RU2310874C1 - Device for observing and measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of quadripoles with frequency transformer - Google Patents
Device for observing and measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of quadripoles with frequency transformer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2310874C1 RU2310874C1 RU2006124669/28A RU2006124669A RU2310874C1 RU 2310874 C1 RU2310874 C1 RU 2310874C1 RU 2006124669/28 A RU2006124669/28 A RU 2006124669/28A RU 2006124669 A RU2006124669 A RU 2006124669A RU 2310874 C1 RU2310874 C1 RU 2310874C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- frequency
- phase
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано при контроле различных СВЧ четырехполюсников, содержащих преобразование частоты.The invention relates to the field of radio measurements and can be used to control various microwave quadripoles containing frequency conversion.
Известны устройства для наблюдения и измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников, содержащих преобразователь частоты (смеситель) (авт. свид. СССР №918890, кл. G01R 27/28, 1980). Это устройство состоит из двух генераторов качающейся частоты (ГКЧ), соединенных общим блоком управления, смесителей промежуточной частоты измерительного и опорного каналов, соединенных с фазочувствительным индикатором отношений уровней сигналов в этих каналах, генератора промежуточных частот, смесителя фазовой автоподстройки частоты, блока фазовой автоподстройки частоты и дополнительного смесителя.Known devices for monitoring and measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the four-terminal network containing a frequency converter (mixer) (ed. Certificate of the USSR No. 918890, class G01R 27/28, 1980). This device consists of two oscillators of a sweeping frequency (GKCH) connected by a common control unit, mixers of an intermediate frequency of the measuring and reference channels connected to a phase-sensitive indicator of the relationship of signal levels in these channels, an intermediate frequency generator, a phase-locked loop, a phase locked loop and additional mixer.
Испытуемый четырехполюсник с преобразователем частоты включается в измерительный канал. Наблюдение и измерение его характеристик производится относительно опорного смесителя на частотах первого с генератора качающейся частоты (ГКЧ-1). Второй генератор качающейся частоты (ГКЧ-2) смещен по частоте системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ-2) относительно ГКЧ-1 на величину постоянной промежуточной частоты (ПЧ), которая и служит рабочей промежуточной частотой устройства. Режим переменной ПЧ и свипирующей входной частоты СВЧ испытуемого устройства с преобразователем частоты позволяет наиболее полно исследовать его характеристики.The tested quadrupole with a frequency converter is included in the measuring channel. Observation and measurement of its characteristics is performed relative to the reference mixer at the frequencies of the first oscillating frequency generator (GKCh-1). The second oscillating frequency generator (GKCH-2) is frequency-shifted by a phase-locked loop (PLL-2) relative to GKCh-1 by the constant intermediate frequency (IF), which serves as the working intermediate frequency of the device. The mode of the variable IF and the sweeping input frequency of the microwave device under test with a frequency converter allows you to most fully explore its characteristics.
Рабочий режим любого четырехполюсника с гетеродинным преобразователем частоты, а следовательно, и его коэффициент передачи (потери преобразования), существенно зависят от мощности гетеродина, которая и определяет рабочую точку вольт-амперной характеристики нелинейного элемента этого преобразователя. Оптимальное значение коэффициента передачи может быть найдено путем регулирования мощности гетеродина, которая различна для разных частот. Следовательно, при испытаниях четырехполюсников с преобразователем частоты, необходимо не только поддерживать постоянным абсолютный уровень мощности на его гетеродинном входе в рабочем диапазоне частот, но и иметь возможность регулировать этот уровень.The operating mode of any four-terminal network with a heterodyne frequency converter, and therefore its transmission coefficient (conversion loss), significantly depends on the local oscillator power, which determines the operating point of the current-voltage characteristic of the nonlinear element of this converter. The optimal value of the transmission coefficient can be found by adjusting the local oscillator power, which is different for different frequencies. Therefore, when testing quadripoles with a frequency converter, it is necessary not only to maintain a constant absolute power level at its heterodyne input in the operating frequency range, but also to be able to adjust this level.
Здесь необходимо отметить, что гетеродинный преобразователь частоты, вообще говоря, является шестиполюсником, однако мощность гетеродина полностью определяет его коэффициент передачи и, следовательно, гетеродин - неотъемлемая часть любого преобразователя. Поэтому преобразователь частоты нужно рассматривать как четырехполюсник, превращающий входной сигнал в сигнал промежуточной частоты.It should be noted here that the heterodyne frequency converter, generally speaking, is a six-terminal, however, the power of the local oscillator completely determines its transmission coefficient and, therefore, the local oscillator is an integral part of any converter. Therefore, the frequency converter must be considered as a four-terminal, converting the input signal into an intermediate frequency signal.
