Устройство для измерения неравномерности амплитудно- частотной характеристики четырехполюсника
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик!
>993158 ф. (61) Дополнительное к авт.,сеид-ву— (22) Заявлено 140881 (21) 3332009/18-21 (51) М. Кл.з с присоединением заявки ¹G 01 R 27/28
Тосударственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
Опубликовано 30.0183. Бюллетень ¹ 4
Дата опубликования описания 300183 ($3) УДК 621.317 .757(088.8) (72) Автор изобретения г
A В.Зенькович
Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.A.À.Æäàíîâà (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ
АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА
Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения малых значений неравномерности амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) фильтров радиоприемной и радиопередающей аппаратуры.
Известно устройство для измерения. неравномерсти АЧХ, содержащее генератор качающейся частоты, ампли тудный детектор, осциллограф и измеритель коэффициента модуляции (1).
Недостатком устройства является низкая точность измерений из-за наличия собственной неравномерности АЧХ устройства.
Известен также измеритель частотных погрешностей делителей напряжения, содержащий два перестраиваемых по частоте генератора, амплитудный модулятор, четыре"переключателя, согласующий каскад, фильтры низкой и высокой частот, смеситель, усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор, интегратор, нуль-индикатор, генератор сигналов коммутации и измеритель длительности импульсов (2 ).
Недостатком известного измерителя является низкая точность измерений в широком диапазоне частот четырехполюсник а.
Цель изобретения — повышение точности измерений.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения неравномерности АЧХ че ырехполюсни- ка, содержащее два перестраиваемых по частоте генератора, генератор модулирующего напряжения, амплитудный модулятор, одним из входов соединенный с выходом первого перестраиваемого по частоте генератора, а выхо-:: дом — с первым входным зажимом устройства, смеситель, один иэ входов которого соединен с выходом второго перестраиваемого по частоте генератора, а выход смесителя через последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты и амплитудный детектор подключен к входу индикатора, введены два канала регулировки амплитуд и фаз модулирующего напряжения и последовательно соединенные усилитель-ограничитель, частотный детектор и анализатор гармоник, при этом вход упомянутого смесителя соединен с вторым входным зажимом устройства, выход усилителя промежуточной частоты подключен к входу
993158 усилителя-ограничителя, выход гене.ратора модулирующего напряжения соединен с. управляющими входами первого перестраиваемого по частоте генератора и индикатора и с входами каналов регулировки амплитуд и фаз моду- 5 лирующего напряжения, выход первого иэ которых подключен к первому входу амплитудного модулятора, а выход второго канала - к.управляющему входу второго перестраиваемого по частоте генератора.
При этом каналы регулировки амплитуд и фаз модулирующего напряже ния выполнены в виде последовательно соединенных формирователя гармоник, регулятора амплитуды и фаэовращателя. на чертеже приведена структурная схема устройства.
Устройство содержит первый перестраиваемый по частоте генератор 1, амплитудный модулятор 2, измеряемый четырехполюсник 3, смеситель 4, генератор 5 модулирующего напряжения, пер вый низкочастотный фазовращатель 6, второй перестраиваемый по частоте генератор 7, усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 8, первый формирователь
9 гармоник, первый регулятор 10 амплитуды, второй низкочастотный фазовращатель 11, усилитель-ограничитель
3.2, вторые формирователь 13 гармоник и регулятор 14 амплитуды, амплитуд,ный детектор 15, частотный детектор
16, индикатор (осциллографический)
17, анализатор 18 гармоник, два канала 19 и 20 регулировки амплитуд и 35 фаэ модулирующего напряжения и два
l входных зажима 21 и 22.
Устройство работает в двух режимах: калибровки и измерения.
В режиме. калибровки входные зажи- 4О мы 21 и 22 соединяются между собой.
С выхода амплитудного модулятора 2 напряжение U2 поступает на первый вход смесителя 4, а на его второй вход поступает напряжение U с выхода второго перестраиваемого по частоте генератора 7.
Напряжение 0 формируется амплитудным модулятором 2 из сигнала первого перестраиваемого по частоте генератора 1.
