Устройство для измерения затухания и фазового сдвига четырехполюсника Советский патент 1980 года по МПК G01R27/32 

1

Изобретение относится к измерительной технике СВЧ.

Известно устройство для измерения затухания и фазового сдвига четырехполюсника, содержащее последовательно соедиенные генератор сверхвысоких частот и направленный ответвитель, выходы которого, один непосредственно, а другой через последовательно соединенные непрерывный фазовращатель и исследуемый четырехполюсник, подк7почены к смесителю, выход которого соединен с усилителем промежуточной частоты 1 .

Однако известное устройство имеет , большое время измерения и низкую точность.

Цель изобретения - сокращение времени измерения и повышение точности.

Для -этого в устройство для измерения затухания-и фазового сдвига четырехполюсника, содержащее последовательно соединенные генератор сверхвысоких частот и направленный ответвитель, выходы которого, один непосредственно, а другой через .последовательно соединенные непреЕивный фазовращатель и исследуемый четырехполюсник, подключены к. смесителю, выход которого соединен с усилителем промежуточной частоты, введены два цифровых аттенюатора с блоком управления, два фазочувствительных преобразователя аналогового сигнала в частоту, блок формирования сигнала опорной частоты с датчиком сигнала синхронизации, два блока цифрового отсчета, девяностоградусный фазовращатель и дополнительный усилитель промежуточной частоты. Первый цифровой аттенюатор включен между выходом усилителя промежуточной частоты и входом дополнительного усилителя промежуточной частоты,к выходс1М которого сооветственно подключены два фазочувствительных преобразователя аналогового сигнала в частоту, соединенные, первый непосредственно, а второй через девяностоградусный фазовращатель, с выходом блока формирования сигнала опорной частоты, к которому через второй цифровой аттенюатор подключен вход усилителя промежуточной частоты, выход первого фазочувствительного преобразователя аналогового сигнала в частоту подключен к входам-блока формирования сигнала опорной частоты и первого блока цифрового Отсчета,

датчик сигнала синхронизации соединен с непрерывным фазовращателем, а выход второго фазочувствительного преобразователя аналогового сигнала в частоту подключен к входам второго блока цифрового отсчета и блока управления цифровыми аттенюаторами .

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство, для измерения затухания и фазового сдвига четырехполюсника содержит последовательно соединенные генератор 1 сверхвысоких частот и направленный ответвитель 2, выходы которого, один непосредственно, а другой через последовательно с с единенные непрерывный фазовращател 3 и исследуемый четырехполюсник 4, подключены к смесителю 5, выход которого соединен с усилителем б промежуточной частоты, два цифровых аттенюаторы 7 и 8 с блоком 9 управления, два фазочувствительных преобразователя 10и 11 аналогового сигнала в частоту, блок 12 формирования сигнала опорной частоты с датчиком 13сигнала синхронизации, два блока 14 и 15 цифрового отсчета, девяностоградусный фазовращатель 16 и дополнительный усилитель 17 промежуточной частоты.

Первый цифровой аттенюатор 7 включен между выходом усилителя 6 промежуточной частоты и входом дополнительного усилителя 17 промежуточной частоты, к выходам которого соответственно подключены два фазочувствительных преобразователя 10 и 11 аналогового сигнала в частоту, соединенные, первый непосредственно а второй через девяностоградусный фазовращатель 16, с выходом блока 12 формирования сигнала опорной частоты, к которому через второй цифровой аттенюатор 8 подключен вход усилителя 6 промежуточной частоты, выход первого фазочувствительного преобразователя 10 аналогового сигнала в частоту подключен к входам блока 12 формирования сигнала опорной частоты и первого блока 14 цифрвого отсчета, датчик 13 сигнала син хрон.изации соединен с непрерывным фазовращателем 3, а выход второго фазочувствительного преобразователя 11 аналогового сигнала в частоту подключен к входам второго блока 15 цифрового отсчета и блока 9 управления цифровыми аттенюаторами 7 и 8.

Устройство работает следующим образом.

