Устройство для измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников Советский патент 1992 года по МПК G01R27/28 

со

с

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и является усовершенствованием устройства, описанного в авт. св. № 918890. С целью измерения комплексных коэффициентов отражения гетеродинного входа четырехполюсника с преобразованием частоты в устройство введены опорный смеситель СВЧ 6, направленный ответви- тель 4, согласованная нагрузка 5. регулирующий элемент 10. 1 ил.

VI

g

а

ел

Ю

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 918890.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения комплексного коэффициента отражения гетеродинного входов четырехполюсника с преобразованием частоты.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения амплитудно-частотных и фазочастот- ных характеристик четырехполюсников.

Устройство содержит генераторы 1 и 2 качающейся части, блок 3 управления, направленный ответвитель 4 отраженной волны, исследуемый четырехполюсник 5 с преобразованием частоты, смеситель 6 СВЧ, смеситель 7 фазовой автоподстройки частоты, блок 8 фазовой автоподстройки частоты, согласованную нагрузку 9, переключатель 2x210, смеситель 11 промежуточной частоты измерительного канала, смеситель 12 промежуточной частоты опорного канала, генератор 13промежуточныхчастот, фазовый детектор 14,двухканальный амплитудно-фазовый индикатор 15. дополнительный смеситель 16.

Устройство для измерения амплитуд на частотных и фаэочастотных характеристик четырехполюсников работает следующим образом.

В положении переключателя 10. когда замкнуты контакты а-б и в-г. реализуется измерение комплексного коэффициента отражения гетеродинного входа исследуемого четырехполюсника 5. Сигналы от генератора 1 подаются на сигнальный вход исследуемого четырехполюсника 5, содержащего преобразователь частоты, и на гетеродинный вход смесителя б, а сигналы от генератора 2, играющего роль гетеродина, поступают через первичный канал (клеммы 1, 2) направленного ответвителя 4 на гетеродинный вход исследуемого четырехполюсника 5. При этом начальным напряжением от блока 3 частота генератора 1 сдвигается относительно частоты генератора 2 на величину, равную началу полосы анализа по промежуточной частоте исследуемого четырехполюсника 5. Это же напряжение подается на вход управления генератора 13 и определяет начальную частоту полосы качания сигнала первой (переменной) промежуточной частоты, равную сдвигу частот между генераторами 1 и 2. Одновременно сигнал первой (переменной) промежуточной частоты используется в ка- . честве опорного для блока 8. поддерживающего разность частот, равную заданной, между генераторами 1 и 2 в начальный момент времени. Затем включается напряжение качания амплитудой, обеспечивающей . .одновременную перестройку генератора 13, генератора 2 относительно генератора 1

в полосе анализа исследуемого четырехполюсника 5. При этом генератор 1 работает на фиксированной частоте. Блок 3 позволяет производить, при необходимости, качания генератора 1 относительно генератора

2, настроенного на фиксированную частоту. С выхода исследуемого четырехполюсника 5 сигнал разностной первой (переменной) промежуточной частоты через замкнутые контакты в-г переключателя 10 подается

5 на согласованную нагрузку 9. Отраженный от гетеродинного входа исследуемого четырехполюсника 5 сигнал через вторичный канал (клемма 3) направленного ответвителя 4 подается на сигнальный вход смесителя б, с

0 выхода которого сигнал разностной первой промежуточной частоты через замкнутые контакты а-б переключателя 10 поступает на сигнальный вход смесителя 11. На гетеродинный вход этого смесителя от генера5 тора 13 поступает сигнал, сформированный путем сдвига (смешения) сигнала первой (переменной) промежуточной частоты на величину второй постоянной промежуточной частоты. В результате на выходе смесителя

0 11 выделяется сигнал при свипировании второй постоянной промежуточной частоты, несущей информацию об амплитуде и фазе коэффициента отражения исследуемого четырехполюсника 5 относительно сигнала

5 опорного канала, формирующегося в смесителе 12 путем подачи на его сигнальный вход сигнала первой (переменной) промежуточной частоты с первого выхода генератора 13, а на гетеродинный вход - сигнал вспо0 могательной промежуточной частоты с второго выхода этого генератора. Постоянство частоты сигнала с точностью до фазы при переменной первой промежуточной частоте измерительного канала относительно опор5 ного канала достигается с помощью схемы

фазового детектора 14. Для этого на один

его вход от генератора 13 подается сигнал

второй постоянной промежуточной частоты,

играющей роль опорного, а на другой вход

0 фазового детектора 14 поступает сигнал, полумаемый в результате двойного преобразования в смесителе 7 и дополнительном смесителе 16 части сигналов генераторов 1 и 2, ответвленных с помощью, например,

5 направленных ответвителей. Одновременно сигнал со смесителя 7 подается в блок 8 и несет информацию о расстрое частот.

