Стробоскопический измеритель параметров рассеяния цепей во временной области Советский патент 1982 года по МПК G01R13/28 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при измерении частотных параметров рассеяния радиоцепей. Наиболее близким по технической сущности является стробоскопический измеритель параметров рассеяния цепей во временной области, содержащий генератор зондирующих импульсов, управляющий вход которого соединен с вторым выходом электронно-вычис- лительной машины, а выход синхронизации - с входом синхронизации первого стробоскопического преобразователя, выход которого подключен к первому входу измерителя, а выход аналогового сигнала - к первому вхоДУ двухканального аналого-цифрового преобразователя, выход которого свя- JQ зан с входом электронно-вычислительной машины, первым выходом соединенной с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к гл из ян ро си ны де входу блока индикации, и две соасованные нагрузки fl. Известное устройство производит мерение частотных параметров рассеия объектов с использованием быстго преобразования Фурье импульсных гналов, прошедших объект и отраженх от него. Параметры рассеяния объекта -опреляются по формулам: - ) , 14) FjUna) . 4HW) с . Tllvuyy FlUogC-i) 4lCW) FVUvit-t) . где F - операция быстрого преобразования Фурье; Untt) - зондирующий импульсный сигнал; - импульсы напряжения, отраUpiCt) женные от входа и выхода исследуемого объекта; мр-1 ( ир1, (t) импульсы напряжения, про шедшие с вход на выход и с выхода на вхо исследуемого объекта. Недостатками этого устройства яв ляются большое время измерения, обусловленное необходимость) ручной коммутации блоков, и большая погре ность измерения, обусловленная неоднородностью СВЧ разъемов и нелинейностями трактов вертикального и горизонтального отклонений. Цель изобретения - уменьшение вр мени и погрешности измерения. Эта цель достигается тем, что стробоскопический измеритель параметров рассеяния цепей во временной области, содержащий генератор зондирующих импульсов, управляющий вход которого соединен с вторым выходом электронно-вычислительной м шины, а выход синхронизации - с входом синхронизации первого стробоскопического преобразователя,выход которого подключен к первому входу измерителя, а выход аналогового сигнала - к первому входу двух канального аналого-цифрового преобразователя, выход которогосвязан с входом электронно-вычислительной ма шины, первым выходом соединенной с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого подключен к входу блока индикации, и две со.гласованные нагрузки, снабжен тремя коаксиальными сверхвысокочастотными переключателями и вторым стробоскопическим Преобразователем, вход син хронизации которого связан с выходо синхронизации генератора зондирующи сигналов, выход аналогового сигнала с вторым входом аналого-цифрового преобразователя,выход - с вторым входом измерителя, а вход -с входом третьего переключателя, первый 9 4 выход которого соединен с второй со гласованной нагрузкой, а в/орой выход - с вторым выходом второго переключателя ,вход которого подключён к выходу генератора зондирующих импульсов, а первый выход - квторому выходу первого переключателя, первый выход которого связан с первой согласованной нагрузкой, а вход входом первого стробоскопического преобразователя, а также тем, что он снабжен четвертым, пятым и шестым коаксиальными сверхвысокочастотными переключателями и генератором калибровочного сигнала, управляющий вход которого соединен с третьим выходом электронно-вычислительной машины, а выход - с входом пятого переключателя, первый выход которого подключен к первому выходу четвертого переключателя, второй выход - к первому выходушестого переключателя, вход которого связан с выходом второго стробоскопического преобразователя, а второй выход - с вторым входом измерителя, первый вход которого соединен с вторым выходом четвертого переключателя, входом подключенного к выходу первого стробоскопического преобразователя. На фиг.1 и 2 показаны структурные электрические схемы устройства. Устройство (фиг.1) состоит из первого, второго и третьего коаксиальных сверхвысокочастотных (СВЧ) переключателей 1,2 и 3i первой и второй согласованных нагрузок А и 5, генератора 6 зондирующих сигналов, первого и второго стробоскопических преобразователей 7 и 8, цифроаналогового преобразователя 9, электронновычислительной машины (ЭВМ) lOj двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 11 и блока 12 индикации. Устройство (фиг.2) содержит ДО полнительно четвертый, пятый и шестой коаксиальные СВЧ переключатели 13, 1 и 15 и генератор 16 калибровочного сигнала. Устройство (фиг.1 работает следующим образом. При измерении параметров 5 и S по командам от ЭВМ 10 переключатель 1 устанавливаето я в положение В, переключатели 2 и 3 в положение А.Этим обеспечивается поступление зондирующего сигнала на вход преобразователя 7 и регистрация с по мощью преобразователя 7 сигнала.отраженного от объекта. С помощью преобразователя b регистрируется сигнал прошедший через объект. ЭВМ осуществляет запуск генератора 6 зондирующих импульсов, который запускает стро боскопические преобразователи 7 и 8. На аналоговых выводах стробоскопи ческих преобразователей 7 и 8 образуются сигналы, равные сигналам на их высокочастотных входах в момен запуска. Эти сигналы поступают на входы АЦП 11, который также запускается ЭВМ 10. Посигналу из ЭВМ 10 коды сигнало первого и второго каналов АЦП 1 1 счи тываются в память ЭВМ. Процесс повто ряется до тех пор, пока в памяти ЭВМ не будут сформированы массивы сигналов J, и , . Далее осуществляются вычисления по формулам (1 ) и (2 ) с заменой Uj на i. этого через цифроаналоговый преобразовател 9 ЭВМ 10 отображает информацию на экране блока 12 индикации. Измерения параметров S 2.г S осуществляется аналогичным образом. При этом переключатели устанавливаются S положения: 1 - в положение А, 2 - в положение В, 3 в положение В. Записываются сигналы Uy. Uoi . .. По формулам (3) и (ч) производятся вычисления U на Uy, и резуль тат отображается на экране блока 12 индикации. Устройство (фиг.2) работает следующим образом. Запись сигналов в память ЭВМ 10 производится в этом устройстве так же, как в устройстве, представленном на фиг.1. После записи производится калибровка стробоскопических преобразователей 7 и 8. Переключатели 1,3 13 и 15 по команде от ЭВМ 10 устанавливаются в положение А. На входы преобразователей 7 и 8 поочередно подается калибровочный сигнал в виде меандра со стабильным периодо и фиксированным набором прецизионных уровней напряжений. В памяти ЭВМ программными средствами записываются таблицы, измеренные значения периодов меандра в течение длительности используемой развертки, амплитуды фиксированных уровней. 9 6 На основании этих данных методом грессионного анализа определяются раметры кубичного полинома, харакризующего нелинейность развертки тробоскопического преобразователя тракта вертикального отклонения, .е. определяются функции , 4Ct)-c,. , nv)--b,, ля каждого .канала , позволяющие странить нелинейность трактов горионтального ивертикального отклоения . Параметры рассеяния цепи определятся по формулам: ,C%Ct)l (5) 5i4vc/) ,,wa)ii( с . 1МОирп1 гС-Ь)1Ь(б) aitw)- f vViCUn.), ,IUoa.)ll , aaCw)- Р ЧгГиигИЧаа) F a UHpaI fret)3 p. ncvx/)- F H-aLUM-ilMt) где - функция , характеризующая нелинейность вeptикaльнoгo тракта преобразователя; PV Функция, характеризующая нелинейность горизонтального тракта преобразователя. Устройство позволяет автоматизировать процесс измерений, уменьшить нелинейные искажения в трактах вертикального и горизонтального отклонений, учесть систематические погрешности и исключить случайные погрешности из-за неоднородности СВЧ разъемов. В результате этого время измерения сокращается, а точность измерения повышается. Формула изобретения 1. Стробоскопический измеритель параметров рассеяния цепей во вре-. менной области, содержащий генератор зондирующих импульсов, управляющий вход которого соединен с вторым