Однако известное устройство не позволяет поддерживать постоянной абсолютную величину мощности гетеродина при его свипировании в диапазоне частот и определять ее оптимальную, величину в каждой рабочей точке этого диапазона.However, the known device does not allow to maintain constant the absolute value of the power of the local oscillator when it is sweeping in the frequency range and to determine its optimal value at each operating point of this range.
Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является устройство для измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников (а.с. СССР №918890, кл. G01R 27/28, 1980 г.), содержащее два генератора качающейся частоты, первые управляющие входы которых соединены с выходом блока управления генератором промежуточных частот и индикатором, один вход которого соединен с выходом смесителя промежуточной частоты измерительного канала, сигнальный вход которого соединен с выходом испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты, сигнальный вход которого соединен с выходом СВЧ первого генератора качающейся частоты и одним из входов смесителя фазовой автоподстройки частоты, другой выход которого соединен с гетеродинным входом испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты и выходом сигнала СВЧ второго генератора качающейся частоты; выход смесителя фазовой автоподстройки частоты соединен с одним из входов дополнительного смесителя и одним из входов блока фазовой автоподстройки частоты, выход которого соединен со вторым входом первого генератора качающейся частоты, третий вход которого соединен с выходом фазового детектора, один из входов которого соединен с выходом дополнительного смесителя, второй вход которого соединен с одним из выходов генератора промежуточных частот и гетеродинными входами смесителей промежуточной частоты измерительного и опорного каналов, выход которого соединен со вторым входом индикатора; сигнальный вход смесителя промежуточной частоты опорного канала соединен со вторым входом блока фазовой автоподстройки частоты и вторым выходом генератора промежуточных частот, третий выход которого соединен со вторым входом второго фазового детектора.The closest analogue to the claimed device is a device for measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of four-terminal devices (AS USSR No. 918890, class G01R 27/28, 1980), containing two oscillating frequency generators, the first control inputs of which are connected to the output of the control unit of the intermediate frequency generator and an indicator, one input of which is connected to the output of the mixer of the intermediate frequency of the measuring channel, the signal input of which is connected to the output of the tested four-terminal from the converter m frequency signal input coupled to an output of the first microwave sweep oscillator and a phase locked loop frequency mixer input, another output of which is connected to the local oscillator input of the four-pole test with a frequency converter and the output signal of the microwave oscillator of the second sweep; the output of the phase locked loop is connected to one of the inputs of the additional mixer and one of the inputs of the phase locked loop, the output of which is connected to the second input of the first oscillating frequency generator, the third input of which is connected to the output of the phase detector, one of the inputs of which is connected to the output of the additional mixer , the second input of which is connected to one of the outputs of the intermediate frequency generator and heterodyne inputs of the mixers of the intermediate frequency of the measuring and reference channel in which the output is connected to the second input of the indicator; the signal input of the mixer of the intermediate frequency of the reference channel is connected to the second input of the phase-locked loop and the second output of the intermediate frequency generator, the third output of which is connected to the second input of the second phase detector.
К недостаткам данного устройства относится невозможность измерения и регулирования мощности гетеродина при испытаниях четырехполюсников с преобразователем частоты, оптимальная величина которого различна для разных типов четырехполюсников.The disadvantages of this device include the impossibility of measuring and regulating the power of the local oscillator during testing of four-terminal devices with a frequency converter, the optimal value of which is different for different types of four-terminal devices.
Технической задачей предлагаемого технического решения является расширение измерительных возможностей устройства для измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников с преобразованием частоты и повышение точности измерения за счет стабилизации абсолютной величины мощности гетеродина и возможности ее регулирования в каждой частотной точке.The technical task of the proposed technical solution is to expand the measuring capabilities of the device for measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the four-terminal network with frequency conversion and improving the measurement accuracy by stabilizing the absolute value of the local oscillator power and the possibility of its regulation at each frequency point.
Для решения поставленной технической задачи предлагается в известное устройство для измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников, содержащее первый и второй генераторы качающейся частоты, блок управления, смеситель фазовой автоподстройки частоты, блок фазовой автоподстройки частоты, смесители промежуточной частоты измерительного и опорного канала, генератор промежуточных частот, фазовый детектор, двухканальный амплитудно-фазовый индикатор и дополнительный смеситель, дополнительно введены автобалансный терморезисторный мост переменного тока, состоящий из резонансного усилителя и резисторного моста, в одно плечо которого включен термистор, источник эталонной мощности, первый и второй управляемые переключатели, схема их управления, схема вычитания, управляемый аттенюатор, амплитудный детектор и двойная RC-цепь, состоящая из двух резисторов и конденсатора.To solve the technical problem, it is proposed in a known device for measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of four-terminal devices containing the first and second oscillating frequency generators, a control unit, a phase locked loop, a phase locked loop, intermediate frequency mixers of the measuring and reference channels, an intermediate generator frequencies, a phase detector, a two-channel amplitude-phase indicator and an additional mixer, an additional autobus is introduced an alternating AC thermistor bridge consisting of a resonant amplifier and a resistor bridge, with a thermistor, a reference power source, first and second controlled switches, a control circuit, a subtraction circuit, a controlled attenuator, an amplitude detector and a double RC circuit consisting of one arm of two resistors and a capacitor.