Принцип действия устройства заключается в сравнении на входе усилителя 6 промежуточной частоты двух сигналов: сигнала, прощедшего через исследуемый четырехполюсник 4 и преобразованного затем в смесителе 5, и опорного сигнала, ..гформированного в блоке 12 формирО зания сигнала опорной частоты с управляемой фазой и изменяемого по амплитуде цифровым аттенюатором 8. При этом опорный сигнал автоматически изменяется по амплитуде к фазе до полной его компенсации с измеряемым сигналом. В этом случае сигнал на выходе усилителя 17 промежуточной частоты отсутствует . Если измеряемый и опорный сигналы не скомпенсированы, то на входе фазочувствительных преобразователей 10 и 11 аналогового сигнала в частоту, установленных на выходе усилителя 17 промежуточной частоты,

5 появляется положительное (отрицательное) напряжение. Фазочувствительные преобразователи 10 и 11 автоматически начинают генерировать последовательность импульсов положительной

0 (отрицательной) полярности, частота которых определяется величиной разностного напряжения компенсируемых сигналов. Эти импульсы поступают одновременно на блок 12 формирования

сигнала опорной частоты с управляемой фазой и блок управления 9 цифровыми аттенюаторами 7 и 8, а также на блоки 14 и 15 цифрового отсчета измерения фазы и амплитуды, которые отображают число серии импульсов, сформированных фазочувствительными

преобразователями 10 и 11 до полной компенсации сигналов.

Импульсы, поступающие на блок 12 формирования сигнала опорной частоты, в котором путем деления частоты синхронизации от датчика 13 сигнала синхронизации формируется сигнал опорной рабочей частоты, автоматически изменяют .фазу опорного сигнала

0 и обеспечивают ее отличие от фазы измеряемого сигнала.на 180°.

Амплитуда опорного сигнала автоматически Изменяется цифровым аттенюатором 8 по программе, вырабатываемой блоком 9 управления, до полной компенсации измеряемого сигнала. При измерениях в широком динамическом диапазоне затуханий, постоянная работа устройства в квадратичном режиме обеспечивается цифровым аттенюатором 7, включенным между усилителями 6 и 17 промежуточной частоты и управляемым кодовым сигналом от блока 9 управления. Когерентность частот измеряемого и опорного сигналов обеспечивается жесткой механической связью датчика 13 сигнала синхронизации и непрерывного фазовращателя 3. Автоматическим обеспечением работы устройства в квадратичном режиме точность измерений увеличивается в 10 раз, а одновременной автоматической настройкой амплитуды и фазы опорного сигнала длительность процесса измерений уменьшается с 3-5 мин до 5-10 с.

Формула изобретения

Устройство для измерения затухания и фазового сдвига четырехполюсника, содержащее последовательно соединенные генератор сверхвысоких частот и направленный ответвитель, выходы которого, один непосредственно, а другой через последовательно соединенные непрерывный фазовращатель и исследуемый четырехполюсник, подключены к смесителю, выход которого соединен с усилителем промежуточной частоты, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерения и повьшения точности, введены два цифровых аттенюатора с блоком управления, два фазочувствительных преобразователя аналогового сигнала в частоту,блок формирования сигнала опорной частоты с датчиком сигнала синхронизации, два блока цифрового отсчета, девяностоградусный фазовращатель и дополнительный усилитель промежуточной частоты, причем первый цифровой аттенюатор включен между выходом усилителя промежуточной частоты и входом дополнительного усилителя промежуточной частоты, к выходам которого соответственно подкяючег ы два фазочувствительных преобразователя аналогового сигнала в частоту, соединенные, первый непосредственно, а второй через девяностоградусный фазовращатель, с выходом блока формирования сигнала опорной частоты, к которому через второй цифровой аттенюатор подключен вход усилителя промежуточ Юй часто0ты выход первого фазочувствительного преобразователя аналогового сигнала в частоту подключен к входам блока формирования сигнала опорной частоты и первого блока цифрового

5 отсчета, датчик сигнала синхронизации соединен с непрерывным фазовращателем, а выход второго фазочувствительного преобразователя аналогового сигнала в частоту подключен к

0 входам второго блока цифрового отсчета и блока управления цифровыми аттенюаторами.

Источ-йики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5 № 175092, кл. G О Л 27/32, 1964.