Калибратор фазы Советский патент 1983 года по МПК G01R25/04 

to vj

О5. 4 Изобретение относится к электро радиоизмерениям и может быть использовано для построения широкоди пазонных калибраторов фазы, предна наченных для оценки погрешностей ф зометров, обусловленных гармоничес кими помехами, присутствующими во входном сигнсше, в том числе с час тотами, кратными частоте сигнала. Известен измерительный двухканальный цифровой синтезатор частот функциональный генератор, выполняю щий также функции калибратора и содержащий последовательно соединенные в первом канале регистр частоты, накапливающийСумматор с подключенным к нему генератором та товых импульсов, постоянное запоми нающее устройство (.ПЗУ), цифроаналоговый преобразователь и фильтр нижних частот, во втором канале ре гистр фазового сдвига, сумматор, постоянное запоминающее устройст-. во, цифроаналоговый преобразова- j тель и фильтр нижних частот, а так же регистр коэффициента заполнения и связанный с ним преобразователь кода в интервал времени, второй вход которого и второй вход сумматора подключены к выходу накаплива1 щего сумматора. Регистры частоты,. фазового сдвига и коэффициента заполнения управляются соответствующими кодами от устройства управления, не показанного на упрощенной .структурной схеме генератора Cl. . Однако в данном генераторе-калиб раторе фазы отсутствует -возможность формирования испытательного сигнала в виде суммы гармонического сигнала и помехи с регулируемыми частотными, амплитудными и фазовыми соотношениями между ними, что не позволяет использовать его для комплексной поверки фазометров Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является калибратор фазы содержащий блок индикации, блок управления, формирователь тактовых импульсов, формирователь кодов и два идентичных канала- опорный и установочный, содержащих последовательно соединенны пересчетный блок, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот и аттенюатор, причем выходы формирователя- тактовых импульсов и формирователя кодов соединены соответственно с первыми и вторыми входами пересчетных блоков обоих каналов, а выходы- блока управления соединены с управляющими входами всех блоков, выходы аттенюаторов являются выходами устройства 2. Указанный калибратор фазы отличается высокой точностью задания фазового сдвига в широком диапазоне частот, высокой степенью автоматиэации измерений, возможностью работы от внешнего опорного генератор1а. Однако он также не обеспечивает возможности поверки фазометров по составлякадим погрешности, обусловленным влиянием гармонических помех, присутствующих во входном сигнале с произвольными (регулирующими) фазовыми, частотными и амплитудными соотношениями между ними. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности определения погрешности фазометров, обусловленной гармоническими помехами. Поставленная цель достигается тем, что в калибратор фазы, содержащий блок индикации, блок управления , формирователь тактовых импульсов, формирователь кодов и два идентичных канала - опорный и установочный, содержащих последоват :льно соединенные пёресчетный блок, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот и аттенюатор, причем .выход Формирователя кодов, соединен с вторыми входами пересчетных блоков обоих каналов, а выходы блока управления соединены с управляющими входами всех блоков, выходы аттенюаторов соединены с выходными клеммами калибратора, в него введены аналоговый сумматор и два синтезатора частоты, соединенные первыми входами с выходом формирователя тактовых импульсов, вторыми входами с дополнительными выходами блока управления, выходы синтезаторов частоты соединены с первыми входами пересчетных блоков соответственно опорного и установочного каналов, входы аналогового сумматора соединены с выходами аттенюаторов обоих каналов, выход аналогового сумматора соединен с выходной клеммой устройства. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого калибратора. Калибратор фазы содержит блок 1 индикации, блок 2 управления, фор-, мироватёль 3 тактовых импульсов,формирователь 4 кодов, синтезаторы 5 и б частоты и опорный 7 и установочный 8 каналы, включающие в себя последо-вательно соединенные пересчетные блоки 9 и 10, цифроаналоговые преобразователи 11 и 12, фильтры 13 и 14 нижних частот, аттенюаторы 1-5 и 16, а также аналоговый сумматор 17, соединенный с аттенюаторами 15 и 16. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим работу калибратора в режиме поверки фазометра по основной погрешности. В этом случае, поверяемый фазометр подключается к выходам аттенюаторов 15 и 16. С блока 2 управления выдаются команды (вручную или программным .путем, задающие частоту сигналов, знак и значение приращения фазового сдвига, уровни выходных сигналов.. Команда установк частоты сигналов поступает на .форми рователь 3 тактовых импульсов и синтезаторы 5 и 6 частоты, устанавливая необходимую и равную для обои каналов частоту, выходных сигналов калибратора фазы,а также на фильтры 13 и 14 нижнихчастот, устанавливая необходимую постоянную времени этих фильтров. Команда установки приращения фазового сдвига поступает в формирователь 4 кодов, где формируется код, соответствующий требует мому приращению фазового сдвига. Этот код в зависимости от нужного знака переписывается по команде блока 2 управления с пересчетный блок 9 или 10 опорного или установочного каналов. Под действием блока управления осуществляется также начальный сброс пересчетных блоков 9 и 10 Команды установки уровней выходных сигналов поступают на аттенюаторы 15 и 16 и задают требуемые значения их ослабления.