При этом первые управляющие входы генераторов качающейся частоты соединены с выходом блока управления, одновременно соединенным с входом генератора промежуточных частот, четвертым входом двухканального амплитудно-фазового индикатора, второй вход которого соединен с выходом смесителя промежуточной частоты опорного канала, гетеродинный вход которого соединен с вторым выходом генератора промежуточных частот и одним из входов дополнительного смесителя, другой вход которого соединен с выходом смесителя фазовой автоподстройки частоты и одним из входов блока фазовой автоподстройки частоты, другой вход которого одновременно соединен с сигнальным входом смесителя промежуточной частоты опорного канала и первым выходом генератора промежуточных частот, третий выход которого соединен с одним из входов фазового детектора, другой вход которого соединен с выходом дополнительного смесителя; выход фазового детектора соединен с третьим входом первого генератора качающейся частоты, выход которого соединен с сигнальным входом испытуемого четырехполюсника и одним из входов смесителя фазовой автоподстройки частоты, другой вход которого соединен с гетеродинным входом испытуемого четырехполюсника, выход которого соединен с сигнальным входом смесителя промежуточной частоты измерительного канала, выход которого соединен с первым входом индикатора; выход блока фазовой автоподстройки частоты соединен со вторым входом первого генератора качающейся частоты; вход резонансного усилителя соединен с одними плечами резисторного моста, противоположные плечи которого соединены с выходами резонансного усилителя; термистор резисторного моста присоединен к выходу второго управляемого переключателя, один из входов которого соединен с гетеродинными входами испытуемого четырехполюсника с преобразователем частоты и смесителя фазовой автоподстройки частоты, которые, в свою очередь, соединены через сигнальный канал управляемого аттенюатора с выходом второго генератора качающейся частоты; второй вход второго управляемого переключателя соединен с источником эталонной мощности; выход резонансного усилителя соединен со входом амплитудного детектора, выход которого соединен с третьим входом индикатора и с сигнальным входом первого управляемого переключателя, один из сигнальных входов которого соединен с одним из входов схемы вычитания, другой вход которой соединен с выходом двойной RC-цепи, вход которой соединен с сигнальным входом первого управляемого переключателя и выходом схемы управления, вход которой соединен со вторым выходом блока управления; выход схемы вычитания соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора.The first control inputs of the oscillating frequency generators are connected to the output of the control unit, simultaneously connected to the input of the intermediate frequency generator, the fourth input of the two-channel amplitude-phase indicator, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency mixer of the reference channel, the local oscillator input of which is connected to the second output of the generator intermediate frequencies and one of the inputs of the additional mixer, the other input of which is connected to the output of the phase locked loop and one of the inputs of the phase locked loop, the other input of which is simultaneously connected to the signal input of the intermediate frequency mixer of the reference channel and the first output of the intermediate frequency generator, the third output of which is connected to one of the inputs of the phase detector, the other input of which is connected to the output of the additional mixer; the output of the phase detector is connected to the third input of the first oscillating frequency generator, the output of which is connected to the signal input of the tested four-terminal device and one of the inputs of the phase-locked loop mixer, the other input of which is connected to the heterodyne input of the tested four-terminal device, the output of which is connected to the signal input of the intermediate frequency mixer of the measuring channel whose output is connected to the first input of the indicator; the output of the phase locked loop is connected to the second input of the first oscillating frequency generator; the input of the resonant amplifier is connected to one of the shoulders of the resistor bridge, the opposite shoulders of which are connected to the outputs of the resonant amplifier; a resistor bridge thermistor is connected to the output of the second controllable switch, one of the inputs of which is connected to the heterodyne inputs of the test four-terminal with a frequency converter and a phase-locked loop, which, in turn, are connected through the signal channel of the controlled attenuator to the output of the second oscillating frequency generator; the second input of the second controllable switch is connected to a reference power source; the output of the resonant amplifier is connected to the input of the amplitude detector, the output of which is connected to the third input of the indicator and to the signal input of the first controlled switch, one of the signal inputs of which is connected to one of the inputs of the subtraction circuit, the other input of which is connected to the output of the double RC circuit, the input of which connected to the signal input of the first controlled switch and the output of the control circuit, the input of which is connected to the second output of the control unit; the output of the subtraction circuit is connected to the control input of the controlled attenuator.
