Устройство для измерения фазовых сдвигов Советский патент 1987 года по МПК G01R25/00 

2-5 и 10, согласующие элементы 6 и 7, ВЧ-ответвители 8 и 9, развязывающие аттенюаторы 13 и 14, усилители- ограничители 18 и 21, преобразователи 19 и 20 частоты, триггер 28, коммутатор 29, элемент И 30, 33 и 34, генератор 31 импульсов, реверсивный счетчик 37 и блок 38 управления. В устройство введены ВЧ-переключате- ли 11, 16 и 17, развяэьтаающий аттенюатор 15, усилитель-ограничитель 22, ответвитель 23 на три направления, преобразователь 24 частоты, сог1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности к фазометрии.Язобретение может быть использовано для автоматического прецизионного из ерения разности фаз, вносимой высокочастотными (ВЧ) элементами и ВЧ-трактами, без расчленения радиочастотных соединений.

Цел1ь изобретения - повьпиение точности измерения фазовых сдвигов.

Цель изобретения достигается за счет автоматического определения и компенсации дополнительных фазовых сдвигов, вносимых входными и выходными переключателями.

Fla фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит генератор 1, первый, второй, третий и четвертый . высокочастотные (ВЧ) переключатели 2-5, согласующие элементы 6 и 7,пер- вьй и второй ВЧ-ответвители 8 и 9, пятый и шестой ВЧ-переключатели 10 и 11, исследуемый высокочастотный объект 12, первый, второй, третий развязывающие аттенюаторы 13-15, седьмой и восьмой высокочастотные переключатели 16 и 17, усилитель- ограничитель 18, первый и второй преобразователи 19 и 20 частоты, второй и третий усилители-ограничи- и 22, ответвитель на три 23 третий преобразователь частоты 24, -третий согласующими элемент 25, первый, второй низкочастотные переклюласующий элемент 25, низкочастотЕше переключатели 26 и 27, делитель 32 частоты и элементы И 35 и 36. Устройство позволяет автоматически определять и компенсировать дополнительные фазовые сдвиги, вносимые входными и выходными ВЧ-переключателями. Обеспечивает высокочастотное измерение разности фаз, вносимой ВЧ-объек- тами, которые могут содержать любой набор каскадно включенных активных, пассивных и коммутирующих ВЧ-элемен- тов. ,2 табл. 2 ил.

чатели 26 и 27, первый триггер 28, коммутатор 29, элемент И 30, генератор 31 импульсов, делитель частоты 32, первьй, второй, третий, четвертый элементы И 33-36, реверсивный счетчик 37 и блок управления 38.

Первый выход генератора 1 ,н- нен с входом ВЧ-переключателя 11, первый выход которого соединен с

входом ВЧ-переютючателя 2. Выходы этого ВЧ-переключателя соединены с первыми выходами ВЧ-переключа- телей 4 и 3. Второй выход ВЧ-переключателя 3 соединен с согласующим элементом 6, а второй выход ВЧ-переключателя 4 - с элементом 7. Входы ВЧ-пере1слючателей 3 и 4 соединены с ответвителями 8 и 9. Первые выходы ответвитёлей 8 .и 9 соединены соответственно с входами ВЧ-переключате- лей 5 и 10. Первые выходы этих переключателей соединены между собой с помощью кабельной перемычки. Вторые

выходы ВЧ-переключателей 5 и 10 соединены соответственно с входом и выходом исследуемого ВЧ-объекта. Кроме второго выхода ВЧ-переключателя 5 к входу исследуемого ВЧ-объекта непосредств.енно подключены вход развязывающего аттенюатора 13 и выход раз- вязыв акицего аттенюатора 14. Кроме выхода ВЧ-переключателя 10 к выходу исследуемого ВЧ-объекта 12 непосредственно подключен вход развязывающего аттенюатора 15. Выходы развязывающих аттенюаторов 13 и 15 соединены с первым и вторым выходом ВЧ-пере

