Устройство для отображения характеристик перестройки широкополосных свип-генераторов Советский патент 1984 года по МПК G01R23/06 

СО

:л :л Изобретение относится к радиоиз рительной технике и предназначено для контроля в процессе настройки и регулировки широкополосных СВЧ свип генераторов. Известно устройство для исследова ния характеристик электронной перес ройки свип-генераторов, содержащее сумматор, на один вход которого сиг нал испытуемого свип-генератора подается непосредственно, а на другой через линию задержки, выход суммато ра через периферийное устройство подключен к ЭВМ, которая производит необходимые вычисления и представля ет результаты измерений характеристик в виде таблицы ij . . Однако использование такого слож ного и дорогостоящего устройства св зано с большими эксплуатационными затратами. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ус ройство для отображения характеристик электронной перестройки широкополосных свип-генераторов, содержащее делитель мощности на два направления, один выход которого нагружен . на электрически длинную линию, а другой подключен к входу смесителя, выход электрически длинной линии под ключен к второму входу смесителя, выход которого через усилитель подключен к входу частотного дискриминатора, выход последнего соединен с входом канала вертикального отьшонения осциллографа, к входу канала горизонтального отклонения и одновременно к управляющему входу исследуемого свип-генератора подключен выход генератора пилообраз ного напряжения 2 . Однако при такой реализации устройства возникают значительные дополнительные ошибки измерения из-за паразитного сигнала (помехи , вьщёляющегося на выходе смесителя. Этот сигнал создается за счет нестабильно сти выходной мощности испытуемого свип-генератора в рабочем диапазоне частот, неравномерности частотных характеристик элементов измерительно го тракта и отражений в тракте. Целью изобретения является повыше ние точности измерений в широкой полосе частот. Указанная цель достигается тем, что в устройство для отображения характеристик перестройки широкополосных свип-генераторов , содержащее делитель мседности на два направления, один выход которого нагружен на длин ную, линию, а также последовательно соединенные усилитель и частотный ди скриминатор, выход которого подключен к входу канала вертикального отклонения осциллографа, генератор пилообразного напряжения, выход кото рого подключен к входу управления исследуемого свип-генератора и к входу канала горизонтального отклонения осциллографа, введены вторая длинная линия, разомкнутая на конце, и два разнополярных амплитудных детектора, выходы которых соединены -с входом усилителя, а входы - соответственно с входами длинных линий, второй выход делителя мощности соединен с входом второй длинной линии, выход пер- вой длинной линии закорочен. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для отображения характеристик перестройки широкополосных свипгенераторов} на фиг. 2 - эпюры сигналов. Устройство содержит делитель 1 мсяцности входного сигнала на два Направления, вход которого подключен к выходу исследуемого свип-генератора (не показан), а один выход нагружен на амплитудный детектор 2 и на длинную линию 3, замкнутую на конце, усилитель 4, выход которого подключен к входу частотного дискриминатора 5, выход последнего подключен к входу канала вертикального отклонения осциллографа 6, второй выход делителя мощности соединен с выходом второго детектора 7 и с входом разомкнутой на конце второй длинной линии 8, выход которой соединен с входом усилителя 4, вход X осциллографа соединен с выходом генератора пилообразного напряжения 9, одновременно его выход подклю|чен к управляющему входу свип-генератора. На фиг. 2 показана форма сигналов в предлагаемом устройстве, где А ФОрма сигнала на выходе исследуемого свип генератора Б - форма сигнала на входе детектора 2} В - форма сигнала на входе детектора 7; Г - сигнал на входе усилителя 4; Д- им- . пульсы на выходе частотного дискриминатора 5; Е - общий вид осцилограммы (масштаб по оси времени для общего вида-. осциллограммы значительно больше масштаба по оси времени осцилограммы импульсов на выходе частотного дискриминатора фиг. 2Д). Устройство работает следующим образом. Сигнал свип-генератора делителем мощности разделяется поровну на два направления. Делитель мощности с развязанными выходами может быть выполнен на сдвоенном направленом ответвутеле, входная линия которого нагружена на согласованное активное сопротивление. Аналогичный результат можно получить, если развязку выходных плеч делителя осуществить при помощи активных сопротивлений. С выходов делителя 1 мощности сигналы синфазно поступают на входы детекторов 2 и 7. К детектору подключена недисперсион- . нал электрически длинная линия 3, короткозамкнутая на конце (например коаксиальный кабель). Сигнал, поступивший на ее вход, проходит через длинную линию и, отразившись от