Способ воспроизведения фазовых сдвигов в широком диапазоне частот Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 G01R25/04 

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и может быть применено при создании образцовых мер фазоБого сдвига, которые. необходимы для поверки фазоизмерительных приборов. Известен способ задания фазовых сдвигов на высокой частоте, основанный на переносе заданного угла фазового сдвига от сравнительно низкочастотного (о,5МГц фазовращателя на высокую частоту ГО Недостатком данного способа является низкая точность установки углов фазового сдвига из-за неравномерност фазовой характеристики фазовращателя Я отсутствия дискретности задаг-шя фазового сдвига. Наиболее близким к предлагаемому является способ задания фазовых сдви гов, основанный на формировании двух сигналов посредством смешения сигнал перестраиваемого генератора, синхронизированного опорным сигналом, с опорным сигналом и двумя другими сиг налами с заданными сдвигами фаз, полученных из опорного сигнала, причем первый вспомогательный сигнал предназначен для крупного дискрета изменения фазового сдвига, а второй для мелкого дискрета изменения фазового сдвига, при этом вспомогательны сигнал формируют из опорного сигнала умножением его частоты на П(, вычитанием из умноженной частоты опорной и суммированием полученной разности с частотой, которую получают деление умноженной на п частоты на п, и делением суммарной частоты на п, , а второй вспомогательный сигнал формируют посредством смешения первого вспомогательного сигнала и опорного сигнала, частота которого умн:ожается на п ,. выделяют суммарную частоту, которую затем делят на п,+1 2j, Недостатком известного способа яв ляется пониженная точность задания фазовых сдвигов из-за применения двух умножителей частоты, которые обуславливают появление амплитудной модуляции, коэффициент которой определяет значение фазовой погрешности. Цель изобретения - повышение точности воспроизведения дискретных фазовых сдвигов. Поставленная цель достигается тем что согласно способу воспроизведения фазовых сдвигов в широком диапазоне частот основанному на формировании двух сигналов с заданным фазовым сдвигом посредством смешения сигнала перестраиваемого генератора, синхронизированного опорным сигналом, с опорным сигналом и двумя фазокапиброванными сигналами, с заданны1.ш фазовыми сдвигами, полученными из опорного сигнала, сигнал перестраиваемого генератора смешивают с опорнь м сигналом, деленным по частоте на М, а также с одним из двух фазокалиброванных сигналов, первый из которых с большим дискретом приращения сдвига фазы, второй с малым дискретом, причем первый вспомогательный сигнал формируют путем деления частоты опорного сигнала яа М, суммирования результата с разностью частот опорного сигнала и сигнала, полученного от первого деления, повторного деления суммы частот на М, а второй фазока либрованный сигнал получают сумг/ированием частоты первого фазокалиброванного сигнала с частотой, образованной сложением частоты опорного сигнала с его половинной частотой с последующим делением сумг-а. частот на -1,5М, а заданньш фазовый сдвиг формируют путем пропуска заданного чис ла периодов колебаний опорного сигнала перед первым делением частоты, Повьшение точности задания .фазового сдвига достигается исключением умножения частоты при формировании вспомогательных сигналов и получением конечных фазовых соотношений при по- . мощи частотных преобразований: суммирования, вычитания и деления частот сигналов. На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего предлэ,: :демый способ, . , Устройство содерлсит опорный генератор 1, два идентичных канала 2 и 3, выполненные из последовательно соеди-. ненных смесителя 4, избирательного фильтра 5, усилителя б. аттенюатора 7, выходных зшкимов 8., перестраиваемьш генератор 9, блок 10 пропуска периода, два развязывающих каскада 1, первый, второй и третий вспомогательные шестикратные делители 1214 частоты, четвертый делитель 5 частоты на два, пятый декадный делитель 16 частоты, вычитатель 17 частоты, первый, второй и третий сумматоры 18-20 частоты, первый, второй третий и четвертый избирательные фильтры 21-24, переключатель 25 значения дискретных прирацений угла фазового сдвига. Предлагаемый способ реализуется посредством устройства с .