ключа.теля 17. Вход этого переключателя соединен с первым входом преобразователя частоты 24, выход которого соединен с входом усилителя-ограничителя 18. Вторые выходы ответви- телей 8 и 9 соединены с первыми вхо- да.ми преобразователей 19 и 20 частоты-, выходы которых соединены с входами усилителей-ограничителей 21 и 22. Вторые входы преобразователей |19, 24 и 20 частоты соединены с первым, вторым и третьим выходом ВЧ-от- ветвителя на три 23, вход которого соединен с вторым выходом генератора 1. Второй выход ВЧ-переключателя 11 соединен с первым выходом ВЧ-переключателя 16, второй выход которого соединен с согласукщим элементом 25. Вход этого переключателя соединен с

входом развязывающего аттенюатора 14. 20.ходов блока управления 38. . Выходы усилителей-ограничителей 21 В табл. 2 приведены эпюры выход- и 22 соединены с первыми входами низ- ных сигналов, поясняющие принцип кочастотных переключателей 26 и 27 работы блока управления, соответственно, а вторые входы этих Выходные сигналы блока управле- низкочастотных переключателей соеди- 25 ния формируются с помощью последова- нены с выходом усилителя-ограничите- тельности импульсов, формируемым ля 18. Выходы переключателей 26 и генератором 31 счетных импульсов. 27 соединены с входами триггера 28, Предлагаемое устройство последо- выходы которого соединены с входами вательно вьтолняет четьфе операции, коммутатора 29 выходов триггера. Вы- ЗО При этом для получения конечного ре- ход коммутатора 29 выходов триггера соединен с первым входом элемента И 30, а второй вход этого элемента - с выходом генератора 31 счетных импульсов. Кроме этого, выход гене ратора ,- 31 счетных импульсов соединен с входом блока управления 38. Выход элемента И 30 соединен с счетеым вхозультата необходимо провести семь измерений разности фаз при определенных положениях коммутационных органов устройства.

Рассмотрим работу устройства. Измерение разности фаз без расчленения радиочастотных соединений включает в себя (табл. 2) определе- мента И 33. Выход делителя 32 соеди- 40 фазового сдвига, вносимого иссле- нен с первым входом элемента И 34. дуемым ВЧ-объектом вместе с ВЧ-пере- Выходы элементов И 33 и 34 объединены и соединены с входами элементов И

дом делителя 32 и первым входом эле-

ключателями 10 и 11, которые установлены на его входе и выходе, при этом измерение производится с погрешностью соединены с соответствующими выхода- 45 рэсфазировки между измерительным и ми блока управления 38. Выходы эле- опорным каналами устройства (первая

35 и 36, управлякщие входы которых

ментов И 35 и 36 соединены соответственно с входами реверсивного счетчика 37. Вторые входы элементов И 33- 36 соединены с соответствующими вы- ходами блока управления 38. Входы управления ВЧ-перекпючателей 2,3,4, 5,10,11,17,16, входы управления низкочастотных переключателей 27, вход управления коммутатора выходов коммутатора 29, вход установки(О реверсивного счетчика 37 соединены с соответствуихцими выходами блока уп- равления 38. Делитель частоты 32

предназначен для деления числоим- пульсного кода, формируемого элементом И 30, на число два.

По мере формирования числоимпульс- ные коды ,| или N. накапливаются в реверсивном счетчике 37, а затем фиксируются в нем. Режим работы реверсивного счетчика сложения (вычитания) числоимпульсного кода задается блоком управления 38. Параллельный двоичных код, зафиксиро- ванньй на выходах реверсивного счетчика 37, представляет собой результат измерения исследуемой разности фаз.

Блок управления 38 формирует необходимые сигналы, обеспечивающие син- хронную работу устройства.

В табл. 1 приведены состояния выходов блока управления 38. . В табл. 2 приведены эпюры выход- ных сигналов, поясняющие принцип работы блока управления, Выходные сигналы блока управле- ния формируются с помощью последова- тельности импульсов, формируемым генератором 31 счетных импульсов. Предлагаемое устройство последо- вательно вьтолняет четьфе операции, При этом для получения конечного ре-

зультата необходимо провести семь измерений разности фаз при определенных положениях коммутационных органов устройства.