короткозамкнутого конца, возвращается на вход, имея сдвиг по фазе относительно исходного сигнала на угол ifle dl , в результате чего в точке включения детектора возникает амплитудная модуляция исходного сигнала с изменением частоты свиптенератора за счёт интерференции исходным и отраженным сигналами (фиг. 2Ь). В точке включения детектора 7 возникае такая же амплитудная модуляция исход ного сигнала , так как линия 8 имее такие же электрические параметры, как и линия 3 (фиг.2В), но фаза амп литудной модуляции отличается наi так как сигнал, отраженный от разом нутого кони-а линии 8, сдвинут на вх де детектора 7 по отношению к исход ному сигналу на угол - и В приведенных соотношениях (1) и I(2 Е - длина электрически длинных линий 3, 8; f - текущее значение частоты свип-генератора Vtp -фазова скорость сигнала в линиях 3, 8. Для недисперсионных электрических линий фазовая скорость сигнала в линии по тоянна и не зависит от частоты сигнала. После детектирования на входном сопротивлении усилителя 4 сигналы, определяемые -амплитудной модуляцией за-счет интерференции, накладываются,, так как детекторы включены прот вофазно (фиг. 2г). Сигналы, вызван,ные паразитной /iM (из-за нестабил «ости мощности свип-генератора, неравномерности частотных характеристик элементов измерительного тракта отраженный в тракте) , вычитаются. Вычитание сигналов помехи на вхо да усилителя улучшает соотношение сигНсШ/помеха, по сравнению с прото типом, более чем на 20 дБ. Одному периоду полезного сигнала Т на входе усилителя 4 (фиг.2Г) со ответствует изменение угла сдвига фаз между исходным и отраженным сиг налами на входе детектора 2 (или 7) откуда где 4i - изменение частоты свип-генератора, вызвавшее -изменение фазы сигнала на входе усилителя на 2i V - время задержки в недисперсионной электрически длинной линии -3 (8) (оно определяет разрешающую способность устройства) . С выхода усилителя 4 сигнал поступает на частотный дискриминатор 5, который в конце каждого периода сигнала формирует импульсы напряжения, амплитуда которых обратно пропорциональна длительности периода (фиг.20), т.е. за время между двумя соседними импульсами свип-генератор изменяет свою частоту на величину &i . Далее эти импульсы подаются на вход канала вертикального отклонения осциллографа 6, горизонтальная развертка которого осуществляется напряжением с выхода генератора пилообразного напряжения 9. На экране осциллографа 6 индицируется (отображается) импульсов (фиг. 2. Амплитуда этих импульсов пропорциональна крутизне перестройки, а их огибающая - нелинейности крутизны перестройки исследуемог.о свип-генератора. Таким образом, использование новых элементов - делителя 1 мощности с развязанными выходами в сочетании с двумя идентичными недисперсионными электрически длинными линиями 3 и 8 и двумя амплитудными детекторами 2 и 7 (фиг. 1) , выгодно отличает предлагаемое устройство для отображения характеристик перестройки широкополосных свип-генераторов от устройства, принятого за прототип, так как Значительно уменьшаются составляющие погрешности, вызванные нестабильностью мощности испытуемого свип-генератора, неравномерность частотных характеристик элементов измерительного тракта и отраженными в измерительном тракте. В результате повышается точность измерений при одновременном расширении полосы рабочих частот устройства. Последнее связано с возможностью снижения требований к стабильности выходной мощности исследуемого свип-генератора и требований к равномерности частотных характеристик используемых- элементов измерительного рракта. Улучшение электрических характеристик устройства расширяет возможности его применения для более широкополосных генераторов с большими изменениями мощности при свипировании, а также увеличивает объективность и уменьшает трудое5 кость контрольно-измерительных операций при испытаниях и производстве свип-генераторов. ;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕСТРОЙКИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СВИП-ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее делитель мощности на два направления, один выход .которого нагружен на длинную линию/ а также последовательно соединенные усилитель и частотный дискриминатор, выход которогв подклю.чен к входу канала вертикального отклонения осциллографа, генератор пилообразного напряжения, выход которого подключен к входу управления исследуемого свип-генератора и к входу канала-горизонтального отклонения осциллографа, отличающееся тем, что, с целью повыиения точности измерений в широкой полосе частот, в него введены вторая длинная линия, разомкнутая на конце, и два разнополярных амплитудных детектора, выходы которых соединены с входом усилителя, а входы - соответственно с входами длинных линий, второй выход делителя мощности соединен с входом второй (/) длинной линии, выход первой длинной линии закорочен.

I Ч М П| ipil

ii liiiilili

Illnllllllllll.JIll

illljll

I I I i

- t