Блок 1 цифровой индикации индици рует значение частоты и фазы выходных сигналов по кЬмандс1м блока 2 .управления. Задание необходимого приращения фазового сдвига в данном устройстве осуществляется путем управления начальными кодовьами состояниями многоразрядных быстродействующих пересчетных схем (блоков ) 9 и 10. Синтез выходных гармонических сигналов выполняется цифровым способом с помощью цифроаналоговых преобразователей 11 и 12 путем их ступенчатсЛ аппроксимации с равномерным шагом квантования по времени и последующей аналоговой фильтрации ступенчатого сигнала достаточно широкополосными фильтрами 13 и 14 нижних частот.

Для определения погрешности, обусловленной гармоническими помехами, в том числе с частотами, кратными частоте сигнала (высши1 ш гармониками), поверяе «й фазометр . подключается к выходам аттенюатора 15 опорного канала и аналогового сумматора 17. В этом режиме в ftaHaлах калибратора фазы формируются выходные сигналы, имеющие разл 1чные частоты, причем в опорном -каисше 7 формируется гармоническое колебание с частотой It , соответствующее полезному ( неискаженному сигналу, а в установочном-канале 8 - колебание с частотой Рд , соответствующее гармонической помбхе. При ,i это колебание можно рассматрр:рать .как УИ -ю гармонику полезного сигнала. Значение частот F и F задаются формирователем 3 тактовых импульсов и синтезаторами 5 и б частоты по командам с блока. 2 управления. Амплитуда и фаза гармонической помехи и полезного сигнала также могут управляться с помощью блока 2 управления путем изменения коэффициентов ослабления аттенюаторов 15 и 16 и начального кода пересчетных блоков 9 и 10,,принимая необходимые калиброванные значения.

Выходные сигналы установочного и опорного каналов поступают на входы аналоговогосумматора 17, на выходе которого формируется сложный испытательный сигнал, представляющий собой сумму полезного сигнала и гармонической помехи, с частотами , находящимися в произвольном или кратном соотношении. Этот сигнал поступает на первый вход поверяемого фазометра. На второй вход поступает неискаженный (полезный) сигнал с выхода опорного канала 7. .Изменяя частоту помехи, ее амплитуду и фазу, можно оценить соответствующую погрешность фазометра и тем самым его фильтрующие свойства и помехоустойчивость. Точность оценки определяется точностью заданная частрт, амплитуд и фаз фop даpyeмыx сигналов, которая.может бЬть достаточно высокой.

Таким образом, благодаря введению новых элементов и связей без значительного усложнения аппаратуры существенно расширяются функциональ-ные возможности калибратора фазы, позволяющие производить поверку фазометров как по основной погрешности, так и по погрешности, вызванной гармоническими помехами, присутсвующими во входном сигнале и имеющими прризвольные ( регулируемые) частртные, амплитудные и фазовые соотношения. .

КАЛИБРАТОР ФАЗЫ, содержащий блок индикации, блок управления, формирователь тактовых импульсов, формирователь кодов и два идентичных канала - опорный и установочный, содержащих последовательно соединенные пересчетный блок, цифроаналоговый преобразователь, фильтр нижних частот и аттенюатор. Причем выход формирователя кодов соединен с вторыми входами пересчетных блоков обоих каналов, а выходы блока управления соединены с управляющими входами всех блоков, выходы аттенюаторов соединены с выходными клеммами калибратора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности определения погрешности фазометров, обусловленной гармоническими помехами, в него введены аналоговый сумматор и два синтезатора частоты, соединенные первыми входами с выходом формирователя тактовых импульсов, вторыми входами с дополнительными выходами блока управления, выходы синтезаторов частоты соединены с первыми входами | пересчетных блоков соответственно «Л опорного и установочного каналов, входы аналогового сумматора соединены с выходами аттенюаторов обоих I каналов, выходаналогового сумматора соединен с выходной клеммой калиб-д ратора. .