Устройство для калибровки уровней высокочастотных сигналов

Устройство для калибровки уровней высокочастотных сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ж.омно»»-»» ! т Г . .Оюэ МАЙ. з" ° и

769462

О П -И С"-А Н И Е

ИЗОБР ЕТЕ Н И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.05.78 (21) 2646275/18-21 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (5! ) М.Кл з G 01 R 35/00

Государственный комитет

СССР

1 по делам изобретений (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 (53) УДК 621.317.761 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 10.11,80 (72) Авторы изобр ететвия

Н. С. Жилин и А. В. Н!иконов (71) З,аявытель Томский институт автоматизированных. систем управления и радиоэлектроники (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ УРОВНЕЙ

ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к электроизмерительной технике, предназначено для использования при градуировке и поверке высокочастотных вольтметров.

Известно устройство для калибровки уровней высокочастотных сигналов, содержащее генератор, выход которого через фильтр подключен,к образцовому вольтметру и делителю напряжения, связанному с поверяемым прибором (1).

t0

Однако известное устройство характеризуется крайне низкой точностью калибровки напряжений практически во всем возможном динамическом диапазоне частот.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для калибровки уровней высокочастотных - сигналов, содержащее эталонный генератор, выход которого соединен со входом бдного из двух аттенюаторов, последовательно включенные фазовый детектор, фильтр нижних частот и перестраиваемый генератор, два фильтра промежуточной частоты, выход первого из которых подключен к одному из входов фазового детектора, генератор опорной частоты, фазовращатель, 25 сумматор, индикатор и образцовый вольт-.. метр (2).

Недостаток указанного устройства также определяется существеннымот погрешностями при установке выходных напряжений. 30

Целью изобретения является повышение точности калибровки уровней в широком динамическом диапазоне частот

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для калибровки уровней высокочастотных сигналов, содержащее эталонный генератор, выход которого соединен со входом одного из двух аттенюаторов, последовательно включенные фазовый детектор, фильтр ннжнмх частот и перестраиваемый генератор, два фильтра промежуточной частоты, выход первого из которых подключен к одному из входов фазового детектора, генератор опорной частоты, фазовращатель, сумматор, индикатор и образцовый вольтметр, введены три делителя напряжения, два формирователя стробимпульсов, два стробпреобразователя, два умножителя частоты, стабилизатор напряжения и переключатель, причем первый делитель напряжения установлен между выходом эталонного генератора .и входами другого аттенюатора и образцового вольтметра, второй делитель напряжения — между выходом второго фильтра промежуточной частоты и входом фазоврашателя, а третий делитель напряжения — между выходом стабилизатора напряжения и входом переключателя, вход каждого формирователя стробпмпульсов соединен с выходом перестраиваемого ге7694 а2

l0

65 нератора, а выход -- с одним из входов соответствующего стробпреобразователя, другие входы стробпреобразователей подключены к выходам аттенюаторов, а выходы— ко входам фильтров промежуточной частоть), вход стабилизатора напряжения соединен с выходом фазовращателя, вход которого связан с одним из входов сумматора.

Первый вход переключателя соединен с другим входом сумматора, а второй выход через первый умножитель частоты — с одним из входов .индикатора, выход сумматора через второй умножитель частоты подключен к другому входу индикатора, а выход опорнаго генератора связан с другим входом фазового детектора.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного устройства для калибровки уровней высокочастотных ситналов.

В состав устройства входят эталонный генератор 1, регулировочный делитель напряжения 2, образцовый вольтметр 8, аттенюаторы 4, 5, стробпреобразовател и б, 7, формирователи стробимпульсов 8, 9, перестраиваемый генератор 10, усилитель постоянного тока,,11, фильтр нижних частот

12, фазовый детектор 18, низкочастотный опорными генератор 14, фильтры промежуточной частоты 15,1б, делитель напряжения промежуточной частоты 17, фазовращатель

18, стабилизатор напряжения (уровня промежуточной частоты) 19, делитель напряжения (стабилизированного уровня промежуточной частоты) 20, переключатель 21, сумматор 22, умнож ители частоты 28, 24 и индикатор 25.

Работает устройство следующим образом.

Сигнал с выхода генератора 1 поступает на вход регулировочного делителя напряжения 2. При минимальном затухании делителя напряжения на его выходе, кото-рый является выходом устройства, с -помощью образцового вольтметра 8 устанавливается максимальный уровень выходного напряжения U,„.... Как известно, в данном случае образцовый вольтметр 8 измеряет большой уровень гармонического сигнала и имеет высокую точность измерений, поскольку нелинейность характеристики пре юбр азов ателя переменного напряжения в постоянное практически не сказывается.

После этого с помощью делителя напряжения промежуточной частоты 17 на индикаторе 25 выставляется напряжение, равное

U „„„. Образцовый вольтметр 8 предназначен только для установки U„„;;, и в дальнейших операциях не участвует.

