Способ определения фазоамплитудной погрешности фазометров Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

Изобрете1 ие относится к фазоизмерительной технике и может быть использовано для определения фазоамплитуднои погрешности фазометров с преобразованием частоты и фазовых сдвигов, вносимых аттенюаторами. Цель изобретения ,- повышение точности определения погрешности фазометров - достигается за счет исключения погрешностей связанных с преобразованием частоты входных сигналов. На чертеже изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ, Устройство содержит генератор 1 синусоидалыгых сигналов, иccлeдye ый фазометр 2 с преобразованием частоты, перестраиваемый аттенюатор 3, коммутаторы 4 и 5, блок б смещения частоты с коммутатором 7, развязывающий блок 8. Фазометр 2 содержит развязывающие блоки 2,1-2,4, смесители 2,5 и 2,6 и низкочастотный фазометр 2,7, Блок 6 смещения частоты содержит, например, последовательно соединенные генератор низкой частоты, смеситель и два полосовых фильтра. При этом выход генератора 1 соединен со входами перестраиваемого аттенюатора 3, первого контакта первого коммутатора 4, второго контакта второго коммутатора 5 и блока б смещения частоты. Третий контакт первого коммутатора 4 соединен с выходом перестраиваемого аттенюатора 3, Выход первого коммутатора 4 соединен со входом фазометра 2, Выход второго коммутатора 5 соединен со вторьм входом фазометра 2,. Блок б смещения частоты через двухвходовьй коммутатор 7 соединен с третьим входом фазометра 2, а выход фазометра 2 через развязывающий блок 8 соединен со вторым контактом первого коммутатора 4. Фазометр 2 первым входом че.рез последовательно соединенные развязывающий блок 2,2 и первый смеситель 2,6 соединен с первым входом низкочастотного фазометра 2,7, Второй вход фазометра 2 через последователь но соединенные развязывающий блок 2, и смеситель 2,5 соединен со вторым входом низкочастотного фазометра 2,7 третий вход фазометра 2 через развязывающие блоки 2,3 и 2,4 соединен со ответственно с вторыми входами перво го 2.6 и второго 2.5 смесителей. Выход фазометра 2 соединен с выходом развя зывающего блока 2,1, 992 Способ осутцествляют следующим обазом. При первом измерении на входах фазометра 2 устанавливают амплитуду сигнала UQ , рабочей частоты -о, а на третьем (гетеродинном) входе - частотой u)-Q, смещенной относительно рабочей на величину промежуточной частоты fJ вниз, и производят калибровку, После этого на входе канапа, например опорного, с помощью аттенюатора изменяют амплитуду сигнала,до исследуемого значения U,,и производят первое измерение Ч, 4, ч-Л.Л где фазовый сдвиг, вносимый аттенюатором при его перестройке от нулевого до заданного ослабленияJ л, и фазовые сдвиги (Фазоамплитудные погрешности), возникающие соответственно на входе и выходе смесителя опорного канала при изменении ампли- туды сигнала на его входе от исследуемого до начального значения. Затем на входах обоих каналов снова устанавливают начальную амплитуду и сигнала, а на гетеродинном входе - сигнал частоты и)+Q, смещенной относительно частоты to рабочего сигнала в противоположную сторону (вверх) на величи у нромежуточной частоты Q , и производят калибровку. После этого изменяют амнлитуду сигнала н-а входе опорного канала до исследуемого значения и производят второе измерение i -ю -л + л т - TX t Знак фазового сдвига 4, вносимого. . -1 аттенюатором, и фазового сдвига й изменяются на противоположный, а знак фазового сдвига uj вькоде этого смесителя не изменяется, причем величины фазовых сдвигов также остаются ного сигнала устанавливается такой же, что ив первом измерении. Затем на гетеродинном входе и входе опорного канала устанавливают те же сигналы, что и при калибровке в первом измерении, а на вход измерительного канала подают сигнал непосредственно с сигнального входа смесителя опорного канала и производят калибровку. После этого изменяют амппи туду сигнала на входе опорного канал до исследуемого значения U, и производят третье измерение. Так как при этом измерении амплитуда сигнала изменяется в обоих каналах фазометра одновременно, то результат третьего измерения определяется как разность фазовых сдвигов в измерительном и опорном каналах . % + )-К+Л.