Устройство для аттестации мер фазового сдвига

Устройство для аттестации мер фазового сдвига

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области радиоизмерений. Цель - повышение точности измерений. В устройстве для аттестации мер фазового сдвига она достигается за счет исключения взаимного влияния сигналов друг на друга введением квадратурного расщепителя 8 сигнала, мер 9, 10 фазового сдвига, сумматора 11, разделительных блоков 12-19 и новых электрических связей между функциональными элементами . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИН (51)4 G 01 R 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3995373/24-21 (22) 27,12.85 (46) 30.04,87. Бюл. №- 16 (71) Новосибирский электротехнический институт связи им. Н.Д.Псурцева (72) Ю.А.Пальчун и А.И.Калмыков (53) 621.3 17.77(088.8) (56) Калмыков А.И. Поверка фазометров

СВЧ по амплитудно-фазовой погрешности. — В кн. Современные методы н аппаратура для измерения параметров радиоцепей. Новосибирск: 1974, с. 107-108.

Авторское свидетельство СССР

¹ 346683, кл. G 01 R 25/00, 1971.

„„SU„„, 1307387 А1 (54) УСТРОЙСТВО Д5 Я АТТЕСТАЦИИ МЕР

ФАЗОВОГО СДВИГА (57) Изобретение относится к области радиоизмерений. Цель — повышение точности измерений. В устройстве для аттестации мер фазового сдвига она достигается за счет исключения Взаимного влияния сиг -.алов друг на друга введением квадратурного расщепителя 8 сигнала, мер 9, 10 фазового сдвига, сумматора 11, разделительных блоков 12-19 и новых электрических связей между функциональными элементами. 1 ил .

7387

1 130

Из обр етение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для аттестации мер фазового сдвига двух электрических сигналов °

Цель изобретения — повышение точности, Поставленная цель достигается за счет исключения взаимного влияния сигналов друг на друга.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 (СВЧ), делитель 2 мощности на два канала, вспомогательный генератор 3, первый 4 и второй 5 смесители, фазометр 6, аттенюатор 7, квадратурный расщенитель 8 сигнала, первую 9 и вторую 10 меры фазового сдвига, сумматор 11, первый 12, второй 13, третий 14, четвертый 15, пятый 16, шестой 17, седьмой 18 и восьмой 19 разделительные блоки.

Выход генератора 1 через последовательно соединенные делитель 2 мощности на два канала, первый разделительный блок 12 и первый смеситель

4 соединен с входом фазометра 6, второй вход которого соединен с выходом второго смесителя 5. Выход вспомогательного генератора 3 соединен с входами второго 13 и третьего 14 разделительных блоков, выходы которых соответственно соединены с входами первого 4 и второго 5 смесителей.

Второй выход делителя 2 мощности на два канала через последовательно соединенные четвертый разделительный блок 15, квадратурный расщепитель 8 сигнала, пятый разделительный блок

16, первую меру 9 фазового сдвига, шестой разделительный блок 17 и сумматор 11 подключен к второму входу второго смесителя 5. Второй выход квадратурного расщепителя 8 сигнала через последовательно соединенные седьмой разделительный блок 18, вторую меру 10 фазового сдвига, восьмой разделительный блок 19 и аттенюатор

7 подключен ко второму входу сумматора 11.

Устройство работает следующим образом.

Квадратурный расщепитель 8 сигнала, разделительные блоки 16-19, меры

9 и 10 фазового сдвига и сумматор

11 образуют квадратурный .фазовращатель, изменение фазового сдвига в ко10

40 тором осуществляется за счет изменения ослабления мер 10 и 9 фазового сдвига. Путем одновременного изменения ослабления мер 9 и 10 можно (при изменении фазового сдвига на выходе) обеспечить неизменность амплитуды выходного сигнала. Если изменение фазового сдвига на выходе осуществляется путем изменения ослабления в одном из каналов (при этом во втором канале мера может отсутствовать), то на выходе сумматора также наблюдается и изменение амплитуды, причем это изменение не превышает ЗдБ, В смесителях 4 и 5 осуществляется преобразование сигналов в область низких частот. Выравнивание начального затухания в синфазном и квадратурном канале осуществляется посредством аттенюатора 7.

Сигнал от генератора 1 (СВЧ) поступает на делитель 2, где он разветвляется на два канала. Сигнал с выхода первого канала делителя 2 через разделительный блок 12 и смеситель

4 поступает на вход опорного канала низкочастотного фазометра 6. Сигнал с выхода второго канала делителя 2 через разделительный блок 15 поступает на вход квадратурного расщепителя 8, где он разветвляется на два канала — синфазный и квадратурный. Фаза сигнала в квадратурном канале отличается от фазы сигнала в синфазном канале на 90 . Сигналы с выходов о квадратурного расщепителя 8 через разделительные блоки 16 и 18, меры 9 и

10, разделительные блоки 17 и 19 и плавный аттенюатор 7 поступают HB входы сумматор à 1 1 . С выхода сумматора 11 сигнал через смеситель 5 поступает на вход измерительного канала низкочастотного фаэометра 6.

Значение сдвига фаз на выходе сумматора определяется расчетным путем по известному ослаблению каналов (мер) . Однако, наличие амплитуднофазовой зависимости у мер обуславливает отклонение фазового сдвига на выходе сумматора от расчетного значения. Зная расчетные значения фазового сдвига, которые легко определяются по известным соотношениям исходя из требуемых значений ослабления аттестуемой меры (мер), и, измерив действительные значения фазовых сигналов, можно вычислить величину амплитудно-фаэовой зависимости мер, 13073

20 (2) Ч вых = g ex + Чо+Я; (3)

А Кс 82 с ю

В=К„8

Кси Кк

Sgtc H 8эк

Ч вых = Ч т.е. произвести их аттестацию. При этом аттестация осуществляется при постоянном (квазипостоянном) уровне сигнала на измерительном входе фазометра (амплифазометра), и тем самым исключается (резко уменьшается) влияние собственной амплитудно"фаэовой погрешности фазометра, которая в большинстве случаев значительна даже при средних значениях ослабления 10 мер. Кроме того, ее определение представляет известные трудности.