Учитывая нелинейность закона изменения частоты генератора при модуляции гармоническим сигналом с частотой и его паразитную амплитудную модуляцию, выходное напряжение генератора
1 может быть представлено выражением:
CO ДЩ
U<= „(<+ nl„s n {h@<+ п)j5in jib 4 " соз Я1-, ДШ - Е: „ " сов {РЯ +)д„). где Е. — амплитуда напряжения;
m - парциальные значения коэф nfl фициентов амплитудной модуляции; 65 о - центральное значение частоты испытательного напряжения; сА„,В„ -.парциальные значения началь,ных фаз;
b n - — 11,, 22..... . п оoр я д к оoв bыlй номер.. С помощью формирователя 9 гармоник, регулятора 10 амплитуды и фаэовращателя б в амплитудном модуляторе 2 производится преобразование напряжения U< a амплитудно-модулированное колебание П2, имеющее следующий виц: 0 =е !.1+) щ sin{kg,6+ой )+ C. m sin« Й 2 п1 10 n1 RA ЬЮ ДЮ„ х(ПЯФ+) )JSin(Ш 4- СО5Я1" E СОЗх rl О Я м2 ба «(п + pÄ)), где m — ларциальные значения. коэф.фициентов амплитудной моду ляции, модулятор 2; парциальные значения начальных фаз модулирующих напряжений. Выходное напряжение генератора 7 аналогично сигналу U и имеет следующий вид Дм О -е Г п яп(|Я%-«)1В n(vt- cos 3 nq "зп Я 00 ДЯ «{Я+ ;и)- Е: " соэ(дЯ +р.„), n""2 и Я где ш„-отличается от ыо на значение промежуточной частоты дш2,уд2„= парциальные значения девиации частоты; ) - )»„ йачальйые фазы, устанавливаемые регулятором 14 амплитуды и фазовращателем 11. Выходное напряжение U< смеситепя 4 с промежуточной частотой ело- ш„через УПЧ 8 и ограничитель 12 поступает на частотный детектор 16. Выходное напряжение частотного детектора U, пропорциональное разности девиаций частот генераторов 1 и 7, имеет вид U -S дш s С помощью регулятора 14 амплитуды и фазовращателя 11 девиации частот b 2 hM2n H фазы р",Ссп поочеред но регулируются до обращения в нуль амплитуд отдельных составляющих на выходе частотного детектора, контролируемых по анализатору 20 гармоник. Последний поочередно настраивается на частоты Q, 2Q, ЗЯ и т.д. После указанной регулировки напряжение промежуточной частоты на выходе смесителя не содержит частотной модуляции, т.е. имеет постоянную частоту. Режим преобразования частоты для 993158 Формула изобретения 1. Устройство для измерения Неравномерности амплитудно-частотной характеристики четырехполюсника, содер, жащее два перестраиваемах по чаототе генератора, генератор модулирукщего . напряжения., амплитудный модулятор, одним из входов соединенный с выходом первого перестраиваемого по частоте 55 генеРатора, а выходом - с первым входным зажимом устройства, смеситель, один из входов которого соединен с выходом второго перестраиваемого по частоте генератора, а выход смесителя через последовательно соединенные О усилитель промежуточной частоты и амплитудный детектор подключен к входу индикатора, отлич ающее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два ка65 нала Регулировки амплитуд и фаз сигнального напряжения U< выбирается линейным, для чего выбирается Е> (< Е где Е и Š— амплитуды напряжений сигнала и гетеродина.„ В этом случаеамплитудная модуляция сигнала линейно переносится на промежуточную частоту. Одновременно в смесителе 13 выбирается достаточно большой амплитуда гетеродинного напряжения Е, так чтобы подавить амплитудную модуляцию гетеродинного напряжения. После компенсации частотной модуляции и подавления амплитудной модуляции гетеродинного напряжения U> напряжение промежуточной частоты О, имеет вид CO СО .Г О =е (<+Em< вп(пЯны )+ т „Йпж + в=1 а=1 х(пя1+у .))cos(è ы„)Ф ° Это напряжение усиливается УПЧ. Навыходе амплитудного детектора 15 получается напряжение, имеющее вид 0 =е (Е m в п(оЯФ+а )+} т рь(бка „Ц Анализатор гармоник подключается к выходу амплитудного детектора и настраивается на частотуй . С помощЬй регулятора 10 амплитуды и фазовращателя 6 амплитуда в2, И фаза у., регу лируются до обрщения в нуль показаний анализатора, т.