дискретными приращениями фазового сдвига 10 и 1 Устройство работает следующим образом. Опорный генератор с частотой МГц через делитель 12 частоты. перестраиваемый генератор 9, в качестве которого используется синтезатор частоты, питает опорном канал 2, обеспечивая на его выходе значения частот 0,01 Гц - 2 МГц с дискретом по частоте в 0,01 Гц, при этом на второй вход смесителя .4 подается фиксированная частота с нулевым фазовым сдвигом, а на первый вход дискретные значения частот перестраи ваемого генератора 9 в пределах от 8,00000000 МГц до 9,99999999-МГц. Первый вход смесителя 4 второго канала 3 также питается от перестраиваемого генератора 9, имея те же дискретные значения от 8,00000000 МГ до 9,99999999 МГц, так как входы сне сителя 4 каналов соединены с синтезатором через развязывающие каскады 11, вазимовлияние между каналами уменьшено до 80 дБ (до 050036°). На второй вход смесителя 4 второго кана ла 3 подается фиксированная частота 10 МГц с заданным дискретным фазовым сдвигом от переключателя 25,имеющего два положения, В первом положении пе реключателя к смесителю 4 подсоединен первый фазокалиброванный сигнал дискретом по фазе в 10°, во втором положении - второй фазокалиброванный л сигнал с дискретом в , обеспечивая такие фазовые сдвиги на входе 2-г канала устройства. Точное дискретное приращение фазы первого фазокалиброванного сигнала образуется в результате пропуска заданного числа периодов колебаний опорного генератора ча тотой 60 МГц в блоке 10 пропуска периодов, после которого его фаза отстает на 360 Нэгде N - заданное чис ло пропускаемых периодов колебаний частотой 60 МГц. После делителя 3 частоты получаем сигнал частотой f- IT iPii с фазовым сдвигом J 360lN o ; b . Для получения сдвига на частоте 10 МГц формируется первый дополнительный сигнал частотой Гдоп.( 50 МГц, который выделяется фильтром 21 из спектра частот, образованного вычитателем 17 от смешения сигналов с частотой fp 60 МГц и частотой, fg/6 10 МГц, полученной после делителя 12. Разностная частота f on« 60-10 50 МГц суммируется в сумматоре 18 с частотой 10 МГц, при этом образующаяся в смесителе составляющая 60 МГц сохраняет фазовый сдвиг 60-N и выделяется в фильтре 22, затем делится по частоте в делителе 14, после чего полученный сигнал имеет частоту 10 МГц и фазовый сдвиг, равный 1 60 N ВСП. j N. Второй фазокалиброванный сигнал образуется вследствие смещения первого фазокалиброванного сигнала со вторым дополнительньгм сигналом частотой ,ni сумматоре 20 где их частоты суммируются и заданный фазовый сдвиг 10°- N переносится на частоту 100 МГц, выделяемую фильтром 24, котор.ля затем делится декадным делителем 16 частоты, при этом на выходе его получают частоту гц со сдвигом через 3„.,„„ --- N . . г |О рой фазокалиброванный сигнал 90 МГц формируется в сумматоре 19,.где происходит сумьшрование частот опорного генератора f 60 МГц и дополнительного f(j/2 30 МГц, полученного после делителя 15 и выделяется фильтром 23. Таким образомJ коэффициент деле- ния исходной частоты (фазы ) например 36 и 360 для получения дискретных сдвигов (lO° и 1 ) разбит на .две или три ступени, например 6x6x10, причем после ка;кдой ступени деления полученный фазовый сдвиг посредством фазокалиброванного сигнала, синхронного с опорной частотой, переносится смесителем на более высокую частоту и производится последующее деление. Таким образом, достигается малый дискрет задания фазы при сравнительно низкой частоте опорного сигнала (60 МГц), а повышение точности фазозадания достигается исключением из структурной схемы умножения часто-}ты.

. 1

f

. 2

СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ, Основанный на формировании двухсигналов с заданным фазовым сдвигом посредством смешения сигнала перестраиваемого генератора, синхронизированного опорным сигналом, с опорным сигналом «и двумя фазокалиброванными сигналами с заданными фазовыми сдвигами, полученными из опорного сигнала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности воспроизведения дискретных фазовых сдвигов, сигнал перестраиваемого генератора смешивают с опорным сигналом, деленным по частоте на М, а также с одним из двух фазокалиброванных сигналов, первый из которых с большим дискретом приращения сдвига фазы, второй сигнал с малым дискретом, первый фазокалибрсванньш сигнал формируют путем деления частоты опорного сигнала на М, суммирования результата с разностью частот опорного сигнала и сигнала, полученного от первого деления, повторного деления суммы частот на М, а второй фазокалиброванный сигнал получают суммированием частоты первого фазокалиброванного сигнала с частотой ,: образованной сложением частоты опорного сигнала с его половинной частотой, с последующим делением суммы частот на 1-1,5М, а заданный фазовый сдвиг формируют путем пропуска задан- ного числа периодов колебаний опорного сигнала перед первым делением частоты.