Способ калибровки селективных измерительных приборов Советский патент 1990 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для использования в автоматизированных селективных измерительных системах, может быть использовано при калибровке анализаторов спектра (АС), измерительных приемников векторных вольтметров, анализаторов цепей, имеющих следящие генераторы (СГ).

Цель изобретения - повышение производительности и упрощение способа калибровки.

На фиг.1 приведены графики зависимости амплитуды переменного напряжения от времени и импульсного сигнала с известным уровнем первой гармоники от времени.

Способ калибровки селективных измерительных приборов включает следующие последовательно выполняемые операции: настраивают прибор на заданную частоту, формируют следующий синусоидальный сигнал с неизменным уровнем в диапазоне частот (фиг.1а); формируют из синусоидального следящего сигнала импульсный сигнал с известным уровнем первой гармоники в диапазоне частот (фиг.16); подают следящий сигнал к входу калибруемого прибора; измеряют уровень следящего сигнала на заданной частоте; устанавливают усиление прибора; отключают следящий сигнал от входа прибора.

Измерение исследуемого сигнала на заданной частоте с использованием результатов калибровки осуществляется iв следующей последовательности: подключают исследуемый сигнал; измеряют исследуемый сигнал; производят индикацию результата измерений.

В соответствии с данным способом из синусоидального следящего сигнала формируют импульсный сигнал с известным уровнем первой гармоники в диапазоне частот (фиг.16).

§

Ё

Следящий сигнал формируется путем гетеродинного преобразования опорного сигнала, частота которого равна промежуточной частоте (ПЧ) прибора, и гетеродинного сигнала прибора. Уровень первой гармоники следящего сигнала известен и стабилен в диапазоне частот. Установку на известную величину и стабилизацию в диапазоне час- тот уровня первой гармоники осуществляют путем ограничения амплитуды следящего сигнала до известного и стабильного в диапазоне частот уровня.

Подключение к входу прибора следя- щего сигнала дает возможность калибровать усиление и АЧХ-прибора на заданной частоте с погрешностью, определяемой погрешностью установки уровня первой гармоники следящего сигнала и его неравномерностью в диапазоне частот, Калибровка прибора заключается в измерении на заданной частоте уровня первой гармоники следящего сигнала и установке усиления тракта прибора та- ким образом, чтобы измеряемый уровень отклика на экране АС был равен известному уровню первой гармоники следящего сигнала.

Амплитуда первой гармоники сигнала на фиг.16 определяется выражением т II

А -1

-т/г

где - период следования импульса с выхода СГ; S(t) - аналитическое выражение выходного сигнала СГ;

| S(t)cos()dt, (1)

частота внутреннего следящего импульса,

сг

(t)

1 г% :.arccos().

Е, -Ј--« -и- - tlcos(wcrt),-arccos(|)-r;

t

Л ти«t --шсг

(2)

- уровень ограничения импульсного сигнала} 50

- максимально возможная амплитуда импульсного сигнала.

Подставляя (2) в (О, получают

U 2Е . , - Е ч А -7J- + (arccos-rv-) U , Е N U - ---arccos(---) - -ft-

Ј

si.n(2arccos-r.-) .

(3)

Выражение (3) показывает, что при сильном ограничении (Е YLf), когда форма выходного сигнала стремится к форме меандр

Л - Л - -2Е Л 1 ЛЛЛ jjT

(4)

«

« 5

5

0

0

0

5

где А - амплитуда первой гармоники сигнала типа меандр с уровнем Е.

При уровнях ограничения Е, сравнимых с амплитудой выходного синусоидального сигнала U, амплитуда первой гармоники А 1 выходного сигнала СГ отличается от величины А по (4).

Амплитуда первой гармоники сигнала СГ (фиг.16) относительно амплитуды первой гармоники сигнала типа меандр определяется выражением:

ДА, 201g-f-M-, (дБ), (5 а 1

Подставляя (3) и (4) в (5), получают

ДА. ZOlgb/ --„-- + 2sin(arccoBi)- l L K,- Karccos(-) - sin(2arccos-)|) , (дБ),

1 K 2KJJ (6)

где К U/E - коэффициент, определяющий уровень ограничения.

Экспериментальные исследования показали, что в диапазоне частот 100 - 110 МГц, изменение уровня первой гармоники сигнала СГ составляет величину +0,15 дБ, в диапазоне до 200 МГц + +0,2 дБ.

Таким образом, предлагаемый способ калибровки селективных измери- тельных приборов позволяет увеличить быстродействие калибровки в автоматическом режиме (время калибровки по предлагаемому способу 0,5-5 с, по известному 1-10 с) в 2 раза, быстродействие калибровки в ручном режиме в 4 раза (1-5 мин в прототипе, 15- 75 с в предлагаемом способе); упрощает калибровку - используется примерно в 2 раза меньше операций, а также упрощает процесс измерения и учета калибровочных данных, что приводит к увеличению быстродействия из5158

мерительных режимов прибора (сокращается количество операций, связанных с настройкой прибора и вычислением поправочных коэффициентов по сравнению с известным способом, что сокращает время калибровочного процесса, уменьшает количество измерений, механических операций, обусловленных подключением и отключением калибраторов).

Формула изобретения

Способ калибровки селективных измерительных приборов, включающий фор- мирование следящего синусоидального сигнала с неизменным в диапазоне частот уровнем и с частотой сигнала,равной частоте настройки прибора, измерение уровня следящего сигнала на за- данной частоте, установку номиналь- ного усиления измерительного прибора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и упрощения способа, из синусоидального сигнала формируют импульсный сигнал

576

с известной амплитудой А первой моники, равной г/г

А - - 1 S(t)cos(wcrt)dt,

где сг - период следования импульса с выхода следящего генератора; S(t) - аналитическое выражение выходного сигнала следящего генератора; wcr - частота внутреннего следящего генератора калибруемого прибора;

Е, 0 t arccoe(|); S(t) - Ucos(wr,r.t),arcos(Ј)t ---;

WC7 U 0, f /2u, fiVtt ;

2ш

ef

E - уровень ограничения импульсного сигнала;

U - максимальная амплитуда импульсного сигнала.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при калибровке анализаторов спектра, имеющих следящий калибратор. Цель изобретения - упрощение способа и увеличение его производительности. Способ предусматривает формирование импульсного сигнала с известным и неизменным в диапазоне частот уровнем первой гармоники и частотой, равной частоте настройки прибора, измерение уровня следящего сигнала на заданной частоте и установку номинального коэффициента усиления измерительного прибора. 1 ил.

Я Я

2(всг (сг jfc arc cos(Ј)

г/г

(tier