Устройство для измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников с преобразованием частоты

 

Изобретение может быть использовано для измерения АЧХ и ФЧХ четырехполюсников, содержащих преобразователь частоты в диапазоне СВЧ. Цель изобретения - расширение области применения - достигается за счет обеспечения измерения характеристик четырехполюсников с преобразованием частоты в широком СВЧ-диапазоне промежуточных частот. Для этого в устройство, содержащее генераторы 1 и 2 качающейся частоты, блок 3 управления, испытуемый четырехполюсник 5 с преобразованием частоты, смесители 6 и 7 фазовой автоподстройки частоты /ФАПЧ/, фазовые детекторы 8 и 13, опорный генератор 9, смесители 14, 15 промежуточной частоты измерительного канала и опорного канала соответственно, индикатор 19, введены смесители 10 и 12 ФАПЧ, переключатели, 11 и 16, индикатор 17 мощности, вспомогательный генератор 18 и генератор 4 качающейся частоты. 1 ил.

сОюз сОВетских социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

„.SUÄ 1599811 щ) G 01 R 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстБенный кОмитет пО изОБРетениям и 07НРытиям пРи гкнт сссР

1 (21) 4615409/24-21 (22) 05. 12. 88 (46) 15.10.90.Бюл. Ф 38 (72) К. С. Коротков (53) 621. 61 7. 75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И"- 1075195, кл. G 01 R 27/28, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 918390, кл. G 01 R 27/28, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ И ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЖСНИКОВ С ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение может быть использовано для измерения АЧХ и ФЧХ четырехполюсников, содержащих преобразователь частоты в диапазоне СВЧ.Цель изобретения — расширение области при2 менения — достигается путем обеспечения измерения характеристик четырехполюсников с преобразованием частоты в широком СВЧ-диапазоне промежуточных частот. Для этого в устройство, содержащее генераторы l и 2 качающейся частоты, блок 3 управления, испытуемый четырехполюсник 5 с преобразованием частоты, смесители 6 и

7 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), фазовые детекторы 8 и 13 опорный генератор 9,смесители 14,15 промежуточной частоты измерительного канала и опорного канала соответственно, индикатор 19, введены смесители 10 и 12 ФАПЧ, переключатели 11 и 16, индикатор 17 мощности,вспомо-, гательный генератор 18 и генератор

4 качающейся частоты. 1 ил.

1599811

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерений амплитудночастотных и фазочастотных характерис5 тик четырехполюсников, содержащих преобразователь частоты (смесит ель), в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ).

Целью изобретения является расширение области применения путем обеспечения измерения характеристик устройств с преобразованием частоты в широком СВЧ-диапазоне промежуточных частот.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 генераторы качающейся частоты, управляющие входы которых подключены к выходу блока 3 управления, третий генератор 4 качающейся частоты, испытуемый четырехполюсник 5,пос.ледовательно соединенные первый смеситель 6 фазовой автоматической под- 25 стройки частоты (ФАПЧ), второй смеситель 7 ФАПЧ, первый фазовый детектор

8 и опорный генератор 9, последовательно соединенные третий смеситель

10 ФАПЧ, первый переключатель 11, четвертый смеситель 12 ФАПЧ и второй фазовый детектор 13, смеситель 14 промежуточной частоты измерительного канала, смеситель 15 промежуточной частоты опорного канала,последовательно соедиенные второй переключатель 16 и индикатор 17 мощности, а также вспомогательньп генератор 18 и индикатор 19, входы которого подключены к выходам смесителей 14 и.15. 411

Устройство работает следуюцим образом.

Сигнал от первого генератора 1 качающейся частоты подается одно временно на первые (сигнальные) входы испытуемого четырехполюсника 5 с преобразованием частоты и первого смесителя 6 ФАПЧ, где смешивается путем сложения с сигналами от второго re" нератора 2 кач ающей ся частоты, поступающими на вторые (гетеродинные) их входы. Сигналы суммарной первой промежуточной частоты, лежащие в диапазоне СВЧ, с выхода испытуемого четырехполюсника 5 с преобразованием частоты и первого смесителя 6 ФАПЧ подаются на первые входы смесителей промежуточной частоты соответственно измерительного 14 и опорного 15 каналов, где смешиваются путем вычитания частот с сигналами от третьего генератора 4 качающейся частоты, используемыми в качестве гетеродинных, подаваемых на их вторые входы.Сигналы разностной низкой постоянной промежуточной частоты с выходов смесителей промежуточной частоты измерительного 14 и опорного 15 каналов подаются на входы соответственно измерительного и опорного каналов индикатора 19, который представляет собой амплитудно -фазовьм индикатор отношений сигналов на его входах. Результат сравнения амплитуд сигналов на входах индикатора 19 и разности фаз этих сигналов отображается на его цифровых табло и экране электроннолучевой трубки, развертка которого производится пилообразным напряжением от блока 3 управления, подаваемым на третий вход йндикатора 19.