Отличительными признаками предлагаемого устройства для наблюдения и измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников с преобразователем частоты являются: введение в устройство дополнительно автобалансного терморезисторного моста переменного тока, состоящего из резонансного усилителя и резисторного моста, в одно плечо которого включен термистор, источника эталонной мощности, двух управляемых переключателей, двойной RC-цепи, состоящей из двух резисторов и конденсатора, управляемого аттенюатора и схемы его управления, совокупность вновь введенных и имеющихся узлов и связей между ними, обеспечивающие расширение измерительных возможностей устройства за счет определения оптимального уровня величины мощности гетеродина, при котором испытуемый четырехполюсник имеет наилучший коэффициент передачи.Distinctive features of the proposed device for monitoring and measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of four-terminal devices with a frequency converter are: introduction to the device of an additional self-balancing thermistor bridge of alternating current, consisting of a resonant amplifier and a resistor bridge, one arm of which includes a thermistor, a reference power source, two controlled switches, double RC circuit, consisting of two resistors and a capacitor, controlled attenuator and circuit its control, the totality of the newly introduced and existing nodes and the connections between them, providing the extension of the measuring capabilities of the device by determining the optimal level of the local oscillator power at which the tested quadrupole has the best transmission coefficient.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для наблюдения и измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников с преобразователем частоты.The drawing shows a block diagram of the proposed device for monitoring and measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the four-terminal network with a frequency converter.
Устройство содержит первый 1 и второй 2 генераторы качающейся частоты, блок управления 3, схему управления 4, управляемый аттенюатор 5, схему вычитания 6, двойную RC-цепь 7, состоящую из и резистора R1, R2 и конденсатора С, испытуемый четырехполюсник с преобразователем частоты 8, смеситель фазовой автоподстройки частоты 9, блок фазовой автоподстройки частоты 10, первый управляемый переключатель 11, смеситель промежуточной частоты измерительного канала 12, смеситель промежуточной частоты опорного канала 13, генератор промежуточных частот 14, автобалансный терморезисторный мост переменного тока 18, состоящего из резонансного усилителя 15 и резисторного моста 19, состоящий из резисторов R3, R4, R5, в одно плечо которого включен термистор R6, амплитудный детектор 16, фазовый детектор 17, второй управляемый переключатель 20, индикатор 21, дополнительный смеситель 22, источник эталонной мощности 23.The device contains the first 1 and second 2 oscillators of the oscillating frequency, a control unit 3, a control circuit 4, a controlled attenuator 5, a subtraction circuit 6, a double RC circuit 7 consisting of a resistor R1, R2 and a capacitor C, a tested quadrupole with a frequency converter 8 , phase locked loop 9, phase locked loop 10, first controlled switch 11, intermediate frequency mixer of measuring channel 12, intermediate frequency mixer of reference channel 13, intermediate frequency generator 14, auto a clear thermistor AC bridge 18, consisting of a resonant amplifier 15 and resistor bridge 19, consisting of resistors R3, R4, R5, one arm of which includes a thermistor R6, an amplitude detector 16, a phase detector 17, a second controlled switch 20, indicator 21, additional mixer 22, a reference power source 23.
Первые управляющие входы генераторов 1 и 2 качающейся частоты соединены с первым выходом блока управления 3, соединенным со входом генератора промежуточных частот 14 и четвертым входом индикатора 20, второй вход которого соединен с выходом смесителя промежуточной частоты опорного канала 13, гетеродинный вход которого соединен с гетеродинным входом смесителя промежуточной частоты измерительного канала 12, вторым выходом генератора промежуточных частот 14 и одним из входов дополнительного смесителя 22, другой вход которого соединен с выходом смесителя фазовой автоподстройки частоты 9 и одним из входов блока фазовой автоподстройки частоты 10, другой вход которого одновременно соединен с сигнальным входом смесителя промежуточной частоты опорного канала 13 и первым выходом генератора промежуточных частот 14, третий выход которого соединен с одним из входов второго фазового детектора 17, другой вход которого соединен с выходом дополнительного смесителя 22; выход фазового детектора 17 соединен с третьим входом первого генератора качающейся частоты 1, выход которого соединен с сигнальным входом испытуемого четырехполюсника 8 и одним из входов смесителя фазовой автоподстройки частоты 9, другой вход которого соединен с гетеродинным входом испытуемого четырехполюсника 8, выход которого соединен с сигнальным входом смесителя промежуточной частоты измерительного канала 12, выход которого соединен с первым входом индикатора 21; выход блока фазовой автоподстройки частоты 10 соединен со вторым входом первого генератора качающейся частоты 1; вход резонансного усилителя 15 соединен с одними плечами резисторного моста 19, противоположные плечи которого соединены с выходами резонансного усилителя 15; термистор R6 резисторного моста 19 присоединен к выходу второго управляемого переключателя 20, один из входов которого соединен с гетеродинными входами испытуемого четырехполюсника 8 и смесителя фазовой автоподстройки частоты 9, которые, в свою очередь, соединены через сигнальный канал управляемого аттенюатора 5 с выходом второго генератора качающейся частоты 2; второй вход второго управляемого