Устройство для измерения коэффициента передачи четырехполюсников Советский патент 1981 года по МПК G01R27/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФ МЩИЕНТА ПЕРЕДАЧИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

I

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения коэффициента передачи пассивных четырехполюсников.

Известно устройство для измерения козффициёнта передачи четырехполюсников, содержащее первый и второй сверхвысокочастотные генераторы, подклоченные соответственно через первый балансный смеситель к входам первого фильтра нижних частот и фильтра верхних частот, соединённого с первым переключателем, второй переключатель -и последовательно соединенные логарифмический преобразователь, первый синхронный детектор и второй фильтр нижних частот Dl.

Однако известное устройство имеет низкую точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Дпя этого в устройство для измерения коэффициента передачи четырехполюсников, содержащее первый и второй сверхвысокочастотные генераторы, подключенные соответственно через первый балансный смеситель к входам первого фильтра нижних частот и фильтра верхних частот, соединенного с первым переключателем, второй переключатель и последовательно соединенные логарифмический преобразователь, первый синхронный детектор и второй фипьтр нижних частот, введены блок

to развертки, блок регулировки частоты, регулируемый аттенюатор, два ддойных щелевых моста, образцовый аттенюатор, последовательно соединенные второй балансный смеситель, первый

IS феррорезояансный фильтр, первый детектор, nepBbdi усилитель, второй синхронный детектор и третий фильтр нижних частот, управляющий генератор, последовательно соединенные peso-.