Таким образом, с помощью индикатора

19 можно наблюдать неравномерность

АЧХ и нелинейность ФЧХ испытуемого четырехполюсника 5 с преобразованием частоты.

Отсчет абсолютного значения модуля и относительного значения Лазы коэффициентов передачи испытуемого четырехполюсника 5 с преобразованием частоты в любой точке его АЧХ и

ФЧХ производится раздельно в индикаторе 19 с помощью частотной метки, наблюдаемой на экране, которая устанавливается вручную в любую точку этих характеристик. Значение модуля и фазы коэффициента передачи отсчитывается автоматически в точке установки метки. Частотные метки вырабатываются в блоке 3 управления путем сравнения пилообразного напряжения развертки, пропорционального частоте настройки первого генератора 1 качающейся частоты, и постоянного напряжения, величина которого меняется вручную от стабильного источника. Вследствие этого величина постоянного напряжения пропорциональна частоте в точке установки метки на экране индикатора 19.

Часть сигналов СВЧ первой и промежуточной частоты с выхода первого смесителя 6 ФАПЧ подается на первый вход второго смесителя 7 ФАПЧ, где смешивается с частотой сигнала от третьего генератора 4 качающейся частоты, поступающего на второй вход

15998!1 этого смесителя. Сигнал разчостной промежуточной частоты с выхода второго смесителя 7 ФАПЧ подается на первый вход первого фазового детектора

8, на второй вход которого поступает

S сигнал с одного из выходов генератора 9 опорных частот (величиной, например, 10 МГц) . Результат сравнения этих сигналов в виде управляющего напряжения с выхода первого фазового детектора 3 поступает на управляющий вход третьего генератора 4 качающейся частоты, управляя его час- тотой так, что она с точностью до фазы следит за величиной первой переменной СВЧ промежуточной частоты, образующейся на выходе первого смесителя 6 ФАПЧ и отличающейся от нее на величину, равную частоте сигналов 20 опорного генератора 9 в любой частотной точке.

Устройство может работать в двух режимах. В первом режиме первый генератор 1 качающейся частоты свипирует 25 относительно второго генератора 2, установленного в частотной точке.При этом часть сигналов от второго генератора 2 с помощью первого переключателя 11 подается на первый вход 30 четвертого смесителя 12 ФАПЧ, где смешивается с сигналами от вспомогательного генератора 18, поступающими на второй вход этого смесителя, Сигнал разностной частоты с выхода четвертого смесителя 12 ФАПЧ подается на

35 один из входов второго фазового детектора 13, на другой вход которого поступает сигнал от опорного генератора 9. Результат сравнения частот этих сигналов в виде управляющего напряжения с выхода второго фазового детектора 13 управляет частотой второго генератора 2 качающейся частоты так, что она поддерживается постоянной в процессе работы, Величина этой частоты стабилизируется частотой сигналов от вспомогательного генератора 18, представляюшего собой генератор гармоник и имеющего соб ственную шкалу настройки, по которой определяется частота его сигналов, лежащая в диапазоне СВЧ и равная частоте настройки второго генератора 2.

Во втором режиме первый 1 и второй 2 генераторы перестраиваются (свипируют) синхронно, каждый в заданном диапазоне частот, но так, что разность частот. между ними остается постоянной. При этом с выхода испытуемого четырехполюсника 5 с преобразованием частоты как и в первом режиме снимается сигнал переменной первой СВЧ промежуточной частоты. Стабильность сижсронного свипирования первого 1 и второго 2 генера- . торов качающейся частоты поддерживается следующим образом. Часть их сигналов подается на соответствующие входы третьего смесителя 10 ФАПЧ, с выхода которого преобразованный сигнал разностной частоты с помощью первого переключателя II (положение

I) поступает на первый вход четвертого смесителя 12 ФАПЧ, где смешивается с сигналами вспомогательного генератора 13, подаваемыми на второй вход этого смесителя.