Для формирования сигнала переменной промежуточной частоты опорного канала используются сигналы первой и второй

(сдвинутой) промежуточной частоты от генератора 13, которые подаются на входы смесителя 12. Сигналы постоянной частоты с выходов смесителей 11 и 12, равной разности сдвигов частот между первым и вторым выходами генератора 13, несущие ампли- трудно-фазочастотную информацию, подаются на соответствующие входы двухканального амплитудно-фазового индикатора 15. работающего по принципу сравнения Двух сигналов с индикацией характеристик на экране ЭЛТ, развертка которого производится напряжением качания от блока 3. В случае качания одновременно обоих генераторов 1 и 2 на любой выбранной с помощью генератора 13 фиксированной промежуточной частоте проводится анализ комплексных коэффициентов отражения гетеродинного входа исследуемого четырехполюсника 5 в широком диапазоне СВЧ-частот.

Измерение комплексных коэффициентов отражений исследуемого четырехполюсника 5 производится в два этапа. На первом этапе (этапе калибровки) к выходу первичного канала направленного ответвите л я 4 присоединяется короткозамыкатель, в этом случае весь сигнал СВЧ, прошедший первичный канал направленного ответвите- ля 4, отражается от короткозамыкателя и поступает в его вторичный канал, соединенный с сигнальным входом смесителя 6, где преобразуется в сигнал разностной первой (переменной) промежуточной частоты, которая затем через смеситель 11 подается на вход измерительного канала двухканального амплитудно-фазового индикатора 15, где сравнивается с амплитудой и фазой сигнала, поступающего на вход его опорного канала. С помощью регулировки уровня мощности с первого выхода генератора 13, поступающего на сигнальный вход смесителя 12 по двухканальному амплитудно-фазовому индикатору 15, на его входах уравниваются амплитуда и фаза опорного канала относительно сигнала измерительного какала.

На втором этапе к выходу первичного канала направленного ответвителя 4 присоединяется гетеродинный вход исследуемого четырехполюсника 5 и производится измерение модуля и фазы коэффициента отражения сигнала измерительного канала относительно сигнала опорного канала.

Благодаря тому, что смеситель 6 участвует в первом и втором этапе измерений, его комплексный коэффициент передачи не влияет на измерения.

В положении переключателя, когда замкнуты контакты а-r и в-б. реализуется схема устройства для измерения эмплитуд- но- и фазочастотных характеристик четырехполюсника. При этом сигнал первой промежуточной частоты с выхода исследуемого четырехполюсника 5 через замкнутые вторые контакты а-г переключателя 10 подается на сигнальный вход смесителя 11.

где преобразуется и поступает на вход измерительного канала двухканэльного амплитудно-фазового индикатора 15, где сравнивается по амплитуде и фазе с опорным сигналом от смесителя 12. Результат

сравнения в виде АЧХ и ФЧХ воспроизводится на экране двухканального амплитудно-фазового индикатора 15.

Технико-экономическим преимуществом устройства для измерения амплитудночастотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников по сравнению с прототипом является возможность измерения комплексного коэффициента отражения гетеродинного входа исследуемого четырехполюсника непосредственно на его рабочих входах СВЧ и промежуточных частотах при реальных уровнях сигналов.

Формула изобретения Устройство для измерения амплитудночастотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников по ав-. св. № 918890. отличающееся тем, что, с целью обеспечения измерения комплексного коэффициента отражения гетеродинного входа четырехполюсника с преобразованием частоты, введены направленный ответви- тель отраженной волны, первичный канал которого включен между выходом второго генератора качающейся частоты и гетеродинным входом исследуемого четырехполюсника с преобразованием частоты, переключатель 2x2, включенный между выходом исследуемого четырехпс-.-оскикг с преобразованием частоты и входом смесителя промежуточной частоты измерительного канала, что его первый вход соединен с выходом исследуемого четырехполюсника с преобразованием частоты, первый выход - с входом смесителя промежуточной частоты

измерительного канала, второй вход - с ЕЫ- ходом введенного смесителя СВЧ а второй выход - с входом введенной согласованной нагрузки, причем вход сигнала смесителя СВЧ соединен с выходом вторичного канала

направленного ответвителя отраженной волны, а вход гетеродина дополнительно соединен с выходом первого генератора качающейся частоты.