Устройство для измерения фазовых сдвигов,вносимых взаимными четырехполюсниками

Устройство для измерения фазовых сдвигов,вносимых взаимными четырехполюсниками

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗСЖЫХ СДВИГОВ, ВНОСИМЫХ ВЗАИМНЫМИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКАМИf содержащее два усилителя-ограничителя, триггер, коммутатор выходов триггера, элемент совпадений, электронный счетчик, генератор счетных импульсов и блок управления , при этом выходы усилите™ . лей-ограничителей соединены с входами триггера, а выходы триггера соединены с входами коммутатора, выход которого соединен с первым входом элемента совпадений, а выход элемента совпадений соединен с электронным счетчиком, второй вход элемента совпадений соединен с выходом генератора счетных импульсов, управляющие входы коммутатора и генератора счетных импульсов соединены с выходом блока управления, отличают ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения на высоких частотах , оно снабжено перестраиваемым генератором, двумя ответвителями, тремя высокочастотными переключателями , двумя согласующими нагрузками, двумя развязывающими аттенюаторами, двуг я преобразователями частоты, при этом первый выход перестраиваемого генератора соединен с входом первого высокочастотного переключателя, выходы которого соединены с первыми входами второго и третьего высокочастотных переключателей, вторые входы этих переключателей соединены с первой к BTOpoft согласующими нагрузками , входы управления высокочастотных переключателей соединены с тремя выходами блока управления, выходывторого и третьего высокочастотных л переключателей соединены с входами первого и второго развязывающих аттенюаторов f выходы которых соединены с первыми входами первого и второго ответвктелей;. первые выходы первого и второго отЕетвктелей соединены с внешними клеммаьет устройства, вторые о выходы первого и второго стветзителей соединены с первыкш входами первого 4 Ьп и второго преобразователей частоты, вторые входы которых соединены с вто рым выходом перестраиваемого генера тора , выходы преобразователей частосл ты соединены с входами усилителейограничителей .

союз совктсних социдлистич книг

РеопуБлин (l9) (На

3(Я) G 01 R 25 0 госудд стненный номиткт ссс( ло делаем изовреткний и отнятий (21) 3441698/18 21 (22) 17.05.82 (46) 30.09.83 Бюл. Р 36 (72) С. В. Алексеев, С. Н. Лухавской, В. И. Потапов и Д. Д. Юдин (53) 621.317.77(088.8) (56) 1. Измеритель разности фаз

ФК2-18. Техническое описание, 1981.

2.. Авторское свидетельство СССР

Р 254651 кл. G 01 Я 25/00, 1968, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ФАЗОВЫХ СДВИГОВ, ВНОСИМЫХ ВЗАИМНЫМИ

ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКАМИ, содержащее два усилителя-ограничителя, триггер, коммутатор выходов триггера, элемент совпадений, электроннь и счетчик, генератор счетных импульсов и блок управления, при этом выходы усилителей-ограничителей соединены с входами триггера, а выходы триггера соединены с входами коммутатора, выход которого соединен с первым входом элемента совпадений, а выход элемента совпадений соединен с электронным счетчиком, второй вход элемента совпадений соединен с выходом генератора счетных импульсов, управляющие входы коммутатора и генератора счетных импульсов соединены с выходом блока управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения на высоких частотах, оно снабжена перестранваемым генератором, двумя ответвителями, тремя высокочастотными переключателями, двумя согласующими нагрузками, двумя развязывающнми аттенюаторами, двумя преобразователями частоты, при этом первый выход перестраиваемого генератора соединен с входом первого высокочастотного переключателя, выходы которога соединены с первыми входами нтарага и третьего высокочастотных переключателей„ вторые входы этих переключателей соединены с первой и второй согласующими нагрузками, входы управления высокочастотных переключателей соединены с тремя выходами блока управления, выходы. щ второго и третьего высокочастотных переключателей соединены с входами первого и второго развязывающиХ аттенюаторов, выходы которых соединены с первьжи входами первого и второго ответвителей,. первые выходы первого и второго атветвителей соединены с внешними клеммами устройства, вторые выходы первого и второго ответвителей соединены с первыми входами первого и второго преобразователей частоты, вторые входы которых соединены с вторым выходом перестраиваемого генератора, выходы преобразователей часто;ты соединены с входами усилителейограничителей.

1045156

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности к фазометрии, и может быть использовано для прецизионного измерения фазовых сдвигов высокочастотных (ВЧ) сигналон.

Изнестен фазометр, позволяющий измерять разность фаз на нысоких (ВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частотах (1).

Недостатком данного фазометра является низкая точность измерения разности фаз из-за отсутствия коммутационных устройств по входу прибора, позволяющих уменьшить погрешности неидентичности каналов фазометра.