20 нансный волномер, второй детектор, второй усилитель, блок совпадения, запоминакнций блок и регистрирукиций блок и последовательно соединенные третий балансный смеситель,, второй феррорезонансный фильтр, третий усилитеПь, третий детектор, четвертый усилитель, третий синхронный детек-. тор, четвертый фильтр нижних частот, пятый усилитель, блок регулировки образцового аттенюатора и преобразователь угол-код, измеритель разности экстремумов, при этом выход блока развертки подключен соответственно к входам первого и второго феррорезо нансных фильтров, регистрирзш)щего блока и первого сверхвысокочастотного генератора, другой выход которого через блок регулировки частоты подключен к входу второго сверхвысокочастотного генератора, выход которого соединен с другими входами второго балансного смесителя и третьего балансного смесителя, подключенного к выходу второго двойного щелевого моста, первый фильтр нижних частот через последовательно соединенные .регулируемый аттенюатор и второй переключатель подключен к одному входу первого двойного щелевого моста, к другому входу которого подключены выход первого йереключателя и резонансный волномер, выходы первого двойного щелевого моста и входы второго двойного щелевого моста являются соответственно входами и выходами исследуемого четырехполюсника и образцового аттенюатора, а третий выход первого двойного щелевого мосг та соединен с входом второго балансного смесителя, выходы управляюще.го генератора соединены соответствен но с другими входами первого и второго переключателей и трех синхронных детекторов, а выход третьего фил тра нижних частот соединен с другим входом регулируемого аттенюатора, выход четвертого усилителя подключен к входу логарифмического преобразова теля, выход второго фильтра нижних частот соединен с другим входом блока совпадения и входом измерителя разности экстремумов, причем к входам регистрирующего блока подключены соответственно выходы преобразовател угол-код, запоминающего блока, вход и выход измерителя разности экстремумов . На чертеже представлена структурная электрическая схема предложенного устройствat . Устройство для измерения коэффициента передачи четырехполюсников 74 содержит первый и второй сверхвысокочастотные -генераторы и 2, блок 3 развертки, блок 4 регулировки частоты, первый балансный смеситель 5, фильтр 6 верхних частот, первый фильтр 7 нижних частот, регулируемый аттенюатор 8, первый переключатель 9, второй переключатель 10, управляннций генератор 11, первый двойной щелевой мост 12, второй балансный смеситель 13, первый феррорезонансный фильтр 14, первый детектор 15, первый усилитель 16, первый синхронный детектор 17, второй фильтр 18 нижних частот, третий фильтр 19 нижних частот, образцовый аттенюатор 20, блок 21 регулировки образцового аттенюатора, преобразователь угол-код 22, второй двойной щелевой мост 23, третий балансный смеситель 24, второй феррорезонансный фильтр 25,- второй усилитель 26, второй детектор 27. третий усилитель 28, второй синхрон-, ный детектор 29, четвертый фильтр 30 нижних частот, четвертый усилитель 31, регистрирующий блок 32, третий детектор 33, пятый усилитель 34, третий синхронный детектор 35, логарифмический преобразователь 36, блок совпадения 37, запоминающий блок 38, резонансный волномер 39, измеритель 40 разности экстремумов, кроме того показан исследуемый четырехполюсник 41. Устройство работает следующим образом. Частота первого сверхвысокочастотного генератора 1 линейно перестраивается блоком 3 развертки. Частота второго сверхвысокочастотного гейератора 2, отличающаяся от частоты первого сверхвысокочастотного генератора 1, изменяется синхронно с ней блоком 4 регулировки частоты. Сигналы обоих сверхвысокочастотных генераторов балансно смещиваются первым балансным смесителем 5, из результирующего сигнала фильтром 6 верхних частот вьщеляется.сигнал переменной суммарной частоты, а первым фильтром 7 нижних частот сигнал постоянной разностной частоты. Выход первого фильтра нижних частот, соединешлый с регулируемым аттенюатором 8, предназначен, для регулирования уровня мощности сигнал меньшей (суммарной) частоты, поскольку уровень мощности этого сигнала всегда будет большим в сравнении с сигналом большей (суммарной) частоты из-за меньших потер в передающем тракте. Выходные сигна лы фильтра верхних частот и регулируемого аттенюатора 8 противофазно прерываются первым и вторым переклю чателями 9 и 10 с низкой частотой, задаваемой управляющим генератором 11. Затем выравниваются уровни мощности сигналов суммарной и разностной частот. Далее сигнал линейно изменяющейся суммарной частоты поступает на вход исследуемого четырехполюсника 41,, а сигнал постоянной частоты поступает на вход образцового аттенюатора 20, аттестованного на постоян ной разностной частоте с высокой точностью известными средствами. Об разцовый аттенюатор 20, например, поляризационного типа выполнен в виде электрически управляемого устройства, затухание его изменяется блоком 21 пропорционально сигналу управления, поступающему на его вхо Отсчет значения коэффициента передачи образцового аттенюатора 20 про изводится по его шкале, а также дис танционно передается преобразовател угол-код 22 на регистрирующий блок 3 Выходные сигналы исследуемого че рехполюсника и образцового аттенюатора поступают на соответствующие входы второго двойного щелевого мос 23, общий канал которого соединен с входом третьего балансного смесит ля 24, второй которого соединен с вторым сверхвысокочастотным генер тором 2, Из результирующего сигнала после смешивания второй феррорезонан ньА ФИЛЬТР 25, перестраиваемый блоком 3 развертки, выделяет, сигналы на частоты первого сверхвысокочастотного генератора 1, Эти сигналы усиливаются третьим усилителем 28, деатектируются третьим детектором 33, снова усиливаются на низкой частоте модуляцш четвертым усилителем 31 .и синхронно детектируются третьим синхронным детектором 35. Выходной сигнал третьего синхронного детектора 35 пропорционален разности сверхвысокочастотных сигналов, прошедших через исследуемый четырехполюсник и образцовый аттенюатор, изменяется по закону амплитудно-частотной характеристики исследуемого четырехполюсника с периодом развертки Этот сигнал интегрируется (усредняется) четвертым 76 фильтром ниляшс частот 30, постоянная времени которого равна периоду развертки. Выходной сигнал четвертого фильтра 30 нижних частот постоянного тока усиливается пятым усилителем 34 н поступает на вход блока 21, который устанавливает такое значение коэффициента передачи образцового аттенюатора, при котором указанный разностный сигнал и, соответственно, сигнал постоянного тока на выходе четвертого фильтра нижних частот становится равным нулю. Происходит замещение среднего за период развертки значения коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника величиной известного коэффициента передачи образцового четырехполюсника, четвертый фильтр нижних частот 30, как интегрирующее звено, обеспечивает астатический закон регулирования без погрешности статизма. Значение среднего коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника считывается визуально по шкале образцового аттенюатора 20 и после преобразования преобразователем 22 передается в регистрирующий блок 32. Информацию об отклонении текущего значения коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника от среднего значения, т.е. об изменении коэффициента передачи в рабочем диапазоне частот, получают с помощью последовательно соединенных логарифмического преобразователя 36, первого синхронного детектора 17 и второго фильтра нижних частот (при этом логарифмический преобразователь-подключают к выходу четвертого усилителя 31). С выхода второго фильтра нижних частот 18 получают также информацию о значении отклонения коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника на любой из частот рабочего диапазона с п6моо(ью блока 37 совпадения и запоминакщего блока 38. Для этого резонансный волномер 39 настраивают на нужную частоту. Частотная метка волномера 39 после второго детектора 27 и второго усилителя 26 поступает на вход блока 37 совпадения,, на второй вход которого поступает сигнал с выхода второго фильтра нижних частот. Зафиксированное запоминающим блоком 38 значение неравномерности коэффициента передачи на частоте, например FO , поступает на регистрирухшщй блок 32.

