Устройство дискретного задания фазового сдвига Советский патент 1993 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к электрическим и радиотехническим измерении, а именно к фазовым измерениям между двумя электрическими сигналами и может быть использовано для аттестации фазоизмери- тельной аппаратуры на высоких частотах порядка сотен мегагерц.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона задаваемых фазовых сдвигов в высокочастотную область с сохранением точности задания фазового сдвига.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит кварцевый генератор 1, соединенный через блок 2 опорных частот с электронным коммутатором 3 и входом первого из двух идентичных выходных каналов 4i. Каждый канал 4 выполнен из последовательно включенных декадного умножителя частоты 5 и избирательного фильтра 6. Два первых входа электронного коммутатора 3 подключены к входам блока 7 переключения частот Установка снабжена модулями 8. каждый из которых выполнен из последовательно соединенных смесителей 9, 10 частоты и декадного делителя 11 частоты. Выходы блока 7 переключения частот подключены к входам второго смесителя 10i первого модуля 8i. Выходы первых (п-1) модулей 8i...8n-i соединены с

входами вторых смесителей 102n во всех

последующих модулях 82...8П. Входы первых смесителей 9 всех модулей 8i...8n соедине00

ю

NJ О 4 CJ

ны параллельно с выходами электронного коммутатора 3, вторые входы этих смесителей 9 являются общими для всех первых смесителей 9 и соединены с блоком 2 опорных частот. К выходу последнего n-ого модуля 8П последовательно подключены делитель 12 частоты, генератор гармоник 13, фильтр 14, второй выходной канал 42. Оба канала 4i,2 связаны с выходными зажимами 151,2.

В качестве кварцевого генератора 1 со стабильностью частоты используется стандарт частоты 41-69. Блок 2 опорных частот, электронный коммутатор 3, модули 8i...8n, генератор 13 гармоник, фильтр 14 и оба выходных канала 4 могут быть использованы от синтезатора частоты 46-31. В качестве делителя 12 частоты применяется делитель частоты с коэффициентом деления , собранный на быстродействующих микросхемах, например серии К500. Блок 7 переключения частот реализован на логических элементах.

Устройство работает следующим образом. От кварцевого генератора 1 сигнал с опорной частотой МГц поступает в блок 2 опорных частот, в котором вырабатывается ряд гармонических сигналов с частотами равными 3,0, 3,1, 3,2...3,9, 24 и 33 МГц. Сигнал частотой 33 МГц с выхода блока 2 опорных частот поступает на вход выходного канала 4ч, в котором с помощью умножителя 5i частоты с коэффициентом умножения, равными 10, и избирательного фильтра 6i, настроенного на частоту 330 МГц, формируется выходной фазопостоянный сигнал с частотой 330 МГц. Сигналы с частотами 3,0 и 3,1 МГц поступают в блок 7 переключения частот, где происходит коммутация частот 3,0 МГц и 3,1 МГц на время At. Переключение частот осуществляется в момент их перехода через нуль, что исключает возможность переходных процессов, Посредством этой манипуляции задается фазовый сдвиг р0 на частоте 3,0 МГц. Сигналы частотного ряда 3,0...3,9 МГц с выхода блока 2 опорных частот поступают через электронный коммутатор 3 на входы всех п модулей 8, а сигнал 24 МГц поступает непосредственно на входы этих модулей. В первом смесителе 9i первого модуля 8i суммируются сигналы 24 МГц и 3 МГц, результирующий сигнал 27 МГц поступает на вход второго смесителя 10i, где суммируются с сигналом от блока 7 переключения частоты. После второго смешения в первом модуле 8i образуется сигнал с частотой 30 МГц и фазовым сдвигом р0, в результате деления которого по частоте и фазе в делителе 11 с коэффициентом деления, равным