Наиболее близким к предлагаемому 15 по технической сущности является цифровой фазометр, соедржащий входной коммутатор, соединенный своими входами с входными клеммами фазометра, а выходами — с входами усилителей- () ограничителей, выходы последних соединены с входами триггера, выходы которого через коммутатор соединены с элементами совпадений, на второй вход которого поступает пачка импуль- 5 сов с генератора импульсов в течение заданного измерительного времени, причем выход элемента совпадений соединен с входом электронного счетчика,.а переключение коммутаторов осуществляется блоком управления по истеченииполозины измерительного времени 1 21 .

Недостатком известного устройства является большая погрешность измерения, обусловленная различием электрических длин цепей коммутатора.

Цель изобретения . — повышение точности измерения на высоких частотах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее дза усили-40 теля-огранкчителя, триггер, ко мутатор выходов триггера, элемент .совпа--.. дений, электронный счетчик, генератор счетных импульсов и блок управления, при этом выходы усилителей-огра-, 5 ничителей соединены с входами триггера, а выходы триггера соединены с входами коммутатора, выход которого соединен с первым входом элемента совпадений, а выход последнего соединен с электронным счетчиком, второй вход элемента совпадений соединен с выходом генератора счетных импульсов, управляющие входы коммутатора и генератора счетных импульсов соединены с выходом блока упранления,-5 снабжено перестраиваемым генератором, двумя ответвителями, тремя ьысокочастотными переключателями, днумя согласующими нагрузками, двумя разня, зывающими аттенюаторами; двумя пре- 60 образователямичастоты, при этом первый выход перестраиваемого генератора соединен с входом первого высокочастотного переключателя, выходы ко.торого соединены с перзьжи входами второго и третьего высокочастотных переключателей, вторые входы этих переключателей соединены с первой и второй согласующими нагрузками, входы управления высокочастотных пе=. реключателей соединены с тремя выходами блока упранления, выходы второго и третьего высокочастотных переключателей соединены с входами первого и второго развязынающих аттенюатороз, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго ответвителей, первые ныходы первого и нторого отнетвителей соединены с внешними клеммами устройства, вторые выходы первого и второго ответвителей соединены с первыми входами первого и второго преобразователей частоты, вторые входы которых соединены с вторыми выходами перестраизаемого генератора, выходы преобразователей частоты соединены с нходами усилителей-ограничителей.

На чертеже представлена структурная схема. предлагаемого устройства.

Первый выход перестраизаемого генератора 1 соединен с входом ВЧ переключателя 2, выходы которого соединены с входами ВЧ переключателей

3 и 4. Вторые выходи этих переключателей соединены с согласующими нагрузками 5 и б. Входь| управления ВЧ переключателей 2-4 соединены с выходами блока 7 управления. Выходы ВЧ переключателей 3 и 4 соединены с развязывающими аттенюаторами 8 и 9, выходы которых соединены с входами ! ответвителей 10 и 11, Вторые выходы ответвителей 10 и 11 соединены с внешними клеммами 12 и 13 устройстна, к которЫм подключается исследуемый четырехполюсник 14, Выходы отзетви-, телей 10 и 11 соединены с нходами преобразователей 15 и 16 частоты.

Вторые входы этих преобразователей соединены с вторым . входом перестра= иваемого генератора 1. Выходы преобразонателей 15 и 16 частоты соединены с входами усилителей-ограничителей 17 и 18, выходы которых подключены к триггеру 19. Выходы триггера

19 соединены с .коммутатором 20 выходов триггера, выход которого соединен с входом элемента 21 совпадений. К другому входу элемента 21 совпадений подключен генератор 22 счетных импульсов. Вход этого генератора соединен с выходом блока 7 управления. Выход элемента 21 совпадений соединен с электронным счетчиком 23. устройство работает следующим образом, Сигнал, имеющий частоту г (из ди=

Р апазона рабочих частот перестраизаемого генератора 1), с первого выхода генератора 1 с помощью ВЧ переключателя 2 подается на ВЧ переключатель

3 или на ВЧ переключатель 4. Проходя

1045156

Измененеие фазового сдвига, вносимого взаимным четырехполюсником, производится за два цикла. В первом цикле сигнал генератора 1 с помощью

ВЧ переключателя 2 подается на ВЧ переключатель 3. Развязывающий атте- 40 нюатор 9 с помощью ВЧ переключателя

4 подключается к согласующей нагрузке 5. На вход элемента 21 совпадений с помощью коммутатора 20 подается сигнал с прямого плеча триггера 19.

