Устройство для измерения фазовых флюктуаций сигналов генераторов Советский патент 1990 года по МПК G01R25/00 

1

(21)4444897/24-21

(22)20.06.88

(46) 30.05.90. Бюл. К 20

(72) О.М.Артюх, И.Б.Кавальчук,

В.С.Стакроцкий и А.Я.Чабань

(53)621.317(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1267279, кл. G 01 R 25/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР Э 875300, кл. G 01 R 25/00, 1981.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ ФЛЮКТУАЦИИ СИГНАЛОВ ГЕНЕРАТОРОВ

(57)Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности измерения фазовых флюктуации сигналов генератора - достигается введением в устройство блока 2 сложения, градуированного аттенюатора 3, усилителя 4, делителя 7 мощности, измерителя 14 мощности, регулируемых аттенюаторов 1, 6 и 11. Устройство содержит также фазовый детектор 8, фильтр нижних частот, перестраиваемый генератор 10, анализатор 12 спектра, регулируемый фазовращатель 5, индикатор 13 синхронизма автоподстройкн, вольтметр 15. 1 ил.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение чувствительности измерения фазовых флюктуаций сигналов генератора - достигается введением в устройство блока 2 сложения, градуированного аттенюатора 3, усилителя 4, делителя 7 мощности, измерителя 14 мощности, регулируемых аттенюаторов 1,6 и 11. Устройство содержит также фазовый детектор 8, фильтр нижних частот, перестраиваемый генератор 10, анализатор 12 спектра, регулируемый фазовращатель 5, индикатор 13 синхронизма автоподстройки, вольтметр 15. 1 ил.

сп

0

со

Ј

Изобретение относится к радиоиэ- мерительной технике и может быть использовано в измерителях спектра фазовых (частотных) флюктуации сигналов генератора.

Цель изобретения - повышение чувствительности измерения фазовых флюктуации сигналов генератора.

На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства.

Устройство для измерения фазовых флюктуации содержит аттенюатор 1,вход которого соединен с входом устройства для измерения фазовых флюктуа- ций, блок 2 сложения, один из входов которого соединен с выходом аттенюатора 1, градуированный аттенюатор 3, вход которого соединен с одним из выходов блока 2, усилитель 4, вход ко- торого соединен с выходом градуированного аттенюатора 3, фазовращатель 5, вход которого соединен с другим выходом блока 2, аттенюатор 6, вход которого соединен с выходом фазовра- щателя 5-, делитель 7 мощности, вход которого соединен с выходом усилителя 4, фазовый детектор 8, входы которого соединены соответственно с выходом делителя 7 мощности и выходом аттенюатора 6, последовательно соединенные фильтр 9 низкой частоты, перестраиваемый генератор 10, причем вход фильтра 9 низкой частоты соединен с выходом фазового детектора 8, аттенюатор 11, вход которого соединен с выходом перестраиваемого генератора 10, анализатор 12 спектра и индикатор 13 синхронизма автоподстройки, входы которых соединены с выходом фазово- го детектора 8 и входом фильтра 9 низкой частоты, индикатор 14 мощности, вход которого соединен с вторым выходом делителя 7 мощности, вольтметр 15, вход которого соединен с вы- ходом фазового детектора 8.

Устройство для измерения фазовых флюктуации работает следующим образом

В исходном положении исследуемый (не показан)и перестраиваемый 10 re- нераторы выключены, аттенюаторы 1, 3, 6, 11 закрыты.

Процесс измерения состоит из двух этапов: на первом этапе проводят подготовку к измерениям, на втором - собственно измерения.

Подготовка к измерениям заключается в установке необходимых уровней сигналов, поступающих от исгледуемо

j 0 5 Q

g

,

5

го генератора и перестраиваемого генератора 10 через аттенюаторы 1, 11 соответственно на блок 2 и, в свою очередь, формирующих сигналы, поступающие через аттенюатор 3, усилитель 4, делитель 7 мощности на индикатор

14мощности и один из входов фазового детектора 8, а также через фазовращатель 5, аттенюатор 6 на второй вход фазового детектора 7. При этом аттенюаторы 3, 6 обеспечивают необходимое для проведения калибровки соотношение уровней сигналов на входах фазового детектора 8, а фазовращатель 5 - такую работу исследуемого генератора и генератора 10, при которой сигналы указанных генераторов

в цепи аттенюатор 3 - усилитель 4 сдвинуты .по фазе на 180 один относительно другого, а в цепи фазовращатель 5 - аттенюатор 6 синфазны.

Установку необходимых уровней сигналов исследуемого генератора и перестраиваемого генератора 10 проводят следующим образом.

Включают исследуемый генератор, переключают фазовый детектор 8 в режим амплитудного детектирования, полностью открывают аттенюатор 6, устанавливают показание U вольтметра

15равным 0,5 показания, соответствующего максимально допустимому уровню сигнала, подаваемому на фазовый детектор 8.