переключателя 20 соединен с источником эталонной мощности 23; выход резонансного усилителя 15 соединен со входом амплитудного детектора 16, выход которого соединен с третьим входом индикатора и с сигнальным входом первого управляемого переключателя 11, один из сигнальных входов которого соединен с одним из входов схемы вычитания 6, другой вход которой соединен с выходом двойной RC-цепи 7, вход которой соединен со вторым сигнальным входом первого управляемого переключателя 11, вход управления которого соединен с выходом схемы управления 4, вход которой соединен со вторым выходом блока управления 3; выход схемы вычитания 6 соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора 5.The first control inputs of the oscillating frequency generators 1 and 2 are connected to the first output of the control unit 3 connected to the input of the intermediate frequency generator 14 and the fourth input of the indicator 20, the second input of which is connected to the output of the intermediate frequency mixer of the reference channel 13, the local oscillator input of which is connected to the local oscillator input the mixer of the intermediate frequency of the measuring channel 12, the second output of the intermediate frequency generator 14 and one of the inputs of the additional mixer 22, the other input of which is connected to the output a phase locked loop of frequency mixer 9 and one of the inputs of a phase locked loop of frequency 10, the other input of which is simultaneously connected to the signal input of the intermediate frequency mixer of the reference channel 13 and the first output of the intermediate frequency generator 14, the third output of which is connected to one of the inputs of the second phase detector 17, the other input of which is connected to the output of the additional mixer 22; the output of the phase detector 17 is connected to the third input of the first oscillating frequency generator 1, the output of which is connected to the signal input of the tested quadripole 8 and one of the inputs of the phase locked loop 9, the other input of which is connected to the heterodyne input of the tested quadropole 8, the output of which is connected to the signal input an intermediate frequency mixer of the measuring channel 12, the output of which is connected to the first input of the indicator 21; the output of the phase locked loop 10 is connected to the second input of the first oscillating frequency generator 1; the input of the resonant amplifier 15 is connected to one of the shoulders of the resistor bridge 19, the opposite shoulders of which are connected to the outputs of the resonant amplifier 15; the thermistor R6 of the resistor bridge 19 is connected to the output of the second controlled switch 20, one of the inputs of which is connected to the heterodyne inputs of the tested quadripole 8 and the phase-locked loop mixer 9, which, in turn, are connected through the signal channel of the controlled attenuator 5 to the output of the second oscillating frequency generator 2; the second input of the second controlled switch 20 is connected to a reference power source 23; the output of the resonant amplifier 15 is connected to the input of the amplitude detector 16, the output of which is connected to the third input of the indicator and to the signal input of the first controlled switch 11, one of the signal inputs of which is connected to one of the inputs of the subtraction circuit 6, the other input of which is connected to the output of the double RC circuit 7, the input of which is connected to the second signal input of the first controlled switch 11, the control input of which is connected to the output of the control circuit 4, the input of which is connected to the second output of the control unit 3; the output of the subtraction circuit 6 is connected to the control input of the controlled attenuator 5.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Генераторы качающейся частоты ГКЧ 1 и ГКЧ 2 могут работать в двух режимах.The oscillators of the oscillating frequency GKCh 1 and GKCh 2 can operate in two modes.
В режиме первой переменной промежуточной частоты напряжением с первого выхода блока управления 3 устанавливается начальная разность между частотой ω1, ГКЧ 1 и частотой ω2 ГКЧ 2, равная начальной промежуточной частоте полосы анализа исследуемого четырехполюсника с преобразователем частоты 8. Этим же напряжением устанавливается начальное значение первой переменной промежуточной частоты ω3 сигналов перестраиваемого генератора промежуточных частот 14, снимаемой с его первого выхода, равное начальной частоте полосы анализа. Затем относительно ГКЧ 2, настроенного на фиксированную частоту ω2, включается свипирование ГКЧ 1 в диапазоне, равном полосе анализа на промежуточной частоте исследуемого четырехполюсника с преобразователем частоты 8. При этом синхронно с ГКЧ 1 свипирует генератор промежуточных частот 14 в заданном диапазоне промежуточных частот.In the mode of the first variable intermediate frequency, the voltage from the first output of the control unit 3 sets the initial difference between the frequency ω 1 , GKCH 1 and the frequency ω 2 GKCh 2, equal to the initial intermediate frequency of the analysis band of the studied four-terminal with frequency converter 8. The initial value of the first variable intermediate frequency ω 3 signals tunable intermediate frequency generator 14, removed from its first output, equal to the initial frequency of the analysis band. Then, relative to GKCH 2 tuned to a fixed frequency ω 2 , sweep of GKCh 1 is turned on in the range equal to the analysis band at the intermediate frequency of the studied four-terminal with frequency converter 8. At the same time, the intermediate frequency generator 14 sweeps in the specified range of intermediate frequencies.
