Способ определения коэффициентов передачи четырехполюсников с преобразованием частоты Советский патент 1990 года по МПК G01R27/28 

31 четырехполюсник 5 с преобразователем частоты,. двуканальный индикатор 6 отношений. Устройство для измерения сумму ко эффициентов передачи содержит генера тор 3 вспомогательного сигнала, исследуемый четырехполюсник 4, опорный четырехполюсник 5, индикатор 6 отношений, генератор 7 дополнительного сигнала высокой частоты ш и делитель 8 дополнительного сигнала. Способ осуществляют следующим образом,, В начапе производится калибровка индикатора 6, выполнягацего вычитание амплитуд одного входного Сигнапа из другого. Целью калибровки является определение на частоте Wj знака раз ности, полученной в результате, вычит ния амплитуд входных сигналов,. т,е, определения каналов, играющих роль уменьшаемого и вычитаемого в разности. Для этого на входы сигналь ного и опорного каналов индикатора отношений 6 подают через 3 дБ делитель сигнала с частотой ш. Вводят фиксированную величину ослабления последовательно в каждый канал и за- тем путем переключени:я входов индика тора 6 добиваются положения, чтобы амппитуда сигнала на сигнальном вхо де вычиталась из амплитуды сигнала- н опорном .входе. Калибровка осуществляется для каж дого конкретного устройства один раз в процессе сборки и настройки. Процесс измерения производится в два этапа. На первом этапе, применяя схему измерений, приведенную на фиг,1, находят разность коэффициентов передачи испытуемого 4 и опорного 5 четы рехполюсников с преобразователем час тоты. Для этого испытательньй сигна и., высокой частоты генератора ,t, где Urt -т,амплитудное значение, сигнала U , с помощью делителя 2 делят пополам и подают один - U, на вход испытуемо го четьфехполюсника 4 с- преобразова- телем частоты а другой иI подают на вход .опорно8го четырехполюсника 5 с преобразователем частоты Uw, . Y sinu, t, в которых эти сигналы преобразуются с помощью сигнала Uj генератора 3 со вспомогательной частотой и/. , sinw-t 2Z где и - амплитудное значение сигнала и . играющего роль гетеродина, в сигналы контролируемой промежуточной частоты cuj, сигнал из которой снимается с выхода испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты и опорной промежуточной частоты, также равной cUj , сигнал U которой снимается с выхода опорного четырехполюсника 5 с преобразователем частоты. Преобразование в четырехполюсниках 4 и 5 с преобразователем частоты может происходить как путем сложения,, так и вычитания частот входных сигналов, т,ев отвечать выражению и;, Положим, что в рассматриваемом случае имеет место преобразование вида UJ,- ы Тогда сигнал на выходе испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты имеет вид: K;sin(u),-wi)t К sin uJjt, где и. сигнал на выходе испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты; его амплитудное значение; коэффициент передачи испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты. Сигнал на выходе опорного четырехполюсника 5 с преобразователем частоты имеет вид и -|-- -К,sin (w,-Wi) t tJ.wi „ . a --- K, Sin Uljt, где Of сигнал на выходе опорного четырехполюсника 5 с преоб разователем частоты; и - его амплитудное значение; К. коэффициент передачи опор ного четырехполюсника 5 с преобразователем частотьт Контролируемый сигнал промежуточной частоты с выхода испытуемого четьфехполюсника 4 с преобразователем частоты подают на сигнальный вход индикатора б отношений, а опорный сигнал промежуточной частоты с выхода опорного четырехполюсника 5 с преобразователем частоты подают на опорный вход индикатора 6 отношений, сигнал на входе которого является вы читаемым по отношению к сигналу на сигнальном входе, В подавлягацем большинстве индикаторов отношений с целью расширения их динамического диапазона измерений амплитуд сигналов осуществляется математическая операция логарифми рования входных сигналов, в этом случае процесс измерения разности амплитуд входных сигналов описывается математическим выражением ЛА 20 Ig. -Ц 20 Ig и;-2б lgU К - К „(в. дБ).

из где 20 Ig - десятичный логарифм

и J отношения амплитуд напряжения входных сигналов в децибеллах;

А - разность коэффициент тов передач испытуемого 4 и опорного 5 четырехполюсников с преобразователем частоты с учетом ее знака.

На втором этапе, применяя схему, измерений, приведенную на фнг,2, находят сумму коэффициентов передач испытуемого 4 и опорного 5 четырехполюсников с преобразователем частоТЫ|Г В этой схеме измерений опорный : четырехполюсник 5 с преобразователем частоты включают последовательно с входом испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты. При этом опорный четырехполюсник 5 оказывает-. 15

После опорного четырехполюсника 5 с преобразователем частоты сигнал описывается выражением

- sinCtOj+oOj)

t

к, 2

Uf

.

sincjj,t

К к -2

|(Щ

де и - и и

текущее и амплитудное значение сигналов после преобразования в опорном четырехполюснике с преобразователем частоты 4,

После испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты сигнал описывается выражением:

tf

и rvi 1.

sin()t

к «К,Т7 .к -2-211.

