Устройство для измерения амплитудночастотных характеристик сверхвысокочастотных линий задержки Советский патент 1979 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к области радиоизмерений.

Известно устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) четырехполюсников, содержащее генератор качающейся частоты, смеситель и усилитель (в составе приемника), генератор импульсов, осциллографический индикатор 1.

Однако данное устройство не обеспечивает достаточную точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее генератор качающейся частоты, вход которого соединен с одним из выходов генератора импульсов. Один из входов генератора качающейся частоты соединен с первым входом осциллографического индикатора. Второй выход генератора качающейся частоты через трехдецибельный делитель мощности соединен с первыми входами сумматора и одного переключателя, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, а третий вход упомянутого переключателя соединен с первым выходом амплитудного модулятора, вход которого подключен к выходу синусоидального генератора. Устройство содержит также два управляемых ключа, вход первого подключен к выходу смесителя 2.

Однако это устройство не обеспечивает необходимую точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в устройство, содерл ащее генератор качающейся частоты, вход которого соединен с одним из выходов генератора импульсов, а один из выходов соединен с первым входом осциллографического индикатора, второй выход через трехдецибельный делитель мощности соединен с иервыми входами сумматора и первого переключателя, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора имиульсов, а третий вход иереключателя соедииен с )вым входом амплитудиого модулятора, вход которого подключен к выходу синусоидального генератора, и два управляемых ключа, вход первого из

которых подключен к выходу смесителя, введены дополнительный переключатель, низкочастотный аттенюатор и квадратичный детектор, выход которого соединен с вторым входом осциллографического индикатора. Вход квадратичного детектора соединен с выходом второго из помянутых управляемых ключей, второй выход которого подключен к второму входу первого управляемого ключа, выход которого через низкочастотный аттенюатор соединен с

первым входом второго управляемого ключа. Первый вход дополнительного переключателя соединен с выходом сумматора, второй вход соединен с вторым выходом амплитудного модулятора, а выход - с входом смесителя. Третий вход дополнительного переключателя подключен к третьему входу первого управляемого ключа, к второму входу второго управляемого ключа и к третьему выходу генератора импульсов, а измеряемая сверхвысокочастотная линия задержки включена между выходом первого из упомянутых переключателей и вторым входом сумматора.

Структурная электрическая схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содерл ит генератор качающейся частоты 1, трехдецибельный делитель мощности 2, сумматор 3, переключатели 4 и 5, амплитудный модулятор 6, смеситель 7, управляемые ключи 8 и 9, низкочастотный аттенюатор 10, квадратичный детектор 11, осциллографический индикатор 12, генератор импульсов 13, генератор синусоидального напряжения 14. На чертеже также показана измеряемая линия задержки 15.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с генератора качающейся частоты 1, частота которого изменяется по пилообразному закону, через трехдецибельный делитель мощности 2 подается непосредственно на сумматор 3 и переключатель 4. Во время первого полупериода пилообразного напряжения модуляции переключатели 4 и 5, управляемые сигналами от генератора импульсов 13, частота которого равна и синхронна частоте модуляции, соединены между собой через испытуемую линию задержки 15 и сумматор 3. В результате с выхода сумматора 3 через переключатель 5 на смеситель 7 поступают два сигнала, сдвинутые по частоте на величину, определяемую временем задержки в испытуемой линии и скоростью перестройки частоты. Амплитуда задержанного сигнала обратно пропорциональна ослаблению в линии задержки. Так как , где РОП и РИЗМ - мощности сигналов, поступающие на сумматор непосредственно с трехдецибельного делителя мощности и через испытуемую линию задержки, соответственно, то смеситель 7 работает в режиме простого линейного преобразования частоты. Сигнал частоты биений со смесителя через управляемые ключи 8 и 9, которые управляются также импульсами от генератора импульсов 13 и в данный полупериод соединены непосредственно, и квадратичный детектор 11, настроенный на частоту биений, поступает на осциллографический индикатор 12, развертка которого синхронна с изменением частоты генератора качающейся частоты 1. На экране индикатора

выписывается частотная зависимость ослабления в исследуемой линии задержки. Во время второго полупериода напряжения модуляции переключатели 4 и 5 соединены между собой через амплитудный модулятор б, на который поступает от генератора 14 синусоидальное напряжение с частотой, равной частоте биений сигнала в первый полупериод, и амплитудой, достаточной для

получения коэффициента амплитудной модуляции не более 0,1. В результате сигнал модулируется с небольшим коэффициентом модуляции (не более 0,1) и поступает на смеситель 7. Смеситель в этот полупериод

работает в режиме детектирования сильных сигналов при малой глубине модуляции. А так как мощность на несущей частоте (Pii) при этом равна РОП в первый полупериод и соблюдается условие ,

где Рб - мощность сигнала на боковых частотах, то детектирование эквивалентно простому преобразованию частоты и параметры детектирования совпадают с параметрами простого преобразования частоты.

При известном коэффициенте модуляции сигнал с выхода смесителя 7 может использоваться как калибровочный сигнал при панорамном изменении. Сигнал частоты модуляции через управляемые ключи 8 и 9,

которые в данный полупериод соединены через низкочастотный аттенюатор 10 и квадратичный детектор 12, поступает на осциллографический индикатор. В результате на экране получается электронный визир и изменением ослабления низкочастотного аттенюатора 10 его можно совместить с любой точкой АЧХ исследуемой линии задержки. При калиброванном коэффициенте амплитудной модуляции с точностью

до частотной неравномерности ослабления трехдецибельиого делителя мощности и сумматора, а также при калиброванной зависимости коэффициента амплитудной модуляции, по низкочастотному аттенюатору

10 можно провести отсчет измеряемого затухания в любой точке частотного диапазона.

Формула изобретения

Устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик сверхвысокочастотных линий задержки, содержащее генератор качающейся частоты, вход которого соединен с одним из выходов генератора импульсов, один из выходов генератора качающейся частоты соединен с первым входом осциллографического индикатора, а второй выход генератора качающейся частоты через трехдецибельный делитель мощности соединен с первыми входами сумматора и первого переключателя, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора импульсов, а третий вход упомянутого переключателя соединен с первым выходом амплитудного модулятора, вход которого подключен к выходу синусоидального генератора, и два управляемых ключа, вход первого из которых подключен к выходу смесителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительный переключатель, низкочастотный аттенюатор и квадратичный детектор, выход которого соединен с вторым входом осциллографического индикатора, а вход квадратичного детектора соединен с выходом второго из упомянутых управляемых ключей, второй выход которого подключен к второму входу первого управляемого ключа, выход которого через низкочастотный аттенюатор соединен с первым входом второго управляемого ключа, причем первый вход дополнительного переключателя соединен с выХОДОМ сумматора, второй вход дополнительного переключателя соединен с вторым выходом амплитудного модулятора, а выход дополнительного переключателя соединен с входом смесителя, при этом третий вход дополнительного переключателя подключен к третьему входу первого управляемого ключа, к второму входу второго управляемого ключа и к третьему выходу генератора импульсов, а измеряемая сверхвысокочастотная линия задержки включена между выходом первого из упомянутых переключателей и вторым входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 445926, кл. G 01R 27/28, 1973.

2.Патент Японии 43-3032, кл. ПО DO, от 16.08.66.