Амплитуда и фаза напряжения на выходе сумматора определяется из соотношений

U =U А 1+tg (p(l +-- — -- sin2y) 2 вых вх 2

+ 1 1 2

= U R (1 — — — — sin 2 „>) вх 3 : 2

tgq = tgQ + а, + й2 tg y, е где U e(p „— амплитуда и фаза сигнала на входе (беэ потери общности далее пРинято Цвх = 0) у 30 постоянные коэффициенты, определяющие модуль коэффициента передачи от входа фазорасщепителя до выхода сумматора в синфазном и квадратурном канале соответственно без учета модулей коэффициентов передачи 45 мер фазового сдвига с ослаблением модули коэффициентов передачи мер фазового сдвига с ослаблением; значение фазового сдвига на выходе сумматора (входе фазометра или амплифазометра) при калибровке по синфаэному каналу (максимальное ослабление в квадратур" ном канале, нулевое в синфазном), 87 4

q =are tgB/A - расчетное значение фазы, Ь, - величина отклонения сигнала по фазе от с в синфазном канале в процессе аттестации, Ь2 — величина отклонения сигнала от ((„+ 90 ) в квадратурном канале в процессе аттестации, где (— текущее (измеряемре) значение фазы сигнала на выходе сумматора, Фаза коэффициента передачи мер фазового сдвига с ослаблением определяется соотношениями гдето и q)„- фазовые сдвиги, вносимые мерами синфазного и квадратурного каналов при нулевом ослаблении.

Эти фазовые сдвиги определяются известным способом .путем снятия двух отсчетов при изъятой и включенной в тракт мере.

Иэ соотношений (4) и (5) следует, что для определения значений фазы коэффициента передачи мер после определения с, и (» для различных значений ослабления, необходимо определить значения, и 6 для этих ослаблений. Значения, и Ь, как это следует из соотношений (1)-(3), могут быть определены с использованием массивов фазовых или амплитудно-фазовых измерений. Из соотношений (1)-(3) также следует, что определение, и

62 может осуществляться как при фактически постоянной амплитуде сигнала на выходе сумматора (измерительном входе фазометра), если Ь, и не превышает нескольких градусов, так и при квазипостоянных уровнях ког-

/ да это изменение также минимально.

С учетом начальной калибровки, (2) пр еобр аз уется к виду

Нахожцение параметров аттестуемой меры, находящейся в одном из каналов, при известных параметрах меры фазового сдвига с ослаблением в другом из каналов (или при неизменных

7 6

Из соотношений (1) — (3) и (7)-(10?

130738

Фор мула из о бр ет ения

4, s inz 4z - ц s in Cp

sin((p, +,) sin(gz-p,) С °

Ц, соз (I, — (, сов 4 z (8) зз.п((1) + ) ) з4.п((V ) b, = g — (— — — 1 ) tg 4), (9) о

Rz ) b = g — (— — - - 1)ctggz (10) 35

Rzo

1 2 ) b1 62

R = R (1 + — — -sin2$) R =R(((=0). о 2 Ко

Составитель В.Шубин

Редактор А.Pевин Техред Л.Сердюкова Корректор M.немчик

Заказ 1628/45 Тираж 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Подписное!

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 параметрах другого канала) не представляет трудности, так как тогда система уравнений (1) -(3) вырождается в систему с одним неизвестным и, изменяя ослабление аттестуемой меры, 5 легко получить искомые величины.

При использовании фазовых измерений и аттестации сразу двух мер, искомые величины определяются иэ соотношений 10 где (и(— расположенные рядом значения фазового сдвига, в пределах которых можно 20 считать Ь и b неизменz ными, Ц,и С - измеренное значение сдвига фаз на выходе сумматора.

При использовании массива амплитудно-фазовых измерений и аттестации двух мер фазового сдвига с ослаблением, искомые параметры определяются из соотношений 30 где R — текущее значение коэффициента передачи от входа фазовращятеля дО ВыхОдя c ììÿT01)ÿ определяемое выражением следует, что путем изменения параметра Q осуществляется определение b„ и(или) b в заданных точках аттестаг ции.

Устройство для аттестации мер фазового сдвига, содержащее генератор, соединенный с делителем мощности на два канала, вспомогательный генератор, два смесителя, фазометр и аттенюатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,,что, с целью повышения точности, в него введены квадратурный расщепитель сигнала, две меры фазового сдвига, сумматор и восемь разделительных блоков, при этом первый выход делителя мощности на два канала соединен через последовательно включенные первый разделительный блок и первый смесител- с первым входом фазометра, второй вход которого соединен с выходом второго смесителя, вспомогательный генератор через второй и третий разделительные блоки соответ— ственно соединен с вторыми и первыми входами первого и второго смесителей, второй выход делителя мощности на два канала через последовательно соединенные четвертый разделительный блок, квадратурный расщепитель сигнала, пятый разделительный блок, первую меру фазового сдвига, шестой разделительный блок и сумматор соединен с вторым входом второго смесителя, второй выход квадратурного расщепителя через последовательно соединенные седьмой разделительный блок, вторую меру фазового сдвига, восьмой разделительный блоки аттенюатор соединен с вторым входом сумматора.