Устройство для калибровки уровней высокочастотных сигналов Советский патент 1989 года по МПК G01R35/00 

Как известно, измерение на постоянном 20 деления регулируемого аттенюатора 2,

токе имеет гораздо большую точность, чем на переменном. На частотах выше 300 МГц напряжение опорного генератора 1 представляет собой сигнал, полученный с помощью умножения системой импульсной ФАПЧ, и лежит в диапазоне 600-1500 МГц.

Нижняя граница выходного напряжения определяется возможностью СП 3 и имеет величину 0,1 - 0,5 мВ.

Система 14 АПФ отслеживает угол в 90е между моментами перехода через ноль сигнала на выходе устройства и строб-импульсом с выхода ФСИ 13 и осуществляется следующим образом. Частота следования строб-импульсов определяется коэффициентом деления ДПКД 11, на вход которого поступает сигнал с выхода опорного генератора 1, через схему ИЛИ 9,а с выхода ДПКД 11 сигнал поступает через ЭУФ 12 на ФСИ 13, выходными импульсами которого осуществляется стробирование сигнала на выходе устройства. Информация о разности фаз между выходным сигналом и строб-импульсами переносится на промежуточную частоту путем подачи сигнала с выхода устройства н а ГПЧ 16, ас выхода ФСИ 13 на СП 17, на другие же входы ГПЧ 16 и СП 17 поступает сигнал от ПГ 15. Сигнал промежуточной частоты с выхода ГПЧ 16 поступает на усилитель-ограничитель 21, обеспечивающий динамический диапазон устройства до 80- 100 дБ, и далее через ФПЧ 22 - на вход фазового детектора 20. Сигнал с выхода СП 17 через ФПЧ 18 и регули руемый фазовращатель 19 поступает

0

задаем необходимый выходной уровень.

В режиме формирования прямоугольного сигнала с заданной амплитудой на переключатель 7 и схему ИЛИ 9 по- 5 дается команда Вкл., и в работе устройства (по сравнению с работой в режиме гармонического сигнала) происходят следующие изменения.

Импульсный сигнал с уровнем, равным уровню максимального выходного сигнала устройства, детектируется пиковым детектором 6 и измеряется с высокой точностью вольтметром 8 постоянного тока. В этом случае пиковый детектор 6 работает на линек- ном участке своей амплитудной характеристики, в результате чего на выходе устройства устанавливается максимальная амплитуда прямоугольного сигнала с высокой точностью. Здесь регулируемый аттенюатор 2 имеет нулевое ослабление.

5

0

5

Регулируя фазовый сдвиг , вносимый фазовращателем 19, устанавливают на индикаторе. 26 максимальное показание, равное максимальной амплитуде выходного сигнала U „, устройства. В этом случае система 14 АПФ- работает по углу

пм °

. VJ ,

Сигнал от опорного генератора 1 подается на УЭФ 12 через удвоитель 10 частоты. В этом случае частота строб-импульсов в два раза выше, i чем частота выходного сигнала, а частота выходного прямоугольного сигнала равна частоте опорного генератора 1 при коэффициенте целения ДПКД 11 равном единице.

Регулируя фазовращателем 19 фазовый сдвиг, устанавливают необходимый момент стробирования гармонического сигнала на входе СП 3, при этом аттенюатор 2 имеет нулевое ослабление, а амплитуда выходного прямоугольного сигнала Uw определяется выражением Um UHsin(wt + ц) ,

где U| - начальный максимальный уровень сигнала на входе СП 3. Строб- импульсы, следующие через половину периода входного сигнала СП 3, открывают ключ строб-преобразователя и на выход проходит уровень, соответствующий значению опорного сигнала в момент действия строб-импульса. Этот уровень заряжает элемент 4 памяти, который сохраняет его до прихода следующего строб-импульса. Очередной строб-импульс приходит через половину периода, поэтому напряжение на элементе 4 памяти сменится на противоположное по знаку:

sin( ц + 1Г) -sin ч .

Сформированный сигнал через согласующий каскад 5 поступает на импульсный выход устройства. Задаваема фазовращателем 19 разность q преобразуется в ПФК 24 в код, который обрабатывается процессорным устройством в блоке 25 по алгоритму

UM UHsin ц .

Таким образом, цифровой индикатор 26 показывает амплитуду выходного CHI- нала устройства.

Предлагаемое устройство (по сравнению с известными) обладает более высокой точностью в диапазонах амплитуд и частот, так как в нем нет основной операции, ведущей к погрешности установки выходного уровня, - ослабление амплитуды выходного сигнала после его формирования. Кроме того, время установления амплитудного значения прямоугольного сигнала определяется лишь периодом сигнала опорного генератора 1, что значительно меньше, чем время установления уровня в известных системах стабилизации напряжения, из которого затем формируется импульсный сигнал. При этом „сохраняется высокая точность калибп ровки уровня.

0

5

Формула изобретения

Устройство для калибровки уровней высокочастотных сигналов, содержащее

опорный генератор, первый выход которого подключен через регулируемый аттенюатор к выходу гармонического сигнала устройства, к первому входу системы автоматической подстройки фазы и к первому входу первого строб-преобразователя, второй вход которого подключен к второму входу системы автоматической подстройки фазы и к выходу формирователя строб5 импульсов, выход строб-преобразователя через элемент памяти подключен к согласующему каскаду, при этом вход формирователя строб-импульсов соединен с выходом электронно-управляемого фазовращателя, управляемый вход которого подключен к выходу управляющего сигнала системы автоматической подстройки фазы, и вольтметр постоянного тока, отличающееся тем, что, ic целью расширения функциональных возможностей, в него введены пиковый детектор, переключатель, схему ИЛИ, удвоитель частоты и делитель частоты с переменным коэф0 фициентом деления, причем второй выход опорного генератора подключен к первому входу схемы ИЛИ непосредственно, а к второму входу через удвоитель частоты, еще один вход схемы

5 ИЛИ является управляющим входом устройства и подключен к третьему входу переключателя, а выход схемы ИЛИ через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен

0 с входом электронно-управляемого фазовращателя, при этом информационные выходы и системы автоматической подстройки частоты подключены к первому и второму входам преобразовате5 ля фаза-код, выход которого через пересчетный блок соединен с входом цифрового индикатора, кроме того, выход согласующего каскада является выходом прямоугольного сигнала уст0 ройства и подключен к первому входу переключателя непосредственно, а к второму входу через пиковый детектор, а выход переключателя соединен с вольтметром постоянного тока.

Изобретение может быть использовано для получения калиброванных по амплитуде гармонических и прямоугольных сигналов типа "меандр". Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет стробирования необходимого мгновенного значения гармонического сигнала строб-преобразователем 3, причем момент стробирования задается с помощью схемы ИЛИ 9, удвоителя 10 частоты, делителя 11 частоты с переменным коэффициентом деления, электронно-управляемого фазовращателя 12 и формирователя 13 строб-импульсов. Момент стробирования поддерживается системой 14 автоматической подстройки фазы. Малое время установления задаваемой амплитуды выходного сигнала достигается за счет того, что на входе строб-преобразователя 3 всегда имеется гармонический сигнал и нет необходимости в установке какого-либо уровня сигнала. 1 ил.