Индикатор для панорамного СВЧ измерителя коэффициента стоячей волны и ослабления Советский патент 1984 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к технике измерения СВЧ. Известен индикатор, используемый в панорамном СВЧ-иэмерителе коэффихдиенга стоячей волны и ослабления, состоящий из Измерителя отношений i Однако известный индикатор дает низкую точность измерений в пгарокой полосе частот из-за неидентичности амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) СВЧ-элементов панорамного СВЧизмерителя коэффициента стоячей волны и ослабления. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является индикатор для панорамного СВЧ-измерителя коэффициента стоячей волны н ослабления, содержащий регулируемый усилитель падающей волны и усилитель отраженной волны, выходы которых соединены с соответствующими входами блока деления, выход которого соединен с сигнальным входом осциллографа, а также корректирующий

генератор, четьфе контура ударного возбуждения, четыре двуполярных вьшрямителя, сумматор и 12 регулируемых резисторов pj.

Однако в известном устройстве 30 коррекция неидентичности АЧХ производится вручную, отнимает много премени и не обеспечивает высокой точности измерения в широком диапазоне частот. .35

Цель .изобретения повышение точности измерения в широком диапазоне, частот.

Поставленная Цель достигается тем, что в индикатор для панорамного СВЧ- 40 измерителя коэффициента стоячей волны и ослабления, содержащий регулиpyet-ibiA усилитель падающей волны и усилитель отраженной волны, выходы которых соединены с соответствуюгцими /js входами блока .деления, вьссод которого соединен с сигнальным входом ос.циллографа, введены интегратор, компаратор, цифроаналоговый преобразователь, блок памяти, реверсивньпЧ 50 счетчик, распределитель импульсов, генератор тактовых импульсов, счетчик адресов, генератор-формирователь, выключатель калибровки,при этом выход блока деления соединен с первым 55 входом компаратора, второй вход которого является входом опорного напряжения, выход соединен с управляющим 1

ПИЯ СВИП-генератора, выход генератopa-фop fflpoвaтeля соединен с син -xpoнизиpyющи ш входами генератора, тактовых импульсов, счетчика адресо и интегратора.

На фиг.1 показана структурноэлектрическая схема индикатора для панорамного СВЧ-измерителя козффи1 ;ита стоячей, волны и ослабления; на фиг.2 - временные диаграммы импульсов.

Индикатор содержит усилитель 1 отраженной волны, регулируёг- ый усилитель . 2 падающей волны, блок 3 деления, осциллограф 4,. интегратор 5, коъшаратор 6, цифроаналоговый преобразователь 7, блок 8 памяти, ревесивный счетчик 9, распределитель 10 импульсов, генератор 11 тактовых импульсов,счетчик 12 адресов, генератор-формирователь 13, выключатель 14 калибровки, .