Затем переключают фазовый детектор 8 в режим фазового детектирования, при этом показание вольтметра 15 равно нулю. Открывают аттенюатор 3 до заметного отклонения показания вольтметра 15 от нуля, фазовращателем 5 устанавливают максимальное показание вольтметра 15, последовательно, в несколько приемов повторяют операции, открывая аттенюатор 3 и подстраивая на максимум показание вольтметра 15 фазоврапателем 5 до тех пор, пока показание U2 вольтметра 15 не установится равным 0,5 показания U,, при этом запоминают показание U2 и показание Р измерителя 14 мощности. Отсчитывают и запоминают ослабление ДК градуированного аттенюатора 3, ПОЛЬЗУЯСЬ его шкалой. аэовращате- лем 5 устанавливают показание индикатора 14 напряжения рапным нулю. Выключают генератор испедуемого сигнала и включают перестраиваемый генератор 10. Аттенюатор-м устанавливают

показание измерителя 14 мощности равным Pf , при этом показание вольтметра 15 будет равно нулю. Включают исследуемый генератор и, подстраивая частоту перестраиваемого генератора 10, добиваются режима синхронизма в кольце фазовой автоподстройки. Режим синхронизма фиксируется по индикатору 13 синхронизма. В режиме синхронизма на выходе 1 блока 2 сложения будет иметь место сигнал, определяющийся следующим выражением:

U,(t)

Н1вд sin w t+ ««.в У2 и

«sin(W t+dlf),

где U..„- сигнал на первом входе блоI В А

ка 2 сложения;

12 - сигнал на втором входе блока 2 сложения.

При сдвиге фаз равном п-1Г , где ,3,5,7,..., происходит подавление несущей сигнала U (t) на выходе 1 блока 2 на 20-30 дБ. Глубина подав- ления несущей регулируется аттенюатором II, а необходимый фазовый сдвиг устанавливается подстройкой частоты перестраиваемого генератора 10 в небольших пределах с сохранением ре- жима синхронизма в кольце фазовой автоподстройки.

На выходе 2 блока 2 сигнал будет определяться следующим выражением:

U,(t) sin .. ПV2

sin(W0t+ uty,

где Ujgx- сигнал на первом входе блока 2;

U gx сигнал на втором входе блока 2.

Если сдвиг фаз д ц сигналов

У

и один относительно другого на

/2

выходе 1 блока 2 составляет п.1Г, где ,3,5,..., то на выходе 2 блока 2 сдвиг фаз между сигналами

-1 и --J- будет составлять k-T,

ii /I

где ,2,4,..., т.е. будет осуществляться сложение указанных сигналов.

Измерение фазовых флюктуации проводится анализатором 12 спектра путем измерения эффективного значения

V.°

ее

10

15

20

25 30

где Fp-1 Гц;

Fac- полоса пропускания анализатора спектра.

Предельная чувствительность измерения уровня фазовых флюктуации на фазовом детекторе определяется следующим выражением:

WF.-VF. + + «„„„(P.), (3)

П Р

«X

К. К,

гегм а

где 5(Г„) - амплитудные шумы сигнала;

е- 25 г30

35

40

А

г Г„

Чиэ 5НЧ(ГЙ)

Вх

WV

коэффициент подавления амплитудных шумов на фазовом детекторе; избыточные шумы диодов фазового детектора; шумы УНЧ анализатора спектра;

коэффициент ослабления сигнала в схеме до фазового детектора; мощность сигнала на входе фазового детектора; коэфАициент детектирования;

коэффициент усиления по мощности усилителя 4; уровень тепловых шумов усилителя 4.

45

50

55

Формула изобретения

Устройство для измерения фазовых флюктуации сигналов генераторов, содержащее фазовый детектор, последовательно соединенные фильтр нижних частот и перестраиваемый генератор, анализатор спектра, вход которого подключен к выходу фазового детектора и входу фильтра нижних частот, регулируемый фазовращатель, индикатор синхронизма автоподстройки, вольтметр, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности измерения фазовых флюктуации, в него дополнительно введены блок сложения, градуированный аттенюатор, усилитель, Делитель мощности, измеритель мощности и три регулируемых аттенюатора,

715679948

причем входы блока сложения черезделитель мощности и последовательно

соответственно первый и второй атте-соединенные фазовращатель и аттеню нюаторы подключены к входу устройст-атор к входам фазового детектора, I

ВР для измерения фазовых,флюктуациивход измерителя мощности подключен

и выходу перестраиваемого генерато-к второму выходу делителя мощности,

ра, а выходы подключены соответствен-а вход вольтметра и вход индикатора

но через последовательно соединенныесинхронизма автоподетройки подключе1 градуированный аттенюатор, усилитель,ны к выходу фазового детектора.