Чд9 (3) Ч, . Производя аналогичные измерения при разных ослаблениях аттенюатора, получают фазоамплитудную характеристику фазометра и фазовую характеристику аттенюатора на частоте и). Устройство работает следующим образом. Сигнал частоты со с амплитудой Ц, с выхода генератора 1 синусоидальных сигналов на вход канала, например опорного, фазометра 2 (вход развязывающего блока 2,1) подаетсячерез пе рестраиваемый аттенюатор 3, установленный в нулевое положение, и коммутатор 4, который находится в положеНИИ а, на вход измерительного канала (вход развязывающего блока 2,2) через коммутатор 5, который находитс в положении о., а на вход блока 6 сме щения частоты - непосредственно. На гетеродинный вход фазометра 2 с выхода блока 6 смещения частоты подается сигнал, например, частотыи)- через коммутатор 7, который находится в положении Ci, блоки 2,3 и 2,А к гетеродинным входам смесителей 2,5 и 2,6, Производится калибровка фазометра 2, После этого аттенюатором 3 изменяется амплитуда сигнала на входе опорного канала до исследуемого значе1гая и производится первое измерение (1), т,е, снимаются показания низкочастотного фазометра 2,7, Затем аттенюатор 3 выводится в нулевое положение, коммутатор 7 устанавливается в положение 6 , в котором на гетеродинный вход фазометра 2 поступает сигнал частотыcd+Q, и проводится калибровка. После этого аттенюатором 3 устанавливается заданное ослабление амплитз/ды сигнала на опорном входе и производится второе измерение (2), где А и Aj- фазовые сдвиги (фазоамплитудные погрешности), возникающие соответственно на входе и выходе смесителя измерительного канала при изменении амплитуды сигнала на его входе от начального до исследуемого значения , Значение фaзoa fflлитyднoн погрешности, вносимой измерительным каналом при изменении амплитуды рабочего сигнала от начального до исследуемого значения, вычисляют, складывая полусумму результатов первого и второго измерений с результатом третьего измере нияД, Л, + Лг()/2 + ( Аналогичным образом определяется фазоамплитудная погрешность, вносимая опорным каналом. При зтом аттенюатор устанавливается на входе измерительного канала, Для определения фазового сдвига, вносимого аттенюатором, на вход измерительного канала подают сигнал с начальной амплитудой U через исследуемый аттенюатор, на вход опорного канала -.этот сигнал непосредственно, а на гетеродинный вход - тот же сигнал, что и в первом измерении. Сначала выводят аттенюатор в нулевое положение и производят калибровку фазометра, затем аттенюатором устанавливают на входе измерительного канала амплитуду сигнала исследуемого значения и, и производят четвертое измерение%,, Значение фазового сдвига, вносимого аттенюатором при его перестройке от нулевого до заданного ослабления, вычисляют, вычитая из результата четвертого измерения значение полученной ыше фазоамплитудной погрешности (4). Затем аттенюатор 3 устанавливается в нулевое положение, коммутатор 5 пееключается в положение 5, в котором ход измерительного канала (вход разязывающего блока 2,2) через развязыающий блок 8 подключается ко входу месителя 2,5, а коь мутатор 7 - в поожение а л производится калибровка. осле этого аттенюатором 3 устанавлиается заданное ослабление -амплитУДЬ игнала и производится третье измереие (3),

