Устройство для контроля отклонений дифференциальных фазовых сдвигов Советский патент 1980 года по МПК G01R25/04 

вой подстройки частоты, соединенной с опорным кварцевым генератором и гетеродином, и ко входу образцового фазовращателя, а выход второго смесителя соединен со входом второго усилителя промежуточной частоты, другой вход которого подключен к образцовому аттенюатору, а выход - к фазовым детекторам, соединенным с фазовым корректором через фазовращатели и с блоком управления, вход которого подключен к модулятору, а выход - к двигателям 3.

Недостаток прототипа заключается в том, что компенсация измеряемых параметров производится с помощью электромеханических систем автоматического регулирования, где обработка ошибки рассогласования происходит с помощью двигателей, механически перемещающих образцовые фазовращатели и аттенюатор соответственно. Вследствие инертности этих систем быстродействие измерителя ограничено и составляет обычно порядок, секунды. При высокой серийности испытуемых изделий время на их проверку недопустимо возрастает. Кроме того, известное устройство не имеет программного переключения фазовых сдвигов с измерением остаточной (нескомпенсированной) ошибки, что приводит к значительному увеличению погрешности измерения с увеличением измеряемого фазового сдви-га (порядка 7° при контролируемом сдвиге в 360°).

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля отклонений дифференциальных фазовых сдвигов, содержащее СВЧ генератор, выход которого соединен со входами первого и второго смесителей, выходы которых через усилители промежуточной частоты подключены к первым входам третьего и четвертого смесителей соответственно, фазометр и генератор опорной частоты, первый выход которого соединен с управляющим входом СВЧ генератора, введены блок ввода заданных фазовых сдвигов, два делителя частоты, два блока смещения частоты, распределитель компенсации фазовых сдвигов и последовательно соединенные нолосовой усилитель, смеситель и ограничитель, причем второй выход генератора опорной частоты соединен с первыми входами делителей частоты и первого блока смещения частоты, выход которого подключен к первому входу второго блока смещения частоты и гетеродинным входам третьего и четвертого смесителей, выходы которых соединены со входами полосового усилителя. Выход блока ввода заданных фазовых сдвигов подключен ко второму входу первого делителя частоты, выход которого соединен со входом опорногое канала фазометра, сигнальный вход которого подключен к выходу ограничителя.

Выход фазометра поДклюг1еН ко входу распределителя компенсации фазовых сдвигов, выходы которого соединены с управляющими входами делителей частоты. Промежуточный и основной выходы второго делителя частоты подключены ко вторым входам соответственно первого и второго блоков смещения частоты. На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

На схеме изображены двухчастотный СВЧ генератор 1, исследуемый объект 2, эквивалент 3, смесители 4-7, усилители промежуточной частоты 8, 9, генератор

опорной частоты 10, полосовой усилитель 11, смеситель 12, ограничитель 13, фазометр 14, блоки смещения частоты 15, 16, делители частоты 17, 18, блок ввода заданных фазовых сдвигов 19, распределитель компенсации фазовых сдвигов 20.

Устройство для контроля отклонения дифференциальных фазовых сдвигов работает следующим образом. Сигнал с первого выхода СВЧ генератора через исследуемый

объект 2 и эквивалент 3 поступает на смесители 4 и 5. Усиленные идентичными усилителями промежуточной частоты 8, 9 до величины, необходимой для второго преобразования, сигналы первой промежуточной

частоты поступают на смесители 6 и 7. На гетеродииные входы этих же смесителей поступают сигналы с блоков смещения частоты 15 и 16. Вход блока смещения частоты 15 соединен с выходом генератора опорной частоты 10 и промел уточным выходом делителя частоты 18. Входы блока смещения частоты 16 соединены с выходом блока смещения частоты 15 и основным выходом делителя

частоты 18. Сигнал со второго выхода генератора 1 поступает на смесители 4 и 5 для образования сигнала первой промежуточной частоты. Управляющий вход двухчастотного генератора 1 соединен с выходом

генератора опорной частоты 10.

Сигналы вторых промежуточных частот через полосовой усилитель 11 поступают на смеситель 12, с выхода которого сигнал низкой частоты через ограничитель 13 поступает на сигнальный вход триггерного фазометра 14. Вход канала опорного сигнала этого фазометра соединен с выходом делителя частоты 17, вход которого соединен с генератором опорной частоты 10.

