Способ определения коэффициентов передачи четырехполюсников с преобразованием частоты

 

Изобретение может быть использовано для измерения коэффициентов передачи СВЧ-четырехполюсников с преобразователями частоты. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается путем исключения погрешности измерителя отношения напряжений. Для этого определяют разность коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты. Формируют дополнительный сигнал и преобразуют его обратновключенным опорным четырехполюсникам с преобразователем частоты в высокочастотный сигнал. Преобразуют высокочастотный сигнал в прямовключенном испытуемом четырехполюснике с преобразователем частоты в сигнал с частотой, равной частоте дополнительного сигнала. Сравнивают преобразованный сигнал с дополнительным сигналом. Находят сумму ΣA коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты. Определяют коэффициент передачи испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты по формуле K X=ΔА+ΣA/2 (дб) с учетом знака слагаемых, где K X - коэффициент передачи испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты

ΔА - разность коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты

ΣA - сумма коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ! !»

РЕСПУБЛИК. !!в 111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДГЮЛЬСТИУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ПАКТ СССР

1 (21) 4463765/24-21 (22) 20 ° 07 ° 88 (46) 30.09.90.Бюл. 11! 36. (72) К.С Коротков (53) 621.317 75 (088 8), (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1075195, кл. G Ol R ..27/28, 1982 °

Авторское свидетельство СССР

:Р 918890, кл.G.01.R 27/28, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЗФФИЦИЕН

ТОВ ПЕРЕДАЧИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ С

ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение может быть использовано для измерения коэффициентов передачи СВЧ-четырехполюсников с преобразователями частоты. Цель изобрете-.. ния - повышение точности измерениядостигается путем исключения погреш- . ности измерителя отношения напряжений.

Для этого определяют разность коэффициентов передачи испытуемого и .опорного четырехполюсников с преабразователем частоты. формируют дополнительный сигнал и преобразуют его обратноИзобретение относится к электро-. измерениям и может быть использовано для измерения коэффициентов передачи СВЧ-четырехполюсников с преобразователями частоты.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем исклю,чения погрешности измерителя отноше. .ния напряжений

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для измерения . «) ? включенным опорным четырехполюсником с преобразователем частоты в высокочастотный сигнал. Преобразуют высоко".. частотный сигнал в прямовключенном .испытуемом четырехполюснике с преоб.разователем частоты в сигнал с частотой, равной частоте дополнительно- го сигнала. Сравнивают преобразованный сигнал с дополнительным сигналом.

Находят сумму >А коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсникав с преобразователем часто ты, Определяют коэффициент передачи испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты по формуле К „ =(рA+XA)/2 . (дБ) с учетом знака слагаемых, где K - коэффициент передачи испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты; 4Аразность коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты; .ГА - сумма коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты.

2 ил, разности коэффициентов передачи; на фиг.2 - то же, для измерения сум-. мы,коэффициентов передачи.

Устройство для измерения разI ности коэффициентов передачи содержит генератор 1 испытательного сигнала высокой частоты ы„делитель 2 ! испытательного сигнала, генератор 3 (гетеродин ) вспомогательного сигнала .4)gиспытуемый четырехполюсник 4» с преобразователем частоты, опорный

1596278

U 1 Uщ Я1пычtý

1 где U „-«aMnrIHT7pHoe значение сигнала U с помощью делителя 2 делят пополам н подают один - U на вход испытуемоrо четырехполюсника 4 с, преобразова- телем частоты

55

Um„

Б — — — s1n(0t

1 2. л а другой Ur, rподают на вход, опорночетырехполюсник 5 с преобразо-вателем частоты, . двуканальный индикатор 6 отношений, Устройство для измерения суммы коэффициентов передачи содержит генератор 3 вспомогательного сигнала, исследуемый четырехполюсник 4, опорный четырехполюсник 5, индикатор 6 отношений, генератор 7 дополнительного сигнала высокой частоты м и делитель 8 дополнительного сигнапа, Способ осуществляют следующим образом.