операция, первое измерение); определение величины расфазировки между измерительным и опорным каналами устройства и автоматическая коррекция предьщущего результата измерения, после вьшолнения этой операции фиксируется значение исследуемого фазового сдвига Lp с погрешностью, вно- СИМОЙ ВЧ-переключателями 10 и 5, при этом определение расфазировки между измерительным и опорным каналами устройства и коррекции предыдущего ре- -зультата измерения производится одно512

временно (вторая операция,второе и тре тье измерение);определение фазового сдвига, вносимого входным ВЧ-переклю чателем 5 и автоматическая коррекция результата второй операгщи (третья операция, четвертое и пятое измерение); определение фазового сдвига, вносимого выходным.ВЧ-переключателем 10 и автоматическая коррекция результата третьей операции и фиксация ко- нечного результата измерения разност фаз без расчленения радиочастотных соединений (четвертая операция, шестое и седьмое измерение).

Рассмотрим первую операцию. При вьшолнении этой операции кoм ryтaци- онные органы устройства установлены в положения, которые показаны на фиг. 1. Сигналы, формируемые блоком управления 38, описаны в табл, 1 и представлены на фиг. 2. Количественные соотношения, имеющие место при проведении этой операции приведены в соответствующей строке табл. 2. В результате выполнения первой операхда и на выходах реверсивного счетчика 37 фиксируется Д1юичный код Nj.,,, , значение которого соответствует фазовому сдвигу.

Ч сх„ Р б-Ч А б +Ч вым (1) гДе ср - разность фаз между входом и выходом исследуемого ВЧ- объекта 12;

,, + Ф2,

Ч дА фазовый сдвиг, вносимый

опорным каналом устройст- ва (канал А), который содержит ответвитель 8, преобразователь частоты 19, усилитель-ограничитель 21, ВЧ-липии связи опорного канала, триггер 28;

,

Ч иЕ, фазовый сдвиг, вносимьй

измерительным каналом устройства (канал В), который содержит ответвитель 8,преобразователь частоты 20, усилитель-ограничитель 22, ВЧ-линии связи измерительного канала, триггер 28; Ч вк фазовый сдвиг, вносимый

входным БЧ-переключателем 5 и ВЧ-лилиями связи, сое- диняквдими его вход с ответ- вителем.8, а его первый выход - с входом исследуемого ВЧ-объекта;

Cf

вых

-e-y-o фазовый сдвиг, вносимьй выходным ВЧ-переключателем 10 и ВЧ-линиями связи, соединяющими его вход с ответ- вителем 9 и его первый выход с выходом исследуемого ВЧ-объекта 12j фазовый сдвиг, вносимый от- ветвителями 8 и 9;

tPji. фазовый сдвиг, вносимый

усилителями-ограничителями

21 и 22; 4 i4iM io Фазовьш сдвиг, вносимый

преобразователями 19 и 20

частоты;

1 MO

Cpjg |(f - фазовый сдвиг, вносимый

триггером 28 по входу канала А и В соответственно; лй1Ч лв фазовый сдвиг, вносимый ВЧ- линиями связи опорного и измерительного канала устройства соответственно. При этом НЧ-переключатели 26 и 27 не вносят заметных дополнительных фазовых сдвигов. Таким образом, в результате первой операции произведено измерение разности фаз между выходами ответвителей 8 и 9, которые соединены с входами преобразователей 19 и 20 частоты. Из выражелия (1) следует, что для точного определения фа

зового сдвига (Lp необходимо опредеить и компенсировать фазовые сдвиги

Ч А . данном устрой- стве компенсация этих фазовых сдвигов осуществляется последовательно в последующих трех операциях.