10, на выходе первого модуля 8 формируется сигнал с частотой 3 МГц и фазовым

Фа

сдвигом pi , поступающий на второй

смеситель 102 второго модуля 8а. Все п модулей 8 выполняют идентичные функции. Их число выбирается в соответствии с требованиями предъявляемыми к точности задания фазового сдвига и дискрету фазового сдвига, но использование более восьми модулей нецелесообразно, так как влияние их на точность уже не оказывается. На выходе последнего модуля 8П образуется сигнал с

частотой 3 МГц и фазой (рп , который 10п

поступает на вход делителя 12 частоты, имеющего коэффициент деления 3, выполняющим деление по частоте и фазе, на выходе делителя 12 частоты имеется, таким обра

зом, сигнал частотой 1 МГц и фазовым

сдвигом

ро

. Заданный фазовый сдвиг 3-10

переносится генератором 13 гармоник с ча- стоты 1 МГц в широкий спектр высоких частот 24-39 МГц. Фильтром 14 выделяется частота 33 МГц кратная выходной частоте фазопостоянного канала 4i. В выходном канале 42 выделенный фильтром 14 сиг- нал с помощью умножителя частоты 52 и избирательного фильтра 62 достигает значения частоты 330 МГц, что соответствует частоте на выходе канала 4i, а фазовый сдвиг полученного сигнала составляет

«звых. ---. Минимальный дискрет фазо3 10П вого сдвига составляет

40

AF -At 3- 10

где Д F - разность переключения частот; At- время переключения частот; п - число модулей.

Погрешность устройства задания фазового сдвига может быть вычислена по формуле

50

dtp

360° AF -atk 3 10n

где д tk- временная погрешность переключения частот.

Для предлагаемого устройства Гц, 5 не, , следовательно погрешность фазозадания соответствует dip 7 .

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемое техническое решение позволяет задавать точный фазовый сдвиг на фиксированной высокой частоте, например 330 МГц, за счет уменьшения погрешности воспроизведения фазового сдвига путем многократного деления низкой частоты фазозадания и переносом заданного фазового сдвига на требуемую выходную частоту.

Формула изобретения Устройство дискретного задания фазового сдвига, содержащее кварцевый генератор, соединенный через блок опорных частот с электронным коммутатором, и два идентичных выходных канала, каждый из которых выполнен из последовательно соединенных декадных умножителей частоты и избирательных фильтров, первый выходной канал включен между фиксированным выходом блока опорных частот и первым выходным зажимом, второй выходной канал подключен к второму выходному зажиму, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона задаваемых фазовых сдвигов в высокочастотную

область с сохранением точности задания фазового сдвига, оно снабжено блоком переключения частот, п модулями, каждый из которых состоит из последовательно соединенных двух смесителей частоты и декадного делителя частоты, делителем частоты, генератором гармоник и фильтром, при этом блок переключения частот подключен к двум первым входам электронного коммутатора, своим выходом соединен с входом второго смесителя первого модуля, выходы первых п-1 модулей связаны с этими же смесителями во всех последующих модулях, входы первых смесителей всех модулей соединены параллельно с выходами электронного коммутатора, вторые входы этих смесителей являются общими для всех первых смесителей частоты и соединены с выходом блока опорных частот, выход

последнего n-го модуля подключен через последовательно соединенные делитель частоты, генератор гармоник и фильтр к входу второго выходного канала.

Использование: электрические и радиотехнические измерения, аттестация фазоиз- мерительной аппаратуры на высоких частотах Сущность изобретения: устройство содержит 1 кварцевый генератор (1), 1 блок опорных частот (2), 1 электронный коммутатор (3), 2 выходных канала (4i, 42), 2 умножителя частоты (5i, 62), 2 фильтра (6i, 62), 1 блок переключения частот (7), п модулей (8i ..8n), 2п смесителей (9i n, 10i n), n декадных делителя частоты (11i .n), 1 делитель частоты (12), 1 генератор гармоник (13), 1 фильтр (14), 2 выходных зажима (15i, 152). 1 ил. (Л

Ј

8,