7

выходом электронно-вычислительной машины, а выход синхронизации - с входом синхронизации первого стробоскопического преобразователя, выход которого подключен к первому входу измерителя, а выход аналогового сигнала - к первому входу двухканальног аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с входом электронно-вычислительной машины, первым выходом соединенной с входом цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к входу блока индикации,и две согласованные нагрузки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени и погрешности измерения, он снабжен тремя коаксиальными сверхвысоко частотными переключателями и вторым стробоскопическим преобразователем, вход синхронизации которого связан с выходом синхронизации генератора зондирующих сигналов, выход аналогового сигнала - с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход - с вторым входом измерителя, а вход - с входом третьего переключателя, первый выход которого соединен с второй согласованной нагрузкой, а второй выход - с вторым выходом второго переключателя, которого подключён к выходу генератора зондирующих импульсов, а первый вы88

од - к второму выходу первого переключателя, первый выход которого связан с первой согласованной н-агрузкой, а вход - с входом первого строоскопического преобразователя,

2. Измеритель по п.1, о т л и ч а1Д и и с я тем, что он снабжен четвертым, пятым и шестым коаксиальными сверхвысокочастотными переключателями и генератором калибровочного сигнала, управляющий вход которого соединен с третьим выходом электронно-вычислительной машины, а выход с входом пятого переключат еля, первый выход которого подключен к первому выходу четвертого переключателя, второй выход - к первому выходу шестого переключателя, вход которого связан с выходом второго стробоскопического преобразователя, а второй выход - с вторым входом измерителя, первый вход которого соединен с вторым выходом четвертого переключателя, входом подключенного к выходу первого стробоскопического преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертие

1. Эндрюс Дж. Автоматическое определение параметров электрических цепей посредством измерений во временной области. ТИИЭР, т.66, № А, 197В, с.5б (прототип).

fi