SiniAj t X о 2 ся осратновключенным так, что дополнительный сигнал подается на его выходной разъем. Такое включение , так как у установившемся режиме работы электрические характеристики любого устройства с преобразователем частоты определяются амплитудой сигнала от гетеродина (генератора 3), включение которого на фиг,1 и 2 остается неизменным. При этом устройство с преобразователем частоты (смеситель относительно входа и вьгеода представляет собой линейный обратимый четыгрехполюсник, . Дополнительный сигнал U с частотой UJj sj.noi),,t,. где UrM3 амплитудное значение U, с помощью делителя 8 делят пополам Ug на, опорный и подают один 5 с преобразователем че тырехполюсник частоты Т1кг1з . --- . а другой IJi подают непосредственно на опорный вход индикатора 6 отношений„ . и г 2 sinixijt . сигнал на выходе испытуемого четырехполюсника 4 с преобразователем частоты;. К- - коэффициент передачи испы туемого четырехполюсника 4 с преобразователем частКд - коэффициент переда.чи опор ного четырехполюсника 5 е с преобразователем частоп в индикаторе 6 отношений процесс измерения описывается так же математическим вьфажением, что и на первом этапе, С учетом того, что после дели теля 8 амплитуды сигналов и1 и з и равны, с помощью индикатора 6 отношений измеряют сумму коэффици- .jBHTOB передач испытуемого 4 и опорного 5 четырехполюсников с преобразо вателем частоты. 20 Ig из 2А « 20 1;g Ко (в дБ), - 20 Ig Uj где А - сумма коэффициентов передач испытуемого 4 и опорного 5 четырехполюсников с преобразователем частоты с учетом ее знака, В результате измерения разности и суммы коэффициентов передачи Hciiiтуемого 4 и опорного 5 четырехпрлюсников с преобразователем частоты по лучают систему уравнений относитель но измеряемого коэффициента передачи К в виде

I

/1А К;, - KO

2А « к X Кв,

после решения которой измеряемый коэффициент передачи К испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты 4 определяют из математического выражения 1

ЛА+1А.

-, дБ

К

/1 А ) разность коэффициентов передачи исследуемого и опорного четырехполюсников; - сумма коэффициентов переда.чи исследуемого и опорного че тырех пол юснико в, 8 AL,t2. ггттп 2LAbJ с учетом знаков слагаемых. Формула изобретения Способ определения коэффициентов передачи четырехполюсников с преобразованием частоты, эаключаюцийся в том, что испытательный сигнал высокой Частоты преобразуют включенными в прямом направлении опорным и исследуемым четырехполюсниками и сравнивают ам-,г ппитуды их выходных сигналов на первой промежуточной частоте,в логарифмическом масштабе путем вьгаитания, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерения, определяют йеличину и знак разности коэффициентов передачи исследуемого и опорного четырехполюсников, вычитая на первой промежуточной частоте амппитуду выходного сигнала опорного четырехполюсника из амплитуды выходного сигнала исследуемого четырехполюсника, формируют дополнительный сигнал, частота которого равна частоте первой промежуточной частоте, и преобразуют его обратно- включенным опорным четырехполюсником на вторую промежуточную частоту, равную частоте испытательного сигнала, а затем включенным в прямом направлении исследуемым четырехполюсником на первую промежуточщгю частоту и, вычитая дополнительньтй сигнал из этого сигнала, определяют сумму коэффициентов передачи исследуемого и опорного четырехполюсников, а коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника определяют по формуле

ФигЛ

Изобретение может быть использовано для измерения коэффициентов передачи СВЧ-четырехполюсников с преобразователями частоты. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается путем исключения погрешности измерителя отношения напряжений. Для этого определяют разность коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты. Формируют дополнительный сигнал и преобразуют его обратновключенным опорным четырехполюсникам с преобразователем частоты в высокочастотный сигнал. Преобразуют высокочастотный сигнал в прямовключенном испытуемом четырехполюснике с преобразователем частоты в сигнал с частотой, равной частоте дополнительного сигнала. Сравнивают преобразованный сигнал с дополнительным сигналом. Находят сумму ΣA коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты. Определяют коэффициент передачи испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты по формуле K X=ΔА+ΣA/2 (дб) с учетом знака слагаемых, где K X - коэффициент передачи испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты

ΔА - разность коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты

ΣA - сумма коэффициентов передачи испытуемого и опорного четырехполюсников с преобразователем частоты. 2 ил.

Фиг. 2