устанавливают фазу этих колебаний, повернутой на 90О относительно фазы колебаний, поступающих на первый вход фазового детектора 12, Уровень этих колебаний, необходимый для фазового детектора 12, устанавливают с помощью аттенюатора 28.

Смеситель 4, первый усилитель 7 промежуточной частоты, нторой фазовый детект ор 12, селектор 21 i-й гармоники генератора 6, аттенюатор

22, второй фаэовращатель 15, усилитель 13 постоянного тока и испытуемый СВЧ-генератор 19 образуют узкополосное кольцо фазоной автоподстройки частоты испытуемого СВЧ-генератора которая обеспечивает высокую стабильность несущей колебаний промежуточной частоты. Полоса частот этого кольца ФАПЧ должна быть меньше минимальной частоты шума, подлежаще.го измерению в испытуемом СВЧ-гене раторе.

Фазовые шумы смесителя 4 и СВЧгетеродина 5 н полосе частот шума, .подлежащего измерению у испытуемого

СВЧ-генератора, подавляются вторым кольцом фазоной автоподстройки частоты СВЧ-гетеродина 5. Это кольцо состоит из смесителя 4, усилителя

8 колебаний дополнительной промежуточной частоты, первого фазового детектора 9, усилителя 10, фильтра

11, СВЧ-гетеродина 5, селектора 23

k-й гармоники генератора 6, аттенюатора 24 и первого фазовращателя 14 колебаний k-й гармоники генератора

6. Шумовое напряжение на выходе первого фазового детектора 9 пропорционально фаэовым шумам смесителя 4 и СВЧ-гетеродина 5. Фаэовой автоподстройкой частоты гетеродина 5 они подавляются до уровня фаэоных шумов

k-й гармоники генератора 6. Эти шумы определяют предельную чувствительность измерителя. На частоте порядка

5 1 г06г единиц килогерц они составляют величину порядка минус 150-160 дГ>/Гц.

При измерении шумов вблизи несущей частоты генератора 19 второй уси5 .питель промежуточной частоты подключается непосредственно к выходу первого усилителя промежуточной частоты, а при измерении шумов вдали от

Ф несущей — вход усилителя 17 подключа- 1р ется к выходу фильтра 16 промежуточной частоты с помощью коммутатора 26.

Анализатор 18 спектров колебаний промежуточных частот служит для наблюдения и измерения уровней шумовых составляющих спектра испытуемого СВЧгенератора. Чтобы исключить паразитные связи между обоими кольцами ФЛЛЧ, частоты i-й, k-й и и-й гармоник генератора 6 должны соответствовать 20 взаимно простым числам, Введение дополнительного генератора 6 высокостабильных, малошумящих колебаний на выходах i-й, k-й и и-й гармоник кварцевых колебаний обеспе- 2 чивает возможность не только стабилизации несущей частоты колебаний первой промежуточной частоты первым кольцом ФАПЧ, но и создания второго кольца ФАПЧ для подавления фазовых шумов смесителя и СВЧ-гетеродина на входе первого усилителя первой промежуточной частоты в полосе частот шума, подлежащего измерению у испытуемого СВЧ-генератора. Следствием такого построения схемы измерителя является возможность применения в качестве СВЧ-гетеродина немалошумящего

СВЧ-генератора с большим диапазоном механической перестройки частоты и

40 . с малой полосой ее электрической подстройки, а также возможность подавления фильтром 16 промежуточной частоты для увеличения динамического диапазона измерений с последующим усиле45 нием этих колебаний вторым усилителем 17.

Формула изобретения

Измеритель спектров шумов СВЧгенераторов, содержащий последовательно соединенные ферритовый вен09

6 типь, вход которого является входом измерителя и аттеиюатор, последовательно соединенные смеситель, первый вход которого соединен с выходом

СВЧ-гетеродина с электрической подстройкой частоты, первый усилитель колебаний промежуточной частоты, фильтр промежуточной частоты, коммутатор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя колебаний промежуточной частоты, второй усилитель колебаний промежуточной частоты и анапизатор спектра промежуточных частот, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения . чувствительности и динамического диапазона, введены генератор гармоник, снабженный .первым, вторым и третьим выходами i-й, k-й и и-й

l гармоник, сумматор, первый вход которого подключен к выходу аттенюатора, второй вход — к третьему выходу генератора гармоник, а выход соединен с вторым входом смесителя,последовательно соединенные усилитель колебаний дополнительной промежуточной частоты, первый фазовый детектор, усилитель низкой частоты и фильтр низкой частоты, первый фазовращатель вход которого подключен к второму выходу генератора гармоник, а выход соединен с вторым входом первого фазового детектора, последовательно соединенные второй фазовый детектор и усилитель постоянного тока, второй фазовращатель, вход которого подключен к первому выходу генератора гармоник, а выход соединен с первым входом второго фазового детектора, при этом вход усилителя колебаний дополнительной промежуточной частоты подключен к выходу смесителя, выход фильтра низкой частоты соединен с управляющим входом СВЧ-генератора с электрической подстройкой частоты, второй вход второго фазового детектора подключен к выходу первого усилителя колебаний промежуточной частоты, выход усилителя постоянного тока является управляющим выходом измерителя.