е. когда будут выполнены условия ю . =.в и 4„=7t + . При этом составляющая паразитной АМ с частотой .Я генератора 1 полностью компенсируется огибакщей амплитудиай модуляцией модулятора 2. Аналогично . осуществляется компенсация на частотах 2 Я, ЗЯ и т.д. После указанной компенсации напряжение на выходе амплитудного модулятора 2 не содержитамплитудной модуляции и имеет следующий вид ДЮ М Q = f з1п (ы t- — созЯФ,- а соз 2 2 (о Я р пЯ K(nay+lb)j В режиме измерения к входным за;жимам 21 и 22 подключается измеряемый четырехполюсник 3. На его вход поступает испытательное напряжение Ug. Амплитудная модуляция e(t) на :выходе четырехполюсника свидетельствует о неравномерности его АЧХ. На- пряжение на выходе четырехполюсника: имеет вид: М ДЫ 4П 0 =E (t+ (tl)sf мо4,- — c0skt-с соз» 1 1 о=2 OD «(nm p„)+Е: " оз am+Å„ . Здесь последняя сумма, входящая в закон изменения фазы„ учитывает иска/.жения закона изменения фазы (частохтф внесенные четырехполюсником. С помощью формирователя 13 гармоник,регу лятора 14 амплитуды, фазовращателя 11 и генератора 7 производится ком5 пенсация частбтной модуляции напряжения U>. Контроль производится по анализатору гармоник, подключенного к выходу частотного детектора. Мето дика компенсации аналогична изложенщ ной выше. После компенсации напряжение разностной промежуточной частош на выходе смесителя 4 запишется в виде Б, = Е4 (1 + m(t)3 соз(ыо-щ„)й, I а на выходе амплитудного детектора 15 ОЬ = ЕЬ m(t) I напряжение U< характеризует неравномерность АЧХ, четырехполюсника и отображается на экране осциллографического индикатора. Устройством обеспечивается компенсация сопутствующей паразитной ампли)тудной модуляции генераторов 1 и 7> компенсация частотной модуляции перед амплитудным детектированием детектирование после усиления на постоянЗО ной низкой промежуточной частоте. Все это позволяет уменьшить собст.венную неравномерность АЧХ измерительного устройства. Результаты экспериментальной про35 верки показали, что в предлагаемом устройстве вожможность получения разрешающей способности измерения ° (собственной неравномерности АЧХ1. не менее 0,1Ъ, что примерно в 10 раз 40 лучше,чем в отечественных и зарубежных измерйтелях АЧХ, а возможность измерения малой неравномерности около 0 ° 6В. 993158 Составитель Л. Муранов Редактор A. Фролова Техред d.Håöå Корректор О. Билак Заказ 448/60 Тираж 708 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж-35, Рау ская наб., д. -4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 модулирующего напряжения и последовательно соединенные усилительограничитель, частотный детектор и анализатор гармоник, при этом вход упомянутого смесителя соединен с вторым входным зажимом устройства, выход усилителя промежуточной частоты подключен к входу усилителяограничителя, выход генератора модулирующего напряжения соединен с управляющими входами первого перестраиваемого по частоте генератора и индикатора и с входами каналов регулировки амплитуд и фаз модулирующего напряжения, выход первого из которых подключен к. второму входу амплитудного модулятора, а выход второго канала — к управляющему входу второго перестраиваемого по частоте генератора. 2. Устройство по п ° 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,. каналы 5 регулировки амплитуд и фаз модулирующего напряжения выполнены в виде последовательно соединенных формирователя гармоник, регулятора амплитуды и фазовращателя. 10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 129251, кл. G 01 R 23/20, 1959. 2. Авторское свидетельство СССР Р 654915, кл. G- 01 R 27/02, 1977 (прототип),.
