Радиоимпульсный амплифазометр
Использование: в измерительной технике, а именно в измерителях комплексных параметров импульсных СВЧ-цепей и сигналов. Сущность изобретения: радиоимпульсный фазометр содержит генератор 1 импульсных СВЧ сигналов, синфазные делители 2, 9, исследуемое устройство 3, направленный ответвитель 4, согласованную нагрузку 5, аттенюатор 6, фазовращатель 7, квадратурные ответвители 8, 10, 11, пять детекторов 13 17, пять усилителей 18 22, пять аналого-цифровых преобразователей 24 27, 28, пять регистров 30 34, формирователь импульсов 12, устройство синхронизации 23, дешифратор адреса 29, вычислительно-индикаторный блок 35. 1-2-3-6-7-9-11-17-22- 28-34-35, 2-4-8-10-15-20-26-32-35, 4-13-18-24-30-35, 8-11-16-21-27-33-35, 9-10-14-19-25-31-35, 8-5, 18-12-23-29-35, 23-24, 23-25, 23-26, 23-27, 23-28, 29-30, 29-31, 29-32, 29-33, 29-34, 35-23. 1 ил.
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в измерителях комплексных параметров импульсных СВЧ-цепей и сигналов.
Цель изобретения заключается в увеличении точности измерений. Радиоимпульсный фазометр содержит генератор 1 импульсных СВЧ-сигналов, синфазные делители 2 и 9, исследуемое устройство 3, направленный ответвитель 4, согласованную нагрузку 5, аттенюатор 6, фазовращатель 7, квадратурные ответвители 8, 10, 11, детекторы 13-17, усилители 18-22, аналого-цифровые преобразователи 24-28, регистры 30-34, формирователь импульсов 12, устройство синхронизации 23, дешифратор адреса 29 и вычислительно-индикаторный блок 35, который, в свою очередь, содержит: процессор, ОЗУ, ПЗУ, индикатор, переднюю панель, интерфейс индикатора, интерфейс передней панели, шину данных, шину адреса, шину управления с соответствующими стандартной архитектуре микроЭВМ функциональными взаимосвязями (см. чертеж). Радиоимпульсный амплифазометр работает следующим образом. С выхода генератора 1 радиоимпульсные сигналы поступают на вход делителя 2. С одного выхода делителя 2 сигнал поступает на вход исследуемого устройства 3, а с другого выхода на вход ответвителя 4. Измерительный сигнал с выхода исследуемого устройства 3 через последовательно соединенные аттенюатор 6 и фазовращатель 7 поступает на вход делителя 9. Опорный сигнал с выхода ответвителя 4 поступает на первый вход квадратурного ответвителя 8, второй вход которого нагружен на согласованную нагрузку 5. На входах детекторов 14-17 опорный и измерительный сигналы суммируются, причем благодаря делителю 9 и квадратурным ответвителям 8, 10, 11, суммирование происходит с дополнительными фазовыми сдвигами, приблизительно равными 180о, 0о, -90о, +90о соответственно. Опорный сигнал, ответвленный ответвителем 4 поступает на вход детектора 13. Продетектированные в детекторах 13-17 сигналы представляют собой видеоимпульсы, которые поступают на входы усилителей 18-22 соответственно, напряжения на выходах которых с учетом квадратичности характеристик детекторов соответственно равны: Po= U (1) Pi= U+, (2) где U комплексная амплитуда сигнала на выходе генератора 1; i комплексные коэффициенты передачи (ККП) цепей: генератор 1 усилители 18-22, минуя измеряемое устройство 3; i ККП цепей: генератор 1 усилители 18-22, проходя измеряемое устройство 3; ККП аттенюатора 6, фазовращателя 7, исследуемого устройства 3 соответственно. Величины, определяемые равенствами (1) и (2), преобразуются в АЦП 24-28 в цифровой код и заносятся в регистры 30, 31-34. С выхода усилителя 18 опорного сигнала видеоимпульс поступает на вход формирователя 12 импульса синхронизации. Нужный момент отсчета относительно переднего фронта радиоимпульса обеспечивается задержкой синхроимпульса в устройстве 23 синхронизации. Величина задержки определяется оператором через вычислительно-индикаторный блок 35. Цифровой код, величина которого равна требуемой задержке, по шине данных вычислительно-индикаторного блока 35 поступает на входы данных устройства 23 синхронизации. Цифровые сигналы с выходов регистров 30-34 по сигналам с дешифратора 29 адреса заносятся в оперативное запоминающее устройство вычислительно-индикаторного блока 35 по его шине данных. Адресные входы дешифратора 29 адреса соединены с шиной адреса вычислительно-индикаторного блока 35, а управляющие к шине управления. Сначала из амплифазометра устраняют измеряемое устройство 3. При этом ККП последнего равен Кх 1. Затем с помощью аттенюатора 6 и фазовращателя 7 последовательно устанавливают не менее четырех значений ослабления и фазового сдвига. Оптимальным, с точки зрения соотношения объема работ, производимых оператором и точностью калибровки амплифазометра, можно считать использование пяти амплитудно-фазовых соотношений (): ()1=0 аттенюатор 6 вносит бесконечное ослабление, фазовращатель 7 в произвольном положении; ()2= 1, ()3= e ()4= ei, ()5= e аттенюатор 6 вносит нулевое ослабление, а фазовращатель 7 находится в положениях, при которых он вносит фазовые сдвиги, равные 0о, 90о, 180о, 270о, соответственно. После окончания калибровочных операций вычислительно-индикаторный блок 35 производит вычисление коэффициентов Аi, Вi путем решения систем линейных уравнений: Ao+A+A+A=Re()m (3) Bo+B+B+ B= Im()m (4) где m 1,2,3,4,5 номер установки фазовращателя 7 и аттенюатора 6. Далее аттенюатор 6 и фазовращатель 7 устанавливают в положения, при которых они вносят нулевое ослабление и фазовый сдвиг (= 1), а в схему включается измеряемое устройство 3. Амплитуды видеосигналов на выходах усилителей 18-22 становятся равными:PoU|2o|2 (5)
Pi= U+. (6)
Эти сигналы преобразуются в цифровой код и заносятся по шине данных в ОЗУ вычислительно-индикаторного блока 35. На заключительном этапе в нем производится вычисление величин
X= Re Ao+A + A + A (7)
Y= IBo+B + B + B (8)
x arctg Y/x (9)
Kx= (10) после чего искомые аргументы ух и модуль Кх выводятся на индикатор вычислительно-индикаторного блока 35 и считываются оператором. Увеличение точности достигнуто оптимальной обработкой опорного и измерительного сигналов, позволяющей минимизировать влияние на точность конечного результата ошибок измерений мощности их суммарных сигналов.
Формула изобретения