В начале производится калибровка 15 индикатора 6, выполняющего вычитание амплитуд одного входного сигнала из другого. Целью калибровки является определение на частоте со> знака разности, полученной в результате вычита-20 ния амплитуд входных сигналов,. т.е, определения каналов, играющих роль уменьшаемого и вычитаемого в разности. Для этого на входы сигналь- ного и опорного каналов индикатора 25 отношений 6 подают через 3 дВ делитель сигнала с частотой ю . Вводят фиксированную величину ослабления последовательно в каждый канал и за тем путем переключения входов индика- 30 тора 6 добиваются положения, чтобы амплитуда сигнала на сигнальном входе вычиталась из амплитуды сигнала на опорном, входе.

Калибровка осуществляется для каж- 3 дого конкретного устройства один раз в процессе сборки и настройки.

Процесе измерения производится в два этапа, На первом этапе, применяя схему 40 измерений, приведенную на фиг,1, "находят разность коэффициентов передачи испытуемого 4 и опорного 5 четырехполюсников с преобразователем частоты. Для этого испытательный сигнал 45

U высокой частоты си от генератора 1 го четырехполюсника 5 с преобразователем частоты

U - 81псО р Uv

2 в которых эти сигналы преобразуются с помощью сигнала Пг генератора

3 со вспомогательной частотой юг

П = U 81пмр

" г где Б — амплитудное значение сигнала U . играющего роль,гетеродина, в сигналы контролируемой промежуточной частоты ы, сигнал U > которой снимается с выхода испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты и опорной промежуточной частоты, также

II равной мз, сигнал U которой снимается с выхода опорйого четырехполюсника 5 с преобразователем частоты.

Преобразование в четырехполюсниках 4 и 5 с преобразователем частоты может происходить как путем сложения,. так и вычитания частот входных сигналов, т.е, отвечать выражению

О)э™1 — ыг

Положим, что в рассматриваемом случае имеет место преобразование вида

Тогда сигнал на выходе испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты имеет вид:

U — К sin(M u3 )t

Ue

5 2 л 1

UwÄ

= — — К S1nuJ t

2 л 3 где U — сигнал на выходе испытуемоI

3 го четырехполюсника 4 с преобразователем частоты;

Н вЂ” его амплитудное значение;

В1

К„- коэффициент передачи испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты, Оигнал на выходе опорного четырехполюсника 5 с преобразователем частоты имеет вид

U - — — Ksin (ы-ы) t

Uw, 3 2 ь г .lU,þí

K Ks s1ln1 (м tt

U э "„з- -"ссзt» э

U з — — sin cc

3 2 3

Кх Kî (B >qB) 5 159 где U - сигнал на выходе опорного (/ з четырехполюсника 5 с преобразователем частоты; его амплитудное значение; коэффициент передачи опор0 но ro че тырехполюсника 5 с преобразователем частоты.

Контролируемый сигнал промежуточной частоты с выхода испытуемого че-:. тырехполюсника 4 с преобразователем частоты подают на сигнальный вход индикатора 6 отношений, а опорный сигнал промежуточной частоты с выхода опорного четырехполюсника 5 с преобразователем частоты подают на опорный вход индикатора 6 отношений, сигнал на входе которого является вы" читаемым по отношению к сигналу на сигнальном входе.

В подавляющем большинстве индикаторов отношений с целью расширения их динамического диапазона измерений амплитуд сигналов осуществляется математическая операция логарифмирования входных сигналов, в этом— случае процесс измерения разности амплитуд входных сигналов описывается математическим выражением !

dA 20 1g — — = 20 1g U -20 1gU

U3

I, г/

И з 3

6278 6 ся обратно вкпю "енным так, что дополнительный сигнал подается на его вьмодной разъем, Такое включе ние воз можно, так как у установившемся режиме р або ты электрические характеристики любого устройства с преобразователем частоты определяются амплитудой сигнала от

10 гетеродина (генератора 3), включение которого на фиг.1 и 2 остается неизменным. При этом устройство с преобразователем частоты (смеситель) относительно входа и выхода представ15 ляет собой линейный обратимый четырехполюсник.