Устройство работает следующем образомо

На этапе калибровки (при коэффищ-1енте отражения, равном единице) автоматически формируется управляющее напряжение, управляющее коэффициентом усиления регулируемого уси-лителя ,2 падающей волны таким образом, что выходной сигнал блока 3 деления на всех точках качибровки 8,2 входом распределителя импульсов, синхронизирующий вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы распределителя импульсов соединены соответственно с разностным и суммарным входами реверсивного счетчика, синхронизируюи 1Й вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, выход - с информационным входом блока памяти, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя и с информационным входом реверсивного счетчика, его управляющий вход соединен с выходом счетчи-. ка адресов, а калибровочный вход с контактом выключателя калибровки, другой контакт которого соединен с третьим выходом генератора тактовых, импульсов и с сигнальным входом счетчика адресов, выход развертки ос11;иллографа соединен с синхронизирующим входом генератора-формирователя и выходом пилообразного напряжестановится равным некоторому постоянному значению. Это говорит о том, что сквозные АЧХ каналов падающей и отраженной волн идентичны. Управляющее напряжение в виде кусочно-линейной функции времени получается путем интегрирования ступенчато изменяющегося напряжения цифроаналогового преобразователя 7. Время перестрой -и частоты СВИ11-генератора разбито на интервалы коррекции. Каждому интервалу коррекции в блоке 8 памяти отводится ячейка памяти, содержащая двоичное число. Обращение к памяти производится подачей на управляющий вход блока 8 памяти двоичного кода (номера ячейки), формируемого счетчиком 12 адресов. Изьмаемая из блока 8 памяти информация в виде двоичного кода преобразуется цифроаиалого вым преобразователем 7 в ступенчато измергяющееся напряжение. Это напряжение интегрируется по времени интегратором 5.. Для синхронизации работы осциллогра фа и СВИП-генератора используется пилообразное напряжение, изменяющее час тоту сигнала СВИП-генератора (фиг.2а) Оно подается в качестве напряжения развертки изображения на осциллограф 4и генератор-формирователь 13. Генератор-формирователь 13 вырабатывает импульсы внутренней синхронизации , временнЬе положение и длительность которьк совпадают с обратным ходом частоты СВИП-генератора (фиг.26). Импульсы внутренней синхронизации поступают на интегратор 5, генератор 11 тактовых импульсов и счетчик 12 адресов. При их поступлении интегратор 5 переходит в режим.установки начальных условий, счетчик 12 адресов устанавливается в нулевое состояние, а генератор 11 тактовых импульсов прекращает генерацию импульсньк после довательностей (фиг.2в). После окончания импульса внутренней синхронизации генерация TaKTOBiiix импульсов возобновляется с постоянной начальной фазой. Та-ким образом, работа счетчика 12 адресов, интегратора 5и, следовательно, всего индикатора жестко связана с перестройкой частоты СВИП-генератора. . В режиме калибровки (выключатель 14 калибровки в положении 1) под воздействием импульсов t блок 8 памяти устанавливается в режим записи двоиЦного числа,соответствующего состоянию реверсивного счетчика 9. Запись осуществляется в ячейку памяти, устанавл ;заемую счетчиком 12 адресов. Процесс формирования двоичных чисел в ячейках памяти блока 8 памяти начинается с н левого интервала коррекции, соответствующего поступлению импульса внутренней синхронизации tl от генератора-формирователя 13 на генерато 11 тактовых импульсов. В этот момент времени из нулевой ячейки памяти блока 8 памяти вызывается двоичное число, заносится в реверсивный счетчик 9 импульсом ) и одновременно преобразуется цифроаналоговым преобразователем 7 в напряжение. Находящийся п режиме установки начальных условий интегратор 5 заряжает интегрирующую емкость до этой величины напряжения и сохраняет ее в течение всего нулевого интервала коррекции, В зависимости от величины управляющего напряжения, формируемого интегратором 5, устанавливается некоторьй коэффициент передачи регулируемого усилителя 2 падающей волны. Усиленный сигнал канала падающей волны совместно с сигналом отраженной волны, прошедшим через усилитель 1 отраженной волны, поступают на блок 3 деления, вычисляющий отношение их амплитуд. Результат вычисления в виде однополярного напряжения поступает на вход осциллографа 4 (для фop шpoвa iия изображения) и компаратор 6, где сравнивается с опорным напряжением U . В .зависимости от соотношения этих напряжений компаратор 6 изменяет свое состояние к управляет прохождением импульсов t с первого выхода генератора 11 тактовых импульсов через распределитель 10 импульсов на реверсивный счетчик 9, Если к моменту окончания нулевого интервала.коррек1щи Т выходное напряжение блока 3 деления оказывается ь еньше UQ то импульс j проходит через распределитель 10 импульсов на разностный вход реверсивного счетtniKa 9 и-уменьшает на единицу вызванное из блока 8 памяти двоичное число. Поскольку импульсы 22 короче j то новое двоичное число записывается вновь в нулевую ячейку.Для предот- вращения записи в последующую ячейку сдвиг реверсивного- счетчика производится задгтам фро.нтом И, T.e. когда запись числа уже невозможна.

Изменение содержимого левой ячейки приводит к тому, что в следующем периоде качания частоты СВШ-генератора в нулевом интервале коррекiy«-i выходное напряжение цифроаналогового преобразователя 7, интегратора 5 и коэффициента передачи регулруемого усилителя 2 падающей волны оказываются-меньше, чем в предыдущем а выходное напряжение блока 3 деления приближается к .И .

