Устройство для измерения неидентичности фазочастотных характеристик Советский патент 1991 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть исползовано для измерения с высокой разрешающей способностью неидентичнос- ти фазочастотных характеристик четырехполюсников .

Целью изобретения является повышение разрешающей способности измерения неидентичности фазочастотных характеристик путем точного совмещения частот испытательных сигналов в выбранной точке характеристик образцового и исследуемого четырехполюсников, а также за счет примене- ния селекции, на частоте коммутации, что позволяет выявить малые отклонения переменной составляющей частоты коммутации.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - график, поясняющий работу устройства.

Устройство для измерения неидентичности фазочастотных характерис- тик четырехполюсников содержит высокочастотный перестраиваемый генератор 1 и генератор 2 качающейся частоты, выходы которых подсоединены к первому и второму входам электронно- го коммутатора 3, управляемый вход которого подсоединен к выходу генератора 4 коммутирующих импульсов,выход электронного коммутатора 3 через широкополосный усилитель 5 с автома- тической регулировкой усиления подсоединен одновременно к входам образцового 6 и исследуемого 7 четырехполюсников, выходы которых через усилители-ограничители 8 и 9 подклю- чены к соответствующим входам перемножителя 10, выходом подключенного одновременно через селективный усилитель 11 на частоту коммутации к первому входу синхронного детектора 12, вторым входом подключенного к выходу генератора 4 коммутирующих импульсов и через фильтр 13 нижних частот к входу цифрового фазометра 14, выход синхронного детектора 12 подключен к первому входу индикатора 15, второй вход которого подключен одновременно к управляемому входу генератора 2 качающейся частоты и к выходу прогрйммно-управляемо- го генератора 16 модулирующего напряжения.

Устройство работает следующим образом.

ВЫХОДНОЙ ГИГНаЛ TJblroVM l ТТОГИОГ 1

перестраиваемого генес.иор 1 имг. вид

и, (t) - um,cos(o)0t +q,), (i)

где (J - начальная Фаза сигнала.

На выходе генератора 2 к тчающейся частоты, перестройка частоты которого осуществляется напряжением, поступающим на его управляемый вход с выхода генератора модулирующего напряжения, формируется частотно-модулированный испытатечъный сигнал, который описывается внр. ленмсм

U.(t) (at +i(,in9t +lfz)t

(2)

где . - начальная фаза сигнала; &У - индекс модуляции.

Сигналы, описываемые выражениями (1) и (2), поступают на нходы электронного коммутатора 3,

В первый полупсриод коммутации электронного коммутатора 3, управляемого импульсами, поступающими с выхода генератора 4 коммутирующих импульсов, сигнал, описываемый выражением (1), проходит через широкополосный усилитель 5 с автомагической регулировкой усиления и подается одновременно на вход образцового 6 и исследуемого 7 четырехполюсников, фазочастотные характеристики которых приведены на фиг.2.

При прохождении через образцовый 6 и исследуемый 7 четырехполюсники сигнал, описываемый выражением (1), приобретает дополнительные фазовые сдвиги ipj (Q0), (Q0)

u3(t) и COP|«OL nj,+cpj(g0)f

(3) U(t) Um, Мр, +

+ («0).(4)

Сигналы, описываемые выражениями (3) и (4), поступают через отдельные усилители-ограничитепи 3 и 9 на соответствующие входы перемпожителя 10. Постоянное напряженно на выходе перемножителя 10 изменяется пропорционально разности Фаз при изменении частоты (х)0 в пределах полосы пропускания образцового 6 и исследуемого 7 четырехполюсников и хлрактери зует неидентичность их ф.гючагтотных характеристик

(со0) (ov -cj1 , Ч

Ifx(t00) -G)4ut,(5)

где Дс - задержка сигнала в обрчч- ЦОРОМ четырехполюснике d. Во второи полупериод коммутации испытательный сигнал, описываемый выражением (2), подается на входы образцового 6 и исследуемого 7 четырех полюсников, на выходах которых сигнал приобретает дополнительные фазовы сдвиги ( (U) и (О (СО) . Этот сигнал поступает на входы перемножителя 10, постоянное напряжение на выходе которого также изменяете-- пропорционально разности фаз при изменении частоты rj в пределах полосы пропускания четырехполюсников 6 и 7 и характеризует неидентичность их Ф,а- зочастотных характеристик

ДФ„({0) cpv (W) - (to)

If (W) -Wit.

Постоянные напряжения, изменяющиеся пропорционально неидентичности фазочастотных характеристик образцового 6 и исследуемого 7 четырехполюсников, поступают через фильтр 13 нижних частот и измеряются цифровым фазометром 14.

За один период работы электронного коммутатора 3 на выходе перемножителя 10, кроме постоянных напряжений, изменяющихся пропорционально разности Фаз, описываемых выражениями (5) и (6), возникает также и переменная составляющая напряжения частоты коммутации, амплитуда которого изменяется на величину, пропорциональную разности

к (и) - AlpH (G)e) Cfx(Q) -(Х(Ц) + (GOo-Q)ut. (7)

Из выражения (7) следует, что дополнительный член (G00 -Q)t является компенсирующим, поэтому для измерения неидентичности базочастотных характеристик на любой частоте в пределах полосы пропускания останавливают генератор 2 качающейся частоты на интересуемом участке Фазочастотных характеристик (фиг.2, точка А) и из- меняют частоту высокочастотного перестраиваемого генератора 1 до наступления равенства QO - Q , что эквивалентно переносу точки А в точку А.