После первого измерения в счетчике

23 зафиксируется код М, значение которого соответствует фазовому сдвигу

50 где Ча = 96+ — фазовый сдвиг, вноси + „ + Члл.+ мый каналом о. устрой+ Ч ка ства, = Ю - — фазовый сдвиг, вноси+p„z + f15+ @ 6 мый каналом 1 устрой

+ М„, ства.

%, „ — фазовь-е сдвиги, вносимые ответвителями 10 и 11;

,Ул - фазовые сдвиги, вносимые преобразователями 15 и 16 частоты.

60 через исследуемый взаимный четырехполюсник 14, сигнал генератора 1 приобретает фазовый сдвиг Ю или 360 — Ф .

Этот фазовый сдвиг с помощью преобразователей 15 и 16 переносится на низкую частоту „„ . С второго выхо5 да перестраиваемого генератора 1 на преобразователи 15 и 16 частоты подается сигнал, имеющий частоту1„=

= + „„, который используется в качестве сигнала гетеродина. Частота этого сигнала отличаегся от частоты сигнала, проходящего через исследуемый четырехполюсник, на фиксированную величину 1П„ . усилители-ограничители 17 и 18 усиливают сигнал, 15 имеющий частоту1и„, и формируют из него прямоугольные импульсы с короткими передними фронтами. Передние фронты этих импульсов привязаны по времени к моментам перехода гармони- 20 ческих колебаний через нуль. Триггер 19 формирует прямоугольный импульс, длительность которого прямо пропорциональна фазовому сдвигу, вносимому взаимным четырехполюсником 14. Длительность этого импульса с помощью элемента 21 совпадений и генератора 22 преббразуется в числоимпульсный код, значение которого

Й прямо пропорционально измеряемому

1 фазовому сдвигу. По мере формирования этот код накапливается в элект ронном счетчике 23, а затем фиксируется в нем. фазовые сдвиги, вносимые усилителями-ограничителями

17 и 18;

«е

<6 фазовые сдвиги, вносимые триггером 19 по входу о и

8 соответственно, фазовые сдвиги, вносимые линиями связи канала о и устройства; ла «ь

Ч вЂ” фазовый сдвиг, вносимый .исследуемым четырехполюсником 14.

Во втором цикле сигнал перестраиваемого генератора 1 с помощью ВЧ переключателя 2 подается на ВЧ переключатель 4. Развязывающий аттенюатор 8 с помощью ВЧ переключателя

3 подключается к согласующей нагрузке 5. На вход элемента 21 совпадений с помощью коммутатора 20 подается сигнал с обратного плеча триггера 19.

В этом цикле исследуемый четырехполюсник вносит фазовый сдвиг 360

Подключение обратного выхода триггера 19 к элементу 21 совпадения приводит к тому, что устройство формирует числоимпульсный код Ир, значение которого соответствует фазовому сдвигу

Ч,=Ъ60 -P(360- )м, = у+у

Поскольку электронный счетчик

23 суммирует коды М, и N l, то в нем зафиксируется код, значение которого соответствует фазовому сдвигу

Так как число разрядов электронного счетчика 23 увеличено на один, то сумма кодов .будет разделена на два и код (п-1)-го старших разрядов электронного счетчика 23 будет соответствовать точному значению фазового сдвига, вносимого исследуемым четырехполюсником.

Таким образом, фазовые сдвиги, вносимые анадоговой частью устройства, исключаются из результата измерения и точность измерения не зависит от частоты перестраиваемого генератора 1.

В предлагаемом устройстве по сравнению с известными обеспечена возможность автоматического измерения абсолютньх фазовых сдвигов, вноси ..ых контролируемыми фазовращателями ".""з расчленения радиочастотных соединений, а также произвольного геометри» ческогo расположения элементов устройства и исследуемых четырехполюсников на объекте без снижения точности измерений; отсутствует необходимость ручной и автоматической калибровки устройства перед измерениями абсолютных фа"-.о.вых сдвигов> погрешность аналогсвой части устройства компенсиСоставитель R. афанасьев

Редактор tO. Ковач Техред T,Ìàòî÷êa

Корректор В. Бутяга

Заказ 7546/47 Тираж 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий., 113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб,, д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, .4 руется и не зависит от частоты, что расширяет возможности эффективного использования предлагаемого устрой=ства, отсутствует необходимость фазирования в диапазоне частот высоко«. качественных линий связи, входящих в устройство, ВЧ переключателей и других ВЧ элементов; резко снижаются требования к разбросу и стабильности фазовых характеристик активных и пассивных элементов устройства, а также к разбросу и стабильности длительности фронтов импульсов и порогов срабатывания усилителейorðaHÿ÷èòåëåé и фазового детектора.