В момент окончания импульса с принадлежащего нулевому интервалу коррекдаи, происходит сдвиг счетчика 12 адресов, и его код увеличивается на единицу. Это означает обращение к следующей (первой) ячейке блока 8 памяти и начало следующего (первого) интервала коррек1ши. Как н ранее, вызванное двоичное число под воздействием импульсов а запосится в реверсивный счетчик 9 и преобразовывается цифроаналоговьм преобразователем 7 в напряжение,

В отличие от нулевого интервала коррекции во всех последующих интегратор 3 вьиюлняет интегрирование по времени выходных напряжеПИЙ цифроаналогового преобразователя 71 Выходное напряжение интегратора 5 с течением времени изменяется линейно, пропорционально выходIЮ ry напряжению цифроаналогового преобразователя 7, от величины, дocтиг ryтoй к моменту окончания предьздущего интервала коррекщп-i в ту или иную сторону. Скорость и знак интегрирования автоматически устанавливаются так, чтобы к моменту окончания первого и всех последующи-х интервалов коррекции выходное напряжение блока 3 деления стремилос к И.о . Для этого оно сравнивается компаратором 6 с UQ и результат сравнения и myльcoм i. направляется через распределитель 10 импульсов на соответствуювщй вход (суммирующий или разностный) раверсивного счетчика 9. Здесь происходит изменение состояния реверсивного счетчика 9 па единицу, и откорректированньй

код вновь записывается в свою же ячейку памяти. Процесс коррекции и перезаписи кода одинаков для всех интервалов коррекции. За один период качания частоты СВИП-генератора корректируются на единицу двоичные числа во всех ячейках памяти. В результате многократного повторения коррекции содержимого всех ячеек памяти, -по прошествии .некоторого числа периодов качания частоты СВИП-генератора, в них формируются двоичные числа, приводящие к равенству выходного напряжения блока 3 деления опорному напряжению UQ . Поскольку интервалы коррекции жестко связаны периодом качания СВИП-генератора, то это означает устранение зависимости показаний индикатора от частоты, т.е. сквозные АЧХ каналов падающей и отраженной волн идентичны. Об окончании процесса калибровки судят по появлению прямой линии на экране осциллографа А.

В режиме измерения выключатель 14 калибровки переводится в положение 2 и возможность изменения содержимого ячеек памяти исключается.

Таким образом, коэффициент передачи каналападающей волны регулируеся -синхронно с изменением частоты СВИП-генератора в соответствии с информацией, заложенной в ячейках памяти оперативного запоминающего устройства при калибровке, и показания, индикатора определяются только параметрами исследуемого СВЧэлемента и не зависят от АЧХ каналов падающей и отраженной волн,- что повышает точность измерений в широком диапазоне частот.

Повышение точности измерения достигается за счет обеспечения непрерывной коррекции АЧХ тракта во всем частотном диапазоне за счет возможности увеличения числа интервалов коррекции вследствие их независимости, а также за счет замены субъек;тивной оценки идентичности АЧХ оператором автонатическим сравнением с практически неограниченной чувствительностью и разрешающей способностью.

ИНДИКАТОР ДЛЯ ПАНОРАМНОГО СВЧ-ИЗМЕРИТЕЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ И ОСЛАБЛЕНИЯ, содержащий регулируемый усилитель падающей полны и усилитель отраженной волны, выходы которых соединены с соответствующими входами блока деления, выход которого соединен с сигнальньм входом осциллографа, отличающийся тем, что, с целью повышё1шя точности измерения в nnipoKOM диапазоне частот, в индикатор введены интегратор, компаратор, цифроаналоговьй преобразователь, блок памяти, реверсивньй счетчик распределитель импульсов, генератор тактовых импульсов, счетчик адресов, генератор-формирователь, выключатель калибровки, при этом выход блока деления соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является входом опорного напряжения, выход соединен с управляющим входом распределителя импульсов, синхронизирующий вход которого соединен с первым дом генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы распределителя импульсов соединены соответственно с разностным и суммарным входами реверсивного счетчика, синхронизирующий вход которого соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, вькод - с информационным входом блока памяти, вькод которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя и с информационным входом ревер- $ сивного счетчика, его управляющий вход соединен с вькодом счетчика адресов, а калибровочный вход с кон- тактом выключателя калибровки, другой контакт которого соединен с третьим выходом генератора тактовых импульсов -и с сигнальным входом счетчика адресов, выход развертки осциллографа соединен с синхронизирующим входом гeнepaтopa-фop шpoвaтeля и :рг| выходом пилообразного напряжения CBMI- gr| генератора, выход генератора-форми- |gj| рователя соединен с синхронизирующими 00 входами генератора тактовых импульсов, счетчика адресов и интегратора.