Рассмотрим вторую операцию (табл. 2). Во втором измерении блок управления 38 устанавливает коммутационные органы устройства в положения, указанные во второй строке

5

0

5

табл. 1. При проведении второй операции исследуемый ВЧ-объект 12 исключается из схемы измерения с помощью ВЧ-переключателей 10 и 5. Во втором измерении сигнал генератора 1 проходит через кабельную перемычку в прямом направлении, т.е. от от- ветвителя 8 к ответвителю 9. При этом на выходе делителя 32 формируется числоимпульсньш код N , значению которого соответствует фазовЕ 1й

Ц) + tPe + CJift

сдвиг ср , где Cf фазовый сдвиг, вносимый ВЧ-переклю- чателями 10 и 5, кабельной перемычкой и ВЧ-линиями связи, соединякяци- ми ВЧ-переключатели 10 и 5 с ответ7

внтелями 8 н 9. Код N поступает на реверсивный счетчик 37, который работает в режиме вычитания. После второго измерения на выходах реверсивного счетчика 37 фиксируется двоичный код N;,-N. В третьем измерении блок управления 38 устанавливает коммутационные органы устройства в положения, указанные в третьей строке табл. 1. При этом сигнал генератора 1 проходит через кабельную перемычку в обратном направлении, т.е. от ответвителя 9 к ответвите- лю 8. В этом случае разность фаз между входом опорного и измерительного каналов равна 360 Ч а обратном выходе триггера 28 формируется прямоугольный импульс, длительность которого прямо пропорциональна фазовому сдвигу

2cf 360° - (360 -q)tCf,-cf,

Ч -срб Ч в. Соответственно на выходе делителя

32 сформируется числоимпульсньш код N5, значение которого соответствует фазовому сдвигу

,Ч ь

2

N,

Если из кода N вычесть код i-., то разность этих кодов равна величине расфазировет между измерительным и опорным каналами устройства. Разность фазовых сдвигов равна

c e-Cfft.

Дпя того, чтобы компенсировать величину Cfe - срд реверсивный счетчик 37 во втором измерении должен работать в режиме вычитания число- импульсного кода Nj, а в третьем измерении - в режиме сложения число- импульсного кода NJ. После третьего измерения на выходах реверсивного счетчика 37 фиксируется двоичный код

N

счз

N, - (N,, - N,). N, - N + N,

Этому коду соответствует фазовьй сдвиг

сч,М х с вх Ч вых.

В результате вьтолнения второй операции определена текущая величина расфазировки tfg л между измерительным и опорным каналами и откор2870368

ректирован результат первой операции.

Рассмотрим третью операцию (табл. 2). В четвертом измерении блок управления 38 устанавливает коммутационные органы устройства в положения, указанные в .четвертой строке табл. 1. Для проведения четвертого и пятого измерения используется первый вспомогательный канал устройства. Этот канал содержит развязывающий аттенюатор 13, БЧ-пере- ключатель 17, преобразователь частоты 24, усилитель-ограничитель 18 и вносит фазовый сдвиг

10

fS

о

q c 4,,4,,,4Cf,g4q)cf,j

35

40

где Cf

1Э

20

25

ч-л фазовый сдвиг, вносимый развязывающим аттенюатором 13;

фазовый сдвиг, вносимый ВЧ-переключателем 17; фазовый сдвиг, вносимый преобразователем частоты 24;

фазовый сдвиг, вносимый усилителем-ограничителем 18; Cf. - фазовый сдвиг, вносимый

,7 Ч-.б30

4

ВЧ-линиями связи первого вспомогательного канала устройства.

В четвертом измерении сигнал генератора 1 проходит в прямом направлении, т.е. от ответвителя 8 к входу исследуемого ВЧ-объекта 12. В результате этого измерения на выходе делителя 32 формируется числоимпульсный код Нд, значению которого соответствует фазовый сдвиг

- 2

4

При этом на выходах реверсивного счетчика 37 фиксируется двоичный код Nc4 N, - N + N, - N.

