Устройство для измерения фазочастотных характеристик широкополосных осциллографов Советский патент 1983 года по МПК G01R13/28 

2 Изобретение относится к электроиз мерительной технике и может быть использовано в измерителях характеристик широкополосных осциллографов. Известно устройство для измерения фазочастотных характеристик, содер жащее источник входного аналогового сигнала и блок сравнения аналоговых входного и выходного сигналов l . Однако указанное устройство не позволяет производить отсчет фазочастотной характеристики по зкрану осциллографа. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения фазочастотffijx характеристик широкополосных осциллографов , содержащее генератор коротких импульсов, выход которого соединен с входом исследуемого осцил лографа, выходом связанного с входом блока отсчета, выход которого подключен к входу вычислителя. В этом устрюйстве по отсчитанным значениям импульсной характеристики производит ся преобразование Фурье. К недостаткам известного устройства относится ограниченность диапазона частот измерения. Цель изобретения - расширение диа пазона частот измерения. Поставленная цель достигается тем что устройство для измерения фазочастотных характеристик шиоокополосных осциллографов содержащее генератор коротких импульсов и блок отсчета, связанный с выходом исследуемого осциллографа, снабжено двумя блоками отключения, блоком селекторных фильтров, фазовращателем, двумя вентилями, тройником и блоком фазирования, выход которого соединен с входом исследуемого осциллографа, а вход - с выходом тройника, первый вход которого подключен к выходу пер вого вентиля, входом связанного с выходом фазовращателя, вход которого соединен с выходом первого блока отключения, входом подключенного к выходу опорной частоты блока селекторных фильтров, вход которого связан с выходом генератора коротких импульсо а выход гармоник - к входу второго блока отключения, выход которого сое динен с входом второго вентиля, выходом связанного с .вторым входом тройника. На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из генератора коротких импульсов, блока 2 селектив ных фильтров, первого и второго блокой 3 и 4 отключения, фазовращателя 5, первого и второго вентилей 6 и 7 тройника 6,. блока 9 фазирования, исследуемого осциллографа 10 и блока 11 отсчета. Блок 11 отсчета связан с выходом исследуемого осциллографа 10. Выход блока 9 Фазирования соединен с входом исследуемого осциллографа 10, а вход - с выходом тройника 84 первый вход которого подключен к выходу первого вентиля 6. входом связанного с выходом фазовращателя 5, вход КОТОРОГО соединен с выходом первого блока 3 отключенияJ входом подключенного к выходу опорнбй частоты блока 2 селекторных фильтров, вход которого связан с выходом генератора 1 коротких импульсов, а выход гармоник - с входом второго блока 4 отключения, выход которого соединен с входом второго вентиля 7, выходом связанного с вторым входом тройника 8. Блок 2 селективных фильтров имеет два выхода, первый из них - выход опорного гармонического сигнала (для диапазона измерений до 10-15 ГГц частота опорного сигнала f 0,5 ГГц первая гармоника частот измерения ФЧХ), а второй - выход одного из переключаемых гармонических колебаний с частотами измерения фазочастотной характеристики (ФЧХ). Фазовращатель 5 служит для установки равенства начальных фаз сигналов опорной частоты и одной из i-x частот измерения в сечении блока 9 фазирования, а вентили 6 и 7 предназначены для развязки выходов блока 2 селективных фильтров. Блок 9 фазирования .осуществляет фазовое детектирование и индикацию. Устройство работает следующим образом. Короткий импульсный сигнал характеризующийся большим числом 1армоник , жестко связанных по фазе, подается с выхода генератора 1 на вход блока 2 селективных .фильтров. Сигнал опорной частоты (сигнал первой гармоники поступает с первого выхода блока 2 на первый вход тройника 8 через первый блок 3 отключения, фазовращатель 5 и первый вентиль 6. Сигнал одной из i-x гармоник подается на второй вход тройника 8 через второй блок 4 отключения и второй вентиль 7. С выхода тройника 8 на вход блока 9 фазирования в случае, если оба блока 3 и 4 отключения включены, поступают два сигнала: сигнал опорной частоты и i-я гармоника. Суммарный сигнал U(i) AoCOS()-t AiCOS(2tJiit A(.;) (1) где AQ, А - амплитуды сигналов опорной частоты и i-й гармоники:l(f разность фаз сигналов. Начальная фаза сигнала опорной частоты принята равной нулю. В случае, если блок фазирования содержит импульсный диод, подключенный через проходную емкость к центральному проводнику тракта передачи на который подается напряжение смещения, и напряжение на проходной емкости измеряется с помощью вольтметра, то в момент времени, когда вели чина сигнала U(t) превышав напряжение отсечки Uj, задаваемое источником смещения, импульсный диод открывается и проходная емкость заряжается, в результате чего на емкости устанавливается добавочное напряжение ли. прюпорциональное превышению амплитуды сигнала u(t),j, над уровнем отсечки и . :ьи к u(t);- uoi, (2 где К -безразмерный коэффициент. Напряжение lu в указанной конкрет ной схеме блока фазирования индуцируется вольтметром. Из формулы (.1) следует что ампли туда сигнала максимальна пои лч О,Подставляя (3) в (1) и результат в (2). получим К(АО +-А; - UQ). (4 Таким образом, при равенстве фаз первой и i-й гармоники в плоскости схемы фазирования показание индикатора вольтметра) максимально. Измерение фазочастотной характеристики производят следующим образом. С помощью блоков 3 и 4 включают оба канала. Затем фазовращателем 5 (по максимуму показаний индикатора блока 9 фазирования) устанавливают равенство начальных фаз сигналов опорной частоты и i-й (i при измерении ФЧХ в диапазоне частот устанавливается равной 2, 3...) гармоники в сечении входа осциллографа. После уравнивания начальных фаз на определенном (входном) сечении исследуемого осциллографа производят наблюдение и отсчет разности фаз первой и i-й гармоник на экране исследуемого осциллографа. При повторении измерения для каждой гармоники оппределяют значения ФЧХ в диапазоне частот измерения. Блок отсчета может быть подключен к выходу преобразованного сигнала исследуемого осциллографа, Предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон частот измерения, что обусловлено использованием гармонических составляющих, сохраняющих достаточные для измерения уровни в ШИРОКОМ диапазоне частот.

УСТЮЙСТЕЮ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ШИРОКОПОЛСХ:НЫХ ОСЦИЛЛОГРАФОВ, содержащее генератор коротких импульсов и блок отсчета; связанный с выходом исследуемого осциллографа, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона частот измерения, оно снабжено двумя блоками отключе ния, блоком селекторных фильтров, фазовращателем, двумя вентилями, тройником и блоком фазирования, выход которого соединен с входом иссле41уемого осциллографа, а вход - с выходом тройника, первый вход которого подключен к выходу первого вентиля , входом связанного с выходом фазовращателя, вход которого соединен с выходом первого блока отключения, входом подключенного к выходу опорной частоты блока селекторных фильтров, вход которого связан с выходом генератора коротких импульсов, а выход гармоник - к входу второго блока отключения, выход которого (Л соединен с входом второго вентиля, выходом связанного с вторым входом тройника.