Одновременно с сигналами первой промежуточной частоты ω1 в генераторе промежуточных частот 14 вырабатываются сигналы вспомогательной промежуточной частоты, снимаемые с его второго выхода, сдвинутые на постоянную величину Ω, относительно сигналов первой промежуточной частоты с точностью до фазы в любой точке и равные ω3+ Ω. Часть сигналов промежуточной частоты ω3 с выхода смесителя фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) 9 подается на один из входов дополнительного смесителя 22, где смешивается с сигналом вспомогательной частоты ω3+ Ω от генератора промежуточных частот 14. Образовавшийся в результате этого сигнал второй постоянной промежуточной частоты Ω, с выхода этого смесителя подается на один из входов фазового детектора 17, где сравнивается с опорным сигналом частоты Ω, вырабатываемым в генераторе промежуточных частот 14 и снимаемым с его третьего выхода. Результат сравнения с выхода второго фазового детектора 17 подается на один из входов ГКЧ 1, управляя его частотой ω1 так, что разность между ней и частотой ω2 от ГКЧ 2 с точностью до фазы поддерживается равной текущему значению первой переменной промежуточной частоты ω3.Simultaneously with the signals of the first intermediate frequency ω 1 , the signals of the auxiliary intermediate frequency are generated in the intermediate frequency generator 14, removed from its second output, shifted by a constant value Ω, relative to the signals of the first intermediate frequency, accurate to the phase at any point and equal to ω 3 + Ω. A part of the intermediate frequency signals ω 3 from the output of the phase locked loop (PLL) 9 is fed to one of the inputs of the additional mixer 22, where it is mixed with the auxiliary frequency signal ω 3 + Ω from the intermediate frequency generator 14. The resulting second constant intermediate frequency signal Ω, from the output of this mixer is fed to one of the inputs of the phase detector 17, where it is compared with the reference frequency signal Ω generated in the intermediate frequency generator 14 and removed from its third output. The result of the comparison from the output of the second phase detector 17 is fed to one of the inputs of GKCh 1, controlling its frequency ω 1 so that the difference between it and the frequency ω 2 from GKCh 2 is maintained accurate to the phase equal to the current value of the first variable of the intermediate frequency ω 3 .
В режиме постоянной первой промежуточной частоты ω3 с помощью блока управления 3 осуществляется синхронное качание ГКЧ 1 и ГКЧ 2 в диапазоне СВЧ, при этом на один вход первого смесителя ФАПЧ 9 подается часть сигналов с выходов этих генераторов, а полученные в результате их смешивания сигналы первой (переменной) промежуточной частоты с выхода смесителя ФАПЧ 9 поступают на один из входов блока фазовой автоподстройки частоты 10, где сравниваются с сигналами первой промежуточной частоты ω3, используемой в качестве опорной от первого выхода генератора промежуточных частот 14. Результат сравнения подается на вход ГКЧ 1, управляя его частотой в процессе качания так, что разность частот между ним и ГКЧ 2 с точностью до фазы равна величине первой промежуточной частоты, на которую настроен генератор промежуточных частот 14.In the mode of constant first intermediate frequency ω 3 , using the control unit 3, the GKCH 1 and GKCh 2 are synchronously swayed in the microwave range, while a part of the signals from the outputs of these generators is fed to one input of the first PLL 9, and the signals obtained as a result of mixing them are first of the (variable) intermediate frequency from the output of the PLL 9 mixer is fed to one of the inputs of the phase locked loop of frequency 10, where they are compared with the signals of the first intermediate frequency ω 3 used as a reference from the first output of the gene intermediate frequency 14. The result of the comparison is fed to the input of GKCh 1, controlling its frequency during the swing process so that the frequency difference between it and GKCh 2 is accurate to the phase equal to the value of the first intermediate frequency, which the intermediate frequency generator 14 is tuned to.
В предлагаемом устройстве наблюдение и измерение передаточных характеристик четырехполюсников с преобразователем частоты 8 происходит путем их сравнения с характеристиками смесителя ФАПЧ 9.In the proposed device, the observation and measurement of the transfer characteristics of the four-terminal network with a frequency converter 8 occurs by comparing them with the characteristics of the PLL 9 mixer.