В пятом измерении блок управления 38 устанавливает коммутационные органы устройства в положения, указанные в пятой строке табл. 1. В пятом измерении сигнал генератора 1 проходит в обратном направлении, т.е. от входа исследуемого ВЧ-объекта 12 к ответвителю 8. Для этого используются ВЧ-переключатели 2 и 16 и раз- вязываниций аттенюатор 14. В этом случае разность фаз между входами первого вспомогательного и опорного

9,

каналов устройства равна 360 %х На обратном выходе триггера 28 формируется прямоугольньш импульс,длительность которого прямо пропорциональная базовому сдвигу 360 - (360 -t J M :,-Q,

, Чб..

Соответственно на вькоде делителя 32 формируется числоимпульсный код N, значение которого соответствует

Ч вх- Р с- У л фазовому сдвигу .

Сумма кодов N,+N5 соответствует фазовому сдвигу . Сумме кодов N + + N5 соответствует фазовый сдвиг f-Pi + IPs Ч вх- При этом текущая рас- фазировка между первым вспомогатель опорным каналами устройства

ным и

РС fi вносит погрешности в ре- зу.{1ьтат вьшолнения третьей операции Дня того, чтобы компенстровать величину Ц) g, в четвертом и пятом измерении реверсивный счетчик работает в режиме вычитания числоимпульсных кодов Ni, и N. После пятого измерения

37

N,

на выходах реверсивного счетчика фиксируется двоичный код - N + N - №,j - N5. Этому коду соответствует фазовый сдвиг С + В результате выполнения тре OQlX

тьей операщ1и определения и компенсирована величина фазового сдвига, которую вносят входно ВЧ-переключа тель 5 и ВЧ-лишш связи, соединяющи этот переключатель с другими ВЧ-эле ментами устройства.

Таким образом, без расчленения радиочастотных соединений исключена первая составляющая методической погрешности измерения разности фаз,которая присуща устройству-прототипу

Рассмотрим четвертую операцию (табл. 2). В шестом измерении блок

управления 38 устанавливает коммута

ционные органы устройства в положе- |Ния, указанные в щестой строке |табл. 1. Для проведения четвертой bnepaiJjiH используется второй вспомогательный канал устройства, которьш содержит развязьшающий аттенюатор 15, ВЧ-переключате1ль 17, преобразователь частоты 24, усилитель-ограничитель 18, Этот канал вносит текущий фазовый сдвиг

,5, ,

где Ср

16

- фазовый сдвиг, вносимый ВЧ-переключателем 17 в

tfl c Втора

НИИ,

12 к

10

положении, противоположном, положению, указанному на фиг. 1; фазовый сдвиг, вносимый ВЧ-линиями связи второго вспомогательного канала устройства.

шестом измерении сигнал генера- 1 проходит в прямом направле- т.е. через исследуемый объект ответвителю 9. В результате

шестого измерения на выходе делителя 32 формируется числоимпульсный код Ng, значению которого соответст- 5 вует фазовый сдвиг

,

Рвых в-М с

20

При этом на выходе реверсивного счетчика 37 зафиксируется двоичный код

0.,--.

- N.

N,-N,N,

В седьмом измерении блок управления 38 устанавливает коммутационные органы устройства в положения, указанные в седьмой строке табл. 1. В седьмом измерении сигнал генератора 1 проходит в обратном направлении, т.е. от ответвителя 9 к выходу исследуемого ВЧобъекта. При этом сигнал генератора 1 не подается на вход исследуемого ВЧ-объекта 12. Вход этого тракта подключен к согласующему элементу 25. В седьмом измерении разность фаз между входами измерительного и второго вспомогательного каналов устройства равна 360 вых- В результате этого измерения на выходе делителя 32 cфop шpyeтcя число- импульсный код N-, значению которого соответствует фазовый сдвиг ср

Сумма кодов N, +

N равна фазовому сдвигу . Сумме кодов N +

NT + f-Pr

0

5

соответствует фазовьй сдвиг Ср,

iBblX

При этом текущая расфазировка между измерительным и вторым вспомогательным каналами устройства ср Ч с не вносит погрешности в результат выполнения четвертой операции. Для того, чтобы компенсировать величину в шестом и седьмом измерениях реверсивный счетчик 37 работает в режиме вычитания.числоимпульсных кодов

N, и N

После седьмого измерения на вькодах реверсивного счетчика фиксируется двоичньш код

N

СЧ7

N, - N,, + N, - N4 - N - N,,

Этому коду соответствует фазовый сдвигсрс, Ср)( .