О счет затухания, вносимого делителем напряжения 2 при уменьшении U осуществляется по промежуточному сигналу на выходе стробпреобразователя б. Для этого с помощью перестраиваемого генератора 10, из колебаний которого формируются стробимпульсы формирователями 8, 9, стробпреобразователями б, 7 производится преобразование их входных сигналов на низкие промежуточные частоты. Один из каналов устройства является опорным. В нем осуществляется стабилизация частоты следования стробимпульсов формирователей 8, 9, а следовательно, выполняется стабилизация промежуточной частоты с выхода стробпреобразователей б, 7. Стабилизация промежуточной частоты осуществляется с помощью системы, содержащей фазовый детектор 18, опорный генератор 14, фильтр нижних частот 12, усилитель постоянного тока 11, перестраиваемый генератор 10. Стабильность промежуточной частоты определяется стабильностью опорного генератора 14, который выполняется кварцевым.

Применение стробпреобразователей б, 7 позволяет устранить ошибку в показаниях образцового и поверяемого вольтметров, возникающую при паразитном прохождении сигнала гетеродина на вход преобразователя. Стробимпульсы, прошедш ие на выход устройства, не оказывают влияния на показания образцового и поверяемого вольтметров, так как частота следования стробимпульсов много меньше частоты выходного сигнала, а их длительность стремится к нулю.

Далее, выходное напряжение стробпреобразователя б через фильтр промежуточной частоты 15 и делитель напряжения 17 разделяется на два тракта, причем в одном

I I. пз них сдвигается по фазе на угол — с по2 мощью фазовращателя 18 и стабилизируется стабилизатором 19. Таким образом, напряжение на выходе стабилизатора является стабильным по амплитуде и сдвинуто на

90 по фазе. Сигнал с выхода стробпреобразователя б,изменяется пропорционально изменению его входного напряжения. Напряжения с выхода фильтра промежуточной частоты 15 и стабилизатора 19 складываются в конечном итоге в сумматоре 22.

Выходное напряжение сумматора через умножитель частоты 24 поступает на один из входов индикатора 25, а на второй его вход через делитель 20, переключатель 21 и умножитель 28 подается напряжение со стабилизатора 19. Индикатор 25 измеряет разность фаз между поступающими сигналами

4<р и выполняет операции tg, где Л р — изменение сдвига фаз при,изменении выходното напряжения устройств, а N — коэффициент. умножения умножителей 28, 24.

Делитель напряжения 20 и переключатель

21 позволяют изменять дискретно величину стабилизированных уровней на входе сумматора 22 при малых напряжениях на выходе устройства. Увеличение .коэффициента

N позволяет уменьшить погрешность калиб769462 ровки за счет повышения точности фазовых измерений.

Формула изобретения, Устройство для калибровки уровней высокочастотных сигналов, содержащее эталонный генератор, выход которого соединен со входом одного из двух аттенюаторов, последовательно включенные фазовый де- 10 тектор, фильтр н ижних частот и перестраиваемый генератор, два фильтра промежуточной частоты, выход первого из которых подключен к одному из входов фазового детектора, генератор опорной частоты, фазо- 15 вращатель, сумматор, индикатор и образцовый вольтметр, отл ич а ющееся тем, что, с целью повышения точности калибровки в широком динамическом диапазоне частот, в него введены три делителя напряже- 20 ния, два формирователя стробимпульсов, два стробпреобразователя, два умножителя частоты, стабилизатор напряжения и переключатель, причем первый делитель напряжения установлен между. выходом эталонного генератора и входами другого аттенюатора и образцового вольтметра, второй делитель напряжения — между выходом второго фильтра промежуточной частоты и входом фазовращателя, а третий делитель напряжения — между выходом стабилизатора напряжения и входом переключателя, вход каждого форм ирователя стробимпульсов соединен с выходом перестраиваемого генератора, а выход — с одним из входов соответствующего стробпреобразователя, другие входы стробпреобразователей подключены к выходам аттенюаторов, а выходы— ко входам фильтров промежуточной частоты, вход стабилизатора напряжения соединен с выходом фазовращателя, вход которого связан с одним из входов сумматора, первый выход переключателя соединен с другим входом сумматора, а второй выход через первый умножитель частоты — с одним из входов индикатора, выход сумматора через второй умножитель частоты подключен к другому входу индикатора, а выход опорного генератора связан с другим в хо до м ф аз о в ого детектор а.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Валитов P А. Радиотехнические измерения, М., «Сов. радио», 19бЗ, с. 271.

2. Авторское свидетельство СССР

М 529423, кл. G 01 К 19/00, 1975 (прототип) .

769462!

«.

Коррекюр С. Файн

Редактор Б. Федотов

Заказ 1226/!255 Изд. ¹ 476 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Составитель Л. Морозов

Техред О. Павлова