Стабилизация и регулирование абсолютного уровня мощности от ГКЧ 2, играющего роль гетеродина при испытаниях четырехполюсников с преобразователем частоты 8 осуществляется следующим образом.Stabilization and regulation of the absolute power level from GKCh 2, which plays the role of a local oscillator when testing four-terminal with a frequency converter 8 is as follows.
Часть СВЧ мощности от ГКЧ 2 подается на термистор R6, изменяя его температуру, а значит, и величину его сопротивления. Вход и выход резонансного усилителя 15 через противоположные плечи резисторного моста 19, состоящего из резисторов R3, R4, R5, в который входит и термистор R6. При включении электропитания резонансного усилителя 15 в этой системе возникают автоколебания с частотой 10-20 кГц, определяемой избирательной системой (колебательный контур) резонансного усилителя 15. Мощность этих автоколебаний нагревает термистор R6 до тех пор, пока его сопротивление не станет почти равным сопротивлению резистора R4. После этого наступает автобалансный режим термисторного моста R3, R4, R5, R6. При этом амплитуда автоколебаний существенно снижается и достигает величины, достаточной только для поддержания автобаланса системы, состоящей из резонансного усилителя 15 и резисторного моста 19 [Короткой К.С. и др. Устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников / А.с. СССР №224671, Кл. 21е 36/10. Опубл. 12.08.68. Бюл. №26; Измерение в электронике. Справочник. / Под. ред. В.А.Кузнецова. - М.: 1987. С.139]. Частота автоколебаний в миллион раз меньше частоты от ГКЧ 2 и поэтому никакого влияния на его работу не оказывает. Изменение мощности СВЧ от ГКЧ 2 меняет сопротивление термистора R6, что, в свою очередь, вызывает изменение амплитуды автоколебаний в автобалансном мосте. Это изменение детектируется амплитудным детектором 16 и через электрически управляемый переключатель 11 в положении 1 подается на один из входов схемы вычитания 6, на другой вход которой поступает уровень напряжения, соответствующий уровню мощности, установленному на выходе источника эталонной мощности 23. В схеме вычитания 6 происходит сравнение уровней напряжений на ее входах и результат сравнения в виде разностного сигнала управляет ослаблением управляемого аттенюатора 5 таким образом, что мощность сигнала СВЧ от ГКЧ 2 остается постоянной в диапазоне частот его свипирования, абсолютный уровень которой равен уровню, установленному источником эталонной мощности 23.Part of the microwave power from GKCH 2 is fed to the thermistor R6, changing its temperature, and hence the value of its resistance. The input and output of the resonant amplifier 15 through the opposite shoulders of the resistor bridge 19, consisting of resistors R3, R4, R5, which includes the thermistor R6. When the power of the resonant amplifier 15 is turned on, self-oscillations with a frequency of 10-20 kHz occur in this system, determined by the selective system (oscillatory circuit) of the resonant amplifier 15. The power of these self-oscillations heats the thermistor R6 until its resistance becomes almost equal to the resistance of the resistor R4. After this, the auto-balance mode of the thermistor bridge R3, R4, R5, R6 occurs. In this case, the amplitude of self-oscillations is significantly reduced and reaches a value sufficient only to maintain the self-balance of the system, consisting of a resonant amplifier 15 and resistor bridge 19 [Short KS et al. A device for measuring the amplitude-frequency characteristics of quadripoles / A.S. USSR No. 224671, Cl. 21e 36/10. Publ. 08/12/68. Bull. No. 26; Measurement in Electronics. Directory. / Under. ed. V.A. Kuznetsova. - M .: 1987. P.139]. The frequency of self-oscillations is a million times lower than the frequency from GKCh 2 and therefore has no effect on its operation. A change in microwave power from GKCH 2 changes the resistance of thermistor R6, which, in turn, causes a change in the amplitude of self-oscillations in the self-balancing bridge. This change is detected by the amplitude detector 16 and through an electrically controlled switch 11 in position 1 is fed to one of the inputs of the subtraction circuit 6, the other input of which receives a voltage level corresponding to the power level set at the output of the reference power source 23. In the subtraction circuit 6, the comparison voltage levels at its inputs and the comparison result in the form of a difference signal controls the attenuation of the controlled attenuator 5 in such a way that the microwave signal power from GKCh 2 remains constant oh in the frequency range of its sweep, the absolute level of which is equal to the level set by the reference power source 23.