Выход фазометра 14 соединен через распределитель компенсации 20 с управляющими входами делителей частоты 17 и 18. Второй вход делителя частоты 17 соединен с выходом блока ввода заданных фазовых

сдвигов 19. Частота сигналов с выходов смесителей 4 и 5, несущих в себе информацию о фазовом сдвиге исследуемого объекта, равна частоте fo генератора 10. Частота этого сигнала смещается на величину F,

равную частоте с промежуточного выхода

делителя частоты 18. Таким образом, частота сигнала с выхода этого блока равна fo + FИЛИ /о- -f-. BQ. втором блоке см.ещения частоты 16 эта частота дополнительно смещается на величину A.F, равную частоте с основного выхода делителя частоты 18. Следовательно, гетеродинные сигналы, поступающие на смесители 6, 7, отличаются по частоте на величину Д/-, значительно меньщую частоты F.

Сигналы после выходов дмесителей частот F и /-f AF (F-AF) усиливаются общим полосовым усилителем и смещиваются на его выходе в смесителе 12. Таким образом происходит перенос информации об исследуемом фазовом сдвиге йа низкую фиксированную частоту Af. Опорный сигнал формируется делителем 17 с коэффициентом деления, равным коэффициенту деления делителя частоты 18. В триггерном фазометре 14 фазовый сдвиг преобразуется во временной интервал. Таким образом, импульс с выхода фазометра, эквивалентный по длительности начальному фазовому сдвигу исследуемого объекта (начальной электрической длине), через распределитель компенсации 20 в зависимости от знака фазового сдвига поступает на задержку деления в делители частоты 18 и 17, компенсируя начальный фазовый сдвиг с точностью до дискретного значения, равного 360°-. ,

, где п - коэффициент деления делителя частоты.

Скомпенсированная величина запоминается делителями до прихода внешней команды, приводящей их в исходное состояние. Таким образом, последующее измерение фазовых сдвигов производится от уровня начального сдвига фаз, т. е. производится измерение дифференциальных фазовых сдвигов. Для измерения отклонений этих сдвигов от заданных значений фазовый сдвиг, равный заданному, вводится с помощью блока ввода заданных фазовых сдвигов 19 в делитель частоты 17, производя задержку деления на заданную величину.

Увеличение точности достигается тем, что стабильность частот всех сигналов, начинающихся с первой промежуточной частоты, определяется одним генератором опорной частоты, и тем, что основное усиление сигналов производится общим полосовым усилителем 11, что позволяет уменьшить ошибку, обусловленную фазовой нестабильностью его, в раз, где AF - полоса

Д

пропускания полосового усилителя. Все узлы компенсации и управления фазовыми сдвигами работают на фиксированных частотах. Задание фазовых сдвигов происходит с высокой точностью, т. к. задержка деления всегда равна целой части периода колебания низкой частоты.:

Перенос .информации; :рб амплитудных и фазовых параметрах исследуемых .устройств на фиксированную стабильную промежуточную частоту предлагаем.ым. устррйством обеспечивает их измерение практич.еОКИ в любой части СВЧ диапазона.

В данном устройстве управление фазовым сдвигом опорного сигнала осуществляется электронным способом путем управления коэффициентом деления частоты сигнала, входящего в состав второго гетеродина, что значительно увеличивает быстродействие устройства, а также позволяет переключать фазовый сдвиг опорного сигнала с

большей степенью точности с дискретностью 360/2, где л - любое положительное число.

Настоящее устройство может быть использовано в установках с программным

управлением, что позволит автоматизировать весь цикл контроля параметров управляемых фазовращателей в условиях серийного и массового производства.

25

Формула изобретения

Устройство для контроля отклонений дифференциальных фазовых сдвигов, содержащее СВЧ генератор, выход которого соединен со входами первого и второго смесителей, выходы которых через усилители промежуточной частоты подключены к первым входам третьего и четвертого смесителей соответственно, фазометр и генератор

опорной частоты, первый выход которого соединен с управляющим входом СВЧ генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности контроля, в него введены блок ввода

заданных фазовых сдвигов, два делителя частоты, два блока смещения частоты, распределитель компенсации фазовых сдвигов и последовательно соединенные полосовой усилитель, смеситель и ограничитель, причем второй выход генератора опорной частоты соединен с первыми входами делителей частоты и первого блока смещения частоты, выход которого подключен к первому входу второго блока смещения частоты и гетеродинным входам третьего и четвертого смесителей, выходы которых соединены со входами полосового усилителя, выход блока ввода заданных фазовых сдвигов подключен ко второму входу первого делителя частоты, выход которого соединен со входом опорного канала фазометра, сигнальный вход которого подключен к выходу ограничителя, выход фазометра подключен ко входу распределителя компенсации

фазовых сдвигов, выходы которого соединены с управляющими входами делителей частоты, промежуточный и основной выходы второго делителя частоты подключены ко вторьш входам срответственно первого и

второго блоков смещения частоты.

Источники информации, прйия1ие во внимание йри экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 467295, кл. G OliR 2.5/04, 1973.

2.Арторское свидетельство СССР № 519652, кл. Q 01R 27/28, 1974.

3.Техническое описание МГ2, 739.000 (прототип).