В результате выполнения четвертой операции определена и компенсирована величина фазового сдвигаС(1ву,, котору вносит ВЧ-переключатель 11 и ВЧ-ли- нии связи, соединяющие этот переключатель с другими ВЧ-элементами устройства.

Таким образом, без расчленения радиочастотных соединений исключена вторая составляющая погрешности измерения разности фаз, которая присуща устройству-прототипу.

Предлагаемое устройство потенциально имеет минимальные систематические погрешности измерения разности фаз (абсолютных фазовых сдвигов),которое производится при стационарном под1шючении фазометрического устройства к объекту измерения.

В силу того, что предлагаемое устройство работает на одной фикси

пч

его погрешрованной частоте f ность, обусловленная некратностью периода исследуемого колебания 1/ff,i, и временной базы (время однократного измерения), существенно меньше,чем у аналогичных фазометров, работаюш 1х в диапазоне частот, за счет выбора временной базы кратной величине 1/f . При практической реализации предлагаемого устройства эта погрешность может быть снижена до необходимой величины также за счет увеличения временной базы и (или) частоты f исследуемых напряжений.

Поэтому определим только случайную погрешность ( измерения фазового сдвига cpjj , которая обусловлена погрешностью квантования фазового (временного) интервала, формируемого триггером 28, Погрешность квантования фазового (временного) интервала вносит случайный характер и при однократном измерении распределена по закону Симпсона, Максимальная погрешность квантования равна о

,К -Щ-пч:

эл,,

где К - цена единицы младшего разряда выходного двоичного

кода Nj. , который формирует предлагаемое устройство. Тогда среднеквадратическая погрешность однократного измерения равна

(3. б --- ;

где 1

1, , .,,7 номер однократного измерения фазового сдвига, производимого предлагаемым устройством.

Если, величина Ь; - текущая абсо- лютная погрешность квантования при однократном измерении, то текущая абсолютная погрешность измерения разности фаз Q равна

20 й , +U,

+ &, + &4 +

ь + л +

+ hj .

Так как, величина ((о представляет собой сумму семи случайных величин,

распределенных по за кону Симпсона, то с практической точностью можно утверждать, что она распределена нормально. Исходя из этого, нетрудно определить среднеквадратическую

и максимальную погрешность конечного результата разности фаз

гг

(величина U определена с доверительной вероятностью, близкой к 0,9973),

Определим условие эффективного спользования предлагаемого устройства, Дпя этого определим и сопоста - вим максимальную погрешность измерения предлагаемого устройства и устойства-прототипа, В силу, того,что алгоритм функционирования устройства-прототипа состоит из трех опера- ций, аналогичных операциям, которые выполняет предлагаемое устройство, то максимальная случайная погрешность устройства-прототипа равна

С учетом систематических составляющих погрешности cpg исрд, , вносимых входными н выходными ВЧ-перекпю- чателями 10 и 11, максимальная погрешность устройства-прототипа равна Л „,, (.fex ( + 2К. Определим величины cpj и срц, в зависимости от частоты (длины волны А C/f, где С - скорость распространения электромагнитных колебаний в ВЧ-пе- реключателях 10 и 11 и геометрической длины ВЧ-переключателей 10 и 11 f. Конечная геометрическая длина f ВЧ-перек,пгочателей приводит к дополнительному фазовому сдвигу

в. вых (360..Я/С, эл.

С учетом последнего, максимальная погрешность устройства-прототипа равна

&пр 2 (360-f )/С + 2К.