Максимальное значение отклонения коэффициента передачи получают с помощью измерителя 40 разности экстремумов.

Таким образом, экономический эффект достигаемый при внедрении предложенного устройства, заключается, в повьшении достоверности оценки качества выпускаемых промышленностью СВЧ элементов, а также в повышении производительности труда операторов в технологических процессах изготовления и контроля СВЧ элементов.

Формула изобретения

Устройство для измерения коэффициента передачи четырехполюсников, содержащее первый и второй сверхвысокочастотные генераторы, подключенные соответственно через первый балансный смеситель к входам первого фильтра нижних частот и фильтра верхних частот, соединенного с первым переключателем, второй переключатель и последовательно соединенные логарифмический преобразовтель , первый синхронный детектор и второй фильтр нижних частот, о т л.ичающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, введены блок развертки, блок регулировки частоты, регулируег-пой аттенюатор, два двойных щелевых моста образцовый аттенюатор, последовательно соединенные второй балансный смеситель, первый феррорезонансный фильтр, первый детектор, первый усилитель, второй синхронный детектор и третий фильтр нижних частот, упраляющий генератор, последовательно соединенные резонансный волномер, второй детектор, второй усилитель, блок совпадения, запоминающий блок 1и регйстрируюпщй блок и последовательно соединенные третий балансный смеситель, второй феррорезонансный фильтр, третий усилитель , трети детектор, четвертый усилитель, третий синхронный детектор, четвертый фильтр нижних JacTOT, пятый усилитель, блок регулировки образцового аттенюатора и преобразователь уголкод, измеритель разности экстремумов, при этом выход блока развертки подключен соответственно к входам первого и второго феррорезонансных фильтров, регистрирующего блока и .первого сверхвысокочастотного генератора, другой выход которого через блок регулировки частоты подключен к входу второго сверхвысокочастотного генератора, выход которого соединен с другими входами второго балансного смесителя и третьего балансного смесителя, подключенного к выходу второго двойного щелевого моста, первый фильтр нижних частот через последовательно соединеншле регулируемый аттенюатор и второй переключатель подключен к одному входу первого двойного щелевого моста, к другому входу которого подключены выход первого переключателя и резонансный волномер, выходы первого двоного щелевого моста и входы второго двойного щелевого моста являются соответственно входами и выходами исследуемого четырехполюсника и образцового аттенюатора, а третий выход первого двойного щелевого моста соединен с входом второго балансного смесителя, выходы управляющего генератора соединены соответственно с дргими входами первого и второго переключателей и трех синхронных детекторов, а выход третьего фильтра нижних частот соединен с другим входом регулируемого аттенюатора, выход четвертого усилителя подключен к входу логарифмического преобразователя, выход второго фильтра нижних частот соединен с другим входом блока совпадения и входом измерителя разности экстремумов, причем к входам регистрирутсяцего блока подключены соответственно выходы преобразователя уголкод, запоминающего блока, вход и выход измерителя разности экстремумов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2714639/18-09. кл. G 01 R 27/28, 16.01.79 (прототип) .