Измеритель добротности сверхвысокочастотного резонатора Советский патент 1988 года по МПК G01R27/26 

ел

IsD

СЛ

Изобретение относится к радио- измерительной технике. Цель изобретения - повьпиение быстродействия. Устр- во содержит СВЧ-г-р 1, амплитудный модулятйр 2, исследуемьй резонатор 3, синхронный детектор 4, модулирующий г-р 6, фазометр 6. Для автоматической подстройки частоты СВЧ-г-ра 1 на собственную частоту резонатора 3 между выходом детектора 4 и первым входом введенного фазового детектора () 9 включен узкогтолосный усилитель 7 второй гармоники модулирующего сигнала. На вторпй вход ФД 9 поступает сигнал, получаемьй в введенном умножителе частоты (УЧ) 8. Напряжение с выхода ФД 9 поступает на управ - ляющий вход СВЧ-г-ра 1, и т. обр. осуществляется подстройка частоты г-ра 1 на собственную частоту резонатора 3. Г-р 5 выполняется с кварцевой стабилизацией. УЧ 8 выполнен на полупроводниковых диодах по схеме двухполупериодного выпрямления с последующим вьщелением второй гармоники сигнала. На выходе УЧ 8 подключен фазовращатель, необходимый для выбора определенного фазового сдвига сигнала, поступающего на вход ФД при начальной его регулировке. 3 ил. « (Л

. 1

Изобретение относится к ралиоиз- мерительной технике и может быть использовано для измерения нагруженной добротности и собственноу часто- ты свер хвысокочастотного резонатора.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема измерителя до- бротности сверхвысокочостотного резонатора; на фиг. 2 и 3 - электри- ческие схемы соответственно умножителя частоты и фазового детектора, входящих в измерител добротности сверхвысокочастотного резонатора.

Измеритель добротно -ти сверхвысокчастотного резонатора содержит сверх высокочастотньш (СВЧ) генератор 1, лмплитудньй. модулятор 2, исследуе- мый резонатор 3, синхронный детектор 4, модулирующий генератор 5, фазометр 6. Усилитель 7 второй гармоники модулирующего сигнала, у.5ножитель 8 частоты, фазовый детектор 9.

Измеритель добротности сверхвысокчастотного резонатора работает сле- ДУЮ1ЦИМ образом.

Поступающий от СВЧ генератора 1 в амплитудный модулятор 2 гармони- ческий сигнал под действием модулирующего генератора 5 модулируется по амплитуде и далее воздействует на исследуемьп резонатор 3. После прохождения через исследуемьш резонатор 3 амплитудно-модулированное колебание поступает на один из входов си1гхронного детектора 4, на другой вход которого подается опорньп сигнал от СВЧ генератора 1. Затем про- детектированньп сигнал с синхронного детектора 4 поступает на один из входов фазометра 6, на другой вход которого подается сигнал с модулирующего генератора 5. Измеряемая фазо- метром 6 величина фазового сдвига огибающей амплитудно-модулированного сигнала характеризует величину добротности исследуемого резонатора З.Если частота СВЧ генератора 1 совпадает с собственно 1 частотой резонатора 3 и исключены нелинейные искажения в модуляторе 2 и синхронном детекторе 4, а модулирующий генератор 5 вырабатывает гармонические колебания, то на выходе синхронного детектора 4 напряжение будет также гармоническим. 1 случае, когда эти частоты не совпадают на выходе синх

O 5

05

0„ г

5

0

5

Р01ПЮГО ;1етектора 4, кроме ocuoBfion гармоники, появляются и высшие гармоники частоты модуляции. Фазы что- рой гармоники частоты модуляции по обе стороны расстройки относительно собственной частоты исследуемого резонатора 3 отличаются друг от друга на 180 . Эта особенность используется для автоматической подстройки частоты СВЧ генератора 1 на собственную частоту резонатора 3. Лля этого меж,г;у выходом синхронного детектора 4 и первым входом фазового детектора 9 включен узкополосный усилитель 7 второй гармоники модулирующего сигнала. На второй вход фазового детектора 9 поступает сигнал второй гармоники частоты модуляции, получаемьи в умножителе 8 частоты, с выхода фазового детектора 9 напряжение поступает на управляющий вход СВЧ генератора 1, и таким образом осуществляется подстройка частоты генератора 1 на собственную частоту резонатора 3.

Лля нормальной работы предлагаемого измерителя добротности необходимо обеспечить высокую стабильность частоты модуляции и минимальный уровень нелинейных искаженш в модулирующем генераторе 5, амнлитудном модуляторе 2, синхронном детекторе 4. Поэтому модулирующий генератор 5 выполняется с кварцевой стабилизацие, а на его выходе включается фильтр ннжт-гх. частот из индуктивно-емкостных элементов с ослаблением во второй гармонике не менее 60 дБ. Выбором рабочей точки полупроводникового СВЧ диода при одновременном уменьшении ампли- тугД модулирующего напряжения за счет использования компенсированного двойного тройника можно снизить уровень второй гармоники в амплитуд}юм модуляторе 2 по сравнению с уровнем первой гармоники до 60 дБ. В качестве демодулятора СВЧ амплитудно-моду- лированного сигнала используется синхронньв1 детектор 4. С помощью регулируемого фазовращателя, являющегося одним из элементов СВЧ генератора 1 и подключе}И1ого к опорного сигнала последнег о, обеспечивается компенсация вносимого СВЧ трактом фазового сдвига и тем самым достигается максимум сигнала на выходе синхронного детектора 4.

31Д

Умиожитс ль 8 частоты выполнен на полупроиодчикстных диодах по схема диу- -люлл-периодмого выпрямителя (фиг.2) с последующим выделением второй гармоники сигнала на регистр 10 с помощью резонансного контура 11, настроенного на вторую гармонику частоты модуляции и подкдюченного через сопротивление. На выходе умножителя 8 частоты подключен фазовращатель (}ie показан) , необходимьй для выбора опрсде. юпного фазового сдвига сигнала, поступаетцего на вход фазового детектора 9 при начальной его регулировке.

Фазовьп детектор 9 выполнен на полупроводннкопьгх диодах по схеме, изображе |}1ой ил фиг. 3.

Форм у л а изобретения

Измеритель добротности сверхвысокочастотного резонатора, содержащий последовательно соединенные сверх- высокочастотньо генератор, амплитудный модулятор, выход которого слуячит

5ятя подключошя исследуечрго резонатора, и последовательно С1 едине11- ные синхронный детектор, вход которого служит для подключения выхода исследуемого резонатора, фазометр, модулирующий генератор, первый ныход которого соединен с основным входом фазометра, а второй выход - с управ- ляющим входом амплитудного модулятора, управляющий ВЕ.1ХОД сверхвысокочас- тотного генератора соединен с опор- HiiiM входом синхронного детектора, о т л и ч а ю ui и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него -введены последовательно соединенные усилитель второй гармоники модулирующего сигнала, фаэопьсй детектор, опорный вход которого соединен с вы- ходом введенного умножителя частоты, вход усипителя второй гармоники мо- дулируетцего сигнала подключен к выходу синхронного детектора, вход умножителя частоты подключен к перьо- му выходу модулирующего генератора, а выход фазового детектора соединен с управляющим входом сверхвысокочастотного генератора.

аг.2

SlI

ИФиг.