После обработки результатов трех измере1дай определяется значение фазоамплитудной погрешности (4).

Затем коммутатор 4 устанавливается в положение , в котором вход опорного канала (вход развязывающего блока 2.1) подключается ко входу аттенюатора 3, коммутатор 5 в положении Ь, в котором вход измерительного канала (вход развязывающего блока 2,2), подключается к выходу аттенюатора 3, а коммутатор 7 остается в положении а. Аттенюатор 3 устанавливается в нулевое положение и производится калибровка. После этого аттенюатором 3 устанавливается заданное ослабление амплитуды сигнала на входе измерительного канала и производится четвертое измерение (5).

После обработки результатов четырех измерешш определяется фазовый сдвиг, вносимый аттенюатором 3 (6),

Благодаря введению третьего измерения, осуществляемого при подключении входа Исследуемого канала непосредственно к сигнальному входу смесителя другого канала, на входе которого устанавливается заданное ослабление a mлитyды входного сигнала, и при совместной обработке результатов первого, второго и третьего измерений исключается фазовый сдвиг, вносимый аттенюатором, и учитывается составляющая фазоамплитудной погрешности, возникающая на входах смесителей, т.е. повышается точность определения фазоамплитудной погрешности.

Введение 1етвертого измерения, которое осуществляется при включении аттенюатора на входе исследуемого канала и установлении с его помощью заданного ослабления а тлитуды входного сигнала, и совместная обработка результатов первого, второго, третьего и четвертого измерений позволяют определить фазовый сдвиг, вносимый аттенюатором, с учетом фазового сдвига, возникающего на входах смесителей, т.е. повысить точность его определения ,

В предлагаемом способе точность определения фазоамплитудной погрешности и фазового сдвига, вносимого аттешоатором, не зависит ни от частоты, на которой производится определение указанных параметров, ни от типа используемого аттенюатора, а определяется разрещающей спосо.бностью исследуемого фазометра и стабильностью его показаний мелоду калибровками.

Формула изобретения

Способ определения фазоамплитудной погрешности фазометров, заключающийся -в том, что производят ослабление амплитуды сигнала на входе одного из каналов, проводят два измерения при частотах гетеродина, смещенных вниз и вверх относительно частоты входного сигнала на промежуточную частоту, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, проводят третье измерение, причем первые два измерения осуществляют при подаче на вход исследуемого канала сигнала с постоянной аьтлитудой, а на вход другого канала сигнала с амплитудой, соответствующей заданному ослаблению, третье измерение производят при установке частоты гетеродина такой же, что и в первом измерении, и подаче на вход исследуемого канала сигнала непосредственно с сигнального входа смесителя другого канала, на входе . которого устанавливают сигнал с амплитудой, соответствующей заданному ослаблению, значение фазоамплитудной погрешности вычисляют, складывая полусумму результатов первого и второго измерений с результатом третьего измерения.

uTs

Изобретение относится к фазоизмерительной технике. Может быть использовано для определения фдзоамплитудной погрешности фазометров с преобразованием частоты и фазовьк сдвигов, вносимых аттенюаторами. Цель изобретения - повышение точности определения погрешности фазометров достигается за счет исключения погрешностей связанных с преобразованием частоты входных сигналов. Данный способ заключается в следующем. Осуществляют ослабление амплитуды сигнала на входе одного из каналов и проводят два измерения при частотах гетеродина Jсмещенных вниз и вверх относительно частоты входного сигнапа на промежуточную частоту. Для достижения поставленной цели проводят третье измерение. Причем, если первые два измерения проводились при подаче на вход исследуемого канала сигнапа с постоянной аплитудой,а на вход другого канала сигнала с амплитудой, заданного ослабления, то третье из- g мерение - при установке частоты гетеродина, как и в первом измерении и подаче сигнала на вход исследуемого канала непосредственно с сигнального входа смесителя другого канала, на входе которого установлен сигнал с заданной амплитудой ослабления. Значение фазоамплитудной г/огрешности определяют, складывая полусумму результатов двух первьсх измерений с результатом третьего. 1 ил.