е

10

15

20

25

30

35

40

Прц -... Ч ,.( U I i,-м( ,Ц 1 lilряжгни частоты . v i ации Н i i чл перечпо И i стя 1), ко-орлч ньдг- c« селективным у с или лом 11, -мг-ро н- ным на частоту коммутации, раон,1 HV лю, т.е.

tfy (G3) - Срх(0)) П или Cfx ftO)

- CG3) .

Затем раскачивают частоту 1л) генератора 2 качающейся частоты вокруг точки А в интересуемых пределах,что приводит к пропорциональному изменению амплитуды переменной гостапляюч еп частоты коммутации, которая через селективный усилитель 11 поступает на первый вход синхронного детектора 1, второй вход которого подключен к пыхс- ду генератора 4 коммутирующих импульсов .

В результате синхронного детектирования напряжение на гыходе синхронного детектора 12 изменяется пропорционально неидентичности фазочастотных характеристик вокруг точки А в пределах раскачиваемой по. осы и поступает на первый вход индикатора 15, вторым входом подключенного к выходу программно-управляемого генератора 16 модулирующего напряжения. Если в качестве индикатора 15 использовать электрочно-лучекой осциллограф, то на экране наблюдается интересующая неидентичность фазочастотных характеристик в выбранных участках.

Таким образом, осуществляя перестройку частоты генератора 2 качаюWHM

до

5

0

щейся частоты в пределах от СО COwatcH останавливая генератор в интересуемых участках неидент,ичности фаз-очастотньгх характеристик четырехполюсников, можно путем изменения частоты высокочастотного и перестраиваемого генератора 1 скомпенсировать Olfy на любой частоте рабочего диапазона, добиваясь равенства нулю переменной составляющей частоты коммутации при Јt const, путем раскачивания частоты вокруг выбранной точки, измерить неидентичность указаьных характеристик с помощью цифрового фазометра 14 и наблюдать ее на экране индикатора 15 с высокой разрешающей способностью.

Формула изобретения

Устройство для измерения неидентичности фазочастотных характеристик, содержащее генератор качающейся частоты, индикатор, образцовый четырехполюсник, клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника и перемножитель, отличаю щее- с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности, в него дополнительно введены высокочастотный перестраиваемый генератор, электронный коммутатор, генератор коммутирующих импульсов, широкополосный усилитель с автоматической регулировкой усиления, два усилителя - ограничителя селективный усилитель, синхронный детектор, фильтр нижних частот, цифровой фазометр и программно-управляемый генератор модулирующего напряжения, причем выход высокочастотного перестраиваемого генератора подключен к второму входу электронного коммутатора, первый вход которого подключен к выходу генератора качаюгаен0

5

0

5

ся частоты, а управляемый вход - к выходу генератора коммутирующих импульсов, выход электронного коммутатора через широкополосный усилитель с автоматической регулировкой усиления подключен к входу образцового четырехполюсника и входной клемме для подключения исследуемого четырехполюсника, выходная клемма для подключения которого и выход образцового четырехполюсника через усилители- ограничители подключены к входам перемножителя, выход которого подключен через фильтр нижних частот к входу цифрового фазометра, а через селективный усилитель к первому входу синхронного детектора, второй вход которого подключен к выходу генератора коммутирующих импульсов, выход синхронного детектора подключен к первому входу индикатора, второй вход которого подключен к выходу программно-управляемого генератора модулирующего напряжения и к входу генератора качающейся частоты.

Изобретение может быть использовано для измерения неидентичности фазрчастотных характеристик четырехполюсников. Цель изобретения - повышение разрешающей способности. Эта цель достигается за счет точного совмещения частот испытательных сигналов в двух тактах в выбранной точке характеристик образцового 6 и исследуемого 7 четырехполюсников,также за счет применения селекции на частоте коммутации, что позволяет выявить малые отклонения переменной составляющей частоты коммутации. Устройство содержит два высокочастотных перестр иваемих генератора 1 и 2, |Юдк юченных к входам электронного коммутатора 3, управляемым входом соединенного с выходом генератора 4 коммутирующих импульсов. Выход электронного коммутатора 3 через широкополосный усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления подключен одновременно к входам образцового 6 и исследуемого 7 четырехполюсников, выходы которых через отдельные усилители-ограничители 8 и 9 подключены к входам перемножителя 10. Переменная составляющая частоты коммутации, изменяющаяся пропорционально неидентичности, выделяется селективным усилителем 11 и поступает на вход синхронного детектора 12, а постоянная составляющая через фильтр 13 нижних частот поступает на вход цифрового фазометра 14. Выходное напряжение синхронного детектора 12 поступает на первый вход индикатора 15, вторым входом подключенного одновременно к выходу программно-управляемого генератора 16 модулирующего напряжения и к входу генератора 2 качающейся частоты. 2 ил. Ј (Л С& N3 С& Ј 00

У,

мин

мин

Moi

О)

УопШмакс

(Риг. Z

Составитель Н.Михалеь Редактор И.Горная Техред Л.КравчукКорректор М.Демчик

-- - .- ---. --. - - в. .„.„- ..

Заказ 276Тираж 409Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

О)