Сигнал разностной постоянной в процессе свипирования промежуточной частоты с выхода четвертого смесителя 12 ФАПЧ подается на первый вход второго фазового детектора 13, на второй вход которого поступает сигнал от низкочастотного опорного генератора 9. Результат сравнения этих сигналов в виде управляющего напряжения управляет работой второго генератора 2 качающейся частоты так, что в процессе синхронного свипирования первого 1 и второго 2 генераторов разность их частот поддерживается постоянной.

Постоянная в процессе свипирования частота сигналов с выхода третьего смесителя 10 ФЛПЧ, получаемая как разность между частотами сигналов от первого 1 и второго 2 генераторов, существенно облегчает работу системы ФАПЧ в этом режиме. Например, если первый генератор 1 свипирует н диапазоне 8000-9000 МГц, а второй генератор 2 синхронно с ним свипирует в диапазоне 1000-2000 ИГц, то разностная частота между ними будет постоянной и равной 7000 МГц, в то время как суммарная первая СВЧ промежуточная частота на выходе испытуемого четырехполюсника 5 с преобразованием частоты лежит в диапазоне 9000—

11000 ИГц, Уравнивание сигналов про-: изводится с помощью индикатора 17 мощности, попеременно подключаемого с помощью второго переключателя 16 к входаМ испытуемого четырехполюсника 5 с преобразованием частоты (поло1599811 жение I переключателя 16) и смесителя 15 промежуточной частоты опорного канала (положение II переключателя 16).

Режим уравнения соответствует случаю "идеального" смесителя, у которого коэффициент передачи равен едини— це. Уравнивание может быть произведено в любой частотной точке. После уравнивания сигналов индикатор 19 по, казывает истинное значение коэАйици10 ента передачи испытуемого четырех-полюсника 5 с преобразованием частоты.

Формула изобретения ихалев

I1Ûк

Корректор В.Гирняк

Заказ 3141 Тираж 554 Подписное

ВНИИПИ Государствечного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Устройство для измерения ампли20 тудно-частотных и фаэочастотных характеристик четырехполюсников с преобразованием частоты, содержащее два генератора качающейся частоты, управляющие входы которых соединены с выходом блока управления, выход первого генератора качающейся частоты соединен с первым входами испытуемого четырехполюсника с преобразованием частоты и первого смесителя фаэовой автоподстрайки частоты, выход которого соединен с первым входом смесителя промежуточной частоты опорного канала и первым входом второго смесителя фазовой автоподстройки частоты; выход которого соединен с первым входом первого фазового детектора, второй вход которого соединен с одним из выходов опорного генератора, другой выход которого соединен с первым входом второго фазового де40 тектора, выход которого соединен с другим входом управления второго генератора качающейся частоты, выход которого соединен с вторыми входами первого смесителя фазовой автоподст45 ройки .частоты и испытуемого четырехполюсника с преобразованием частоты, выход которого через смеситель промежуточной частоты измерительного канала соединен с одним из входов индиСоставитель M

Редактор A.Ëåæíèíà Техред JI.Олий катора, другой вход которого соединен с выходом смесителя промежуточной частоты опорного канала, а третий вход индикатора соединен с выходом блока управления, о т л и— ч а ю щ- е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения измерения характеристик устройств с преобразованием частоты в широком СВЧ-диапазоне промежуточных частот, в него дополнительно введены третий генератор качающейся частоты, третий и четвертый смесители фазовой автоподстройки частоты, первый и второй переключатели,индикатор мощности и вспомогательный генератор, при этом выход первого генератора качающейся частоты соединен с одним из неподвижных контактов второго переключателя и первым входом третьего смесителя фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен с первым неподвижным. контактом первого переключателя, подвижный контакт которого через четвертый смеситель фазовой автоподстройки частоты соединен с вторым входом второго фазового детектора, второй вход четвертого смесителя фазовой автоподстройки частоты соединен с выходом вспомогательного генератора, выход второго генератора качающейся частоты соединен с вторым входом третьего смесителя Ьазовой автоподстройки частоты и вторым неподвижным контактом первого переключателя,выход третьего генератора качающейся частоты соединен с вторыми входами второго смесителя базовой автоподстройки частоты и смесителей промежуточной частоты измерительного и опорного каналов, а вход управления третьего генератора качающейся частоты соединен с выходом первого Фазового детектора, вход индикатора мощ- ности соединен с подвижным контактом второго переключателя, второй неподвижный контакт которого соединен с выходом первого смесителя фазовой автоподстройки частоты,