гОпределим частоту f, при которой максимальные погрешности обоих устройств равны

f f

Р 2-360 t

Из последнего равенства следует,что при определенных значениях величин К и f на частотах f fp предлагаемое устройство имеет лучшую точност, чем устройство-прототип. При этом, чем выше диапазон рабочих частот, тем более эффективно предлагаемое устройство по отношению к прототипу. Последнее положение нетрудно подтвердить численным примером. Пусть К 0,1% а г 0,002 м. Тогда f р л 21 МГц. Следовательно, при f 2fp 42 МГц максимальная погрешность устройства-прототипа в два раза больше максимальной погрешности предлагаемого устройства. При увеличении времени измерения в предошгаемом устройстве за счет уменьшения промежуточной частоты f,| (при прочих равных условиях) область эффективно

го использования предлагаемого уст

ройства можно сместить в область более низких частот.

В предлагаемом устройстве исключены две составлянхцие погрешности, присущие прототипу, за счет чего су- щественно увеличена точность измерения разности фаз. Кроме того, в предлагаемом устройстве обеспечено высокоточное измерение разности фаз,вно

5

0

5

Q 0 г

5

0

.

симой ВЧ-объектами, которые могут содержать любой набор, каскадно включенных, активных, пассивных и коммутирующих ВЧ-элементов.

При использовании предлагаемого устройства в качестве фазометра,когда фазовые сдвиги измеряются вручную, оно обеспечивает достоверное и высокоточное измерение разности фаз в пассивных и микрополосковых ВЧ-уст- ройствах, которые нашли широкое применение в радиотехнике. Устройство обеспечивает высокоточное оперативное измерение разности фаз (не требующее ручной калибровки измерителя) между двумя любыми точками этих устройств. Это может сзтцественно улучшить качество разработки, изготовления и эксплуатации полосковых ВЧ- устройств.

Формула изобретения

Устройство для измерения фазовых сдвигов, содержащее генератор, пять высокочастотных переключателей, два согласующих элеме(гта, два ответвите- ля, два аттенюатора, два преобразо- ватапя частоты, два усилителя-ограничителя, два низкочастотных переключателя. Три элемента И, триггер, коммутатор, генератор импульсов, реверсивный счетчик, блок управления, причем первый выход блока управления соединен с входом управления первого высокочастотного переключателя, второй выход блока управле1шя соединен с входами управления второго высокочастотного переключателя и первого низкочастотного переключателя, третий выход блока управления соединен с входом управления пятого высокочастотного переключателя, четвертый выход блока управления соединен с управляюищм входом четвертого высокочастотного переключателя, первые выходы первого и второго ответвите- лей соединены соответственно через первый и второй преобразователи частоты с первым и вторым уештите- лями-ограничителям, вторые выходы этих же ответвителей через соответственно четвертьш и пятьм высокочастотные переютючатели соединены с клеммами для подключения исследуемого объекта, первые выходы второго и третьего высокочастотных переключателей соединены соответственно с первым и вторым согласующими элемен

тами, а первые выходы четвертого и пятого высокочастотных переключателей соединены между собой перемыч- койэ вторые выходы второго и третьего высокочастотных переключателей соединены соответственно с первым и вторым выходами первого высокочастотного переключателя, выходы триггера через коммутатор соединены с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с генератором импульсов и входом блока управления, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с пятым выходом блока управления, шестой выход блока управ- ления через третий элемент И соединен с выходом второго элемента И, отличающееся тем, что, с повышения точности измерения, в него введены шестой, седьмой восьмой высокочастотные переключатели, третий аттенюатор, третий согласующий элемент, третий преобразователь частоты, третий усилитель-ограничитель, два низкочастотных переключателя, делитель частоты, два элемента И, ответвитель на три направления, при этом выход генератора соединен с входами шестого высокочастотного переключателя и ответви- теля на три направления, выходы которого соединены с вторыми входами первого, второго и третьего преобра- зователей частоты, седьмой выход блока управления соединен с управляющими входами шестого и седьмого высокочастотных переключателей, первые выходы которых объединенБ, а вторые выходы соединены соответственно с входом первого высокочастотного переключателя и третьим согласующим элементом, входы первого и третьего аттенюаторов объединены и подключе- ны к первой клемме для подключения исследуемого объекта, а вход второго аттенюатора соединен с второй клем