Дополнительный сигнал U> с частотой ос где U - амплитудное значение U3, с помощью делителя 8 делят пополам и подают один U на, опорный четырехполюсник 5 с преобразователем частоты

U ст

U = — — sinu! t

2 э а другой П подают непосредственно на опорньсй вход индикатора 6 отношений

В где U, 45

tv к к

s in >t

I цз где 20 1g — — — десятичный логарифм (I

U > отношения амплитуд напряжения входных сигналов в децибеллах;

4 А — РаЗНОСтЬ КозффИЦИЕНс тов передач испытуемого 4 и опорного 5 четырехполюсников с преобразователем частоты с учетом ее знака.

На втором этапе, применяя схему . измерений, приведенную на фиг.2, находят сумму коэффициентов передач испытуемого 4 и опорного 5 четырехполюсников с преобразователем частоты В этой схеме измерений опорный четырехполюсник 5 с преобразователем частоты включают последовательно с вхОдОм испытуемО гО четьсрехполюсника 4 с преобразователем частоты, При этом опорный четырехполюсник 5 оказываетПосле опорного четырехполюсника

5 с преобразователем частоты сигнал описывается выражением а и U„, U- = K -- — — sin(u+u) ) г х 2 2 3 и

У с

К вЂ” — -- sinu t к 2 с

ljt и U текущее и амплитудное значение сигналов после преобразования в опорном четырехполюснике с преобразователем частоты 4.

После испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты сигнал описывается выражением: сч

Сч Ц щс

U" ю К K sin(v 03)t е

3 x o

1596278

dA+ XA дБ

2 с3А» К К

Кх

45 где 1А

,ЕА

50 где U!> - сигнал на выходе испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоTMJ

К коэффициент передачи испы-!! туемого четырехполюсника

4 с преобразователем час..Ь тоти;

K - коэффициент передачи опорного четырехполюсника 5

r с преобразователем часто-«.! ты, В индикаторе 6 отношений процесс; измерения описывается так же матема,тическим выражением, что и на первом этапе. С учетом того, что после дели-!

-теля 8 амплитуды сигналов U u

U3 равны, с помощью индикатора 6 отношений измеряют сумму коэффициентов передач иснытуемого 4 и опорного 5 четырехполюсников с преобразо" вателем м частоты (! ч

0з

TА 20 48 — - — = 20 18 Уз

U — 2018 " =K„+K, (spa) где ЕА - сумма коэффициентов пере-.. дач испытуемого 4 и опорного 5 четырехполюсников с преобразователем частоты с учетом ее знака.

В результате измерения разности и суммы коэффициентов передачи испытуемого 4 и опорного 5 четырехпрлюсников с преобразователем частоты получают систему уравнений относительно измеряемого коэффициента передачи К „ в виде

2А- Kõ+ Ке х поале решения котррой измеряемый коэффициент передачи К, испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты 4 определяют иэ математического выражения A +XA с учетом знаков слагаемых.

Формула изобретения

Способ определения коэффициентов передачи четырехполюсников с преобразованием частоты, заключакицийся в том, что испытательный сигнал высокой

>частоты преобразуют включенными в пря мом направлении опорным и исследуемым четырехполюсниками и сравнивают ам-.: плитуды их выходных сигналов на nepj5 вой промежуточной частоте, в логарифмическом масштабе путем вычитания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, определяют величину и знак раз20 ности коэффициентов передачи исследуемого и опорного четырехполюсников, вычитая на первой промежуточной частоте амплитуду выходного сигнала опорного четырехполюсника из ампли25 .туды выходного сигнала исследуемого четырехполюсника, формируют дополнительный сигнал, частота которого равна частоте первой промежуточной частоте, и преобразуют его обратновключенным опорным четырехполюсником на вторую промежуточную частоту, равную частоте испытательного сигнала, а затем включенным в прямом направлении исследуемым четырехполюсником на

35 первую промежуточную частоту и, вычитая дополнительный сигнал из этого сигнала, определяют сумму коэффициентов передачи исследуемого и опорного четырехполюсников, а коэффици40 ент передачи исследуемого четырехполюсника определяют по формуле разность коэффициентов передачи исследуемого и опорного четырехполюсников;

- сумма коэффициентов переда. чи исследуемого и опорного чвтырехполюсников.

1596278

Составитель Н,Михалев

Редактор О.Спесивых Техред М.Дидык Корректор Л Латай

Заказ 2908 Тирах 554 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101