5

0 5 0 5

0

5

мой для подключения исследуемого объекта, управлякя1у1й вход третьего высокочастотного переключателя соединен с первым выходом блока управления, восьмой выход которого соединен с входами управления восьмого высокочастотного и первого низкочастотного переключателей, выходы первого и второго аттенюаторов соответственно соединены с входами восьмого высокочастотного переключателя, которого через последовательно соединенные третий преобразователь частоты и третий усилитель-ограничитель подключен к вторым входам первого и второго низкочастотных переключателей, выхо ды которых соединены соответственно с входами триггера, а вторые входы низкочастотньпс переключателей соединены с выходами первого и второго усилителей-ограничителей соответственно, девятый выход блока управления соединен с управлякяцим входом второго низкочастотного переключателя, управляющий вход коммутатора соединен с вторым выходом блока управления, десятьш выход которого соединен с входом Сброс реверсивного счетчика, счетные входы которого соединены с выходами соответственно четвертого и пятого элементов И, первые входы которьк объединены с выходом второго элемента И, вторые входы четвертого и пятого элементов И соответственно соединены с одиннадцатым и двенадцатым вькодами блока управления, выход первого элемента И через делитель частоты соединен с вторым входом третьего элемента И, выход второго высокочастотного переключателя соединен с входом первого ответвителя, а выход третьего высокочастотного ; переключателя соединен с входом второго ответвителя, выход третьего аттенюатора соединен с входом седьмого высокочастотного переключателя, а выходы реверсивного счетчика являются информациоиньмивыходами устройства.

П р и н е ч а n и е. Логическому О соответствуют сигналы управления ВЧ-переключателяня 2-5,10,11, 17, 16, НЧ-переключатепей 26 и 27 н коммутатора 29 выходов триггера, которые устанавливают эти переключатели в положения, показанные на фнг. 1, Логическая I соответствует сигналам управления ВЧ-переключателей 2-5, 10, II, 17, 16, ПЧ-лереключателей 26 и 27 н коммутатора 29 выходов триггера, которые устанйв- ливают эти переключатели в положе1шя противоположные, показанным на фиг. 1, Логическим 1 (О) соответствуют сигналы управления элементов И 33-36, которые открывают (закрывают) эти элементы, разрешая (запрещая) прохождение сигнала.

Измерения фазового сдвига,вносимого. ясследуемьп 1 ВЧ-объ- ектом с ВЧ-переклю- чатепями ка его входе н выходе

Измерение и копией- сация расфазировкн между ояоркьт в мерителькыи таиалами устройства

С лож е- N.

. 4 -4 a - «„.

Ч„ Ч ,ы,

Вычи- NJ такие

Ч,

.- .M-e-V,,

Ч вы.

Ч сиг Ч с.-Ч г с«-Ч , в-Ч „ Ч,,.Ч

Сложе- N, . «c.,-N.-N,N, ние.- сч, . г ..,,

т б л-я ц t t

Таблица 2

. 4 -4 a - «„.

Ч„ Ч ,ы,

Ч вы.

Ч,

.- .M-e-V,,

Ч сиг Ч с.-Ч г с«-Ч , в-Ч „ Ч,,.Ч ,.

19

1287036

20 Продолжение табл 2

Изобретение может быть использовано для автоматичеркого прецизионного измерения разности фаз, вносимой высокочастотными (ВЧ) элементами и ВЧ-трактами. Цель изобретения - повышение точности измерения фазовых сдвигов. Устройство содержит генератор 1, ВЧ-переключатели (Л с su 38 00 о 00 Од