Сам процесс регулирования мощности от ГКЧ 2 состоит из двух циклов (частей). Перестройка в СВЧ-диапазоне частот ГКЧ 1, ГКЧ 2 и генератора промежуточных частот 14 осуществляется пилообразным напряжением, вырабатываемым в блоке управления 3. Это же напряжение используется для развертки луча электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) индикатора 21 по горизонтали. В момент обратного хода пилообразного напряжения в блоке управления 3 вырабатывается импульс обратного хода, который на время обратного хода запирает луч ЭЛТ. Этот же импульс подается и в схему управления 4, которая электрическим сигналом переводит переключатели 11 и 20 в положение 2. В таком положении за время обратного хода на термистор R6 подается мощность постоянного тока с источника эталонной мощности 23. Величина этой мощности известна и может регулироваться вручную. Амплитуда напряжения автоколебаний резонансного усилителя 15, соответствующая установленному уровню мощности, детектируется амплитудным детектором 16 и поступает на вход двойной RC-цепи 7. Постоянная времени RC-цепи, состоящей из конденсатора С и резистора R2, в двойной RC-цепи 7 подобрана таким образом, чтобы за время обратного хода конденсатор успел зарядиться до напряжения, соответствующего уровню мощности от эталонного источника мощности 23.The process of power control from GKCh 2 consists of two cycles (parts). Tuning in the microwave range of frequencies GKCH 1, GKCh 2 and the intermediate frequency generator 14 is carried out by a sawtooth voltage generated in the control unit 3. The same voltage is used to scan the beam of the cathode ray tube (CRT) of the indicator 21 horizontally. At the time of the reverse sawtooth voltage in the control unit 3, a reverse pulse is generated, which blocks the CRT beam for the duration of the reverse stroke. The same pulse is also supplied to control circuit 4, which switches the switches 11 and 20 to position 2 by an electric signal. In this position, during the return stroke, DC power from the reference power source 23 is supplied to the thermistor R6. The value of this power is known and can be manually controlled . The amplitude of the self-oscillation voltage of the resonant amplifier 15, corresponding to the set power level, is detected by the amplitude detector 16 and fed to the input of the double RC circuit 7. The time constant of the RC circuit, consisting of capacitor C and resistor R2, in the double RC circuit 7 is selected in such a way so that during the return stroke the capacitor has time to charge to a voltage corresponding to the power level from the reference power source 23.
С началом прямого хода пилообразного напряжения, соответствующего генерированию мощности СВЧ ГКЧ 2 в его рабочем в диапазоне частот, управляемые переключатели 11 и 20 переводятся в положение 1. При этом R2С-цепь размыкается. Постоянная времени R1C-цепи, состоящей из конденсатора С и резистора R1, подобрана таким образом, чтобы за время действия пилообразного напряжения уровень напряжения на заряженном конденсаторе С почти не меняется и служит опорным уровнем для схемы вычитания 6. Применение единого амплитудного детектора 16 для детектирования переменного напряжения автобалансного моста, соответствующего уровню мощности от ГКЧ 2 и от источника эталонной мощности 23, позволяет избежать температурных погрешностей в цепи этого детектора.With the beginning of the direct path of the sawtooth voltage corresponding to the generation of microwave power GKCh 2 in its working in the frequency range, the controlled switches 11 and 20 are transferred to position 1. In this case, the R 2 C-circuit is opened. The time constant R 1 of the C-circuit, consisting of capacitor C and resistor R1, is selected so that during the sawtooth voltage the voltage level on the charged capacitor C almost does not change and serves as a reference level for the subtraction circuit 6. The use of a single amplitude detector 16 for detecting the AC voltage of the self-balancing bridge, corresponding to the power level from GKCh 2 and from the source of the reference power 23, allows to avoid temperature errors in the circuit of this detector.
Измерение уровня величины мощности в каждой частотной точке амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик на экране ЭЛТ производится с помощью частотной метки вырабатываемой в блоке управления 3, которая выводит результат измерения на табло индикатора 21 через его третий вход, соединенный с выходом амплитудного детектора 16.The measurement of the level of power at each frequency point of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics on the CRT screen is performed using the frequency mark generated in the control unit 3, which displays the measurement result on the indicator board 21 through its third input connected to the output of the amplitude detector 16.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124669/28A RU2310874C1 (en) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | Device for observing and measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of quadripoles with frequency transformer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006124669/28A RU2310874C1 (en) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | Device for observing and measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of quadripoles with frequency transformer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2310874C1 true RU2310874C1 (en) | 2007-11-20 |
Family
ID=38959518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006124669/28A RU2310874C1 (en) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | Device for observing and measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of quadripoles with frequency transformer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2310874C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473919C1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-01-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Device to convert resistance variation into voltage |
| RU2499271C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Device to measure complex coefficients of transmission and reflection of microwave quadripoles |
| RU2499272C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Method to determine amplitude-phase error of microwave mixer in metre of complex coefficients of transmission and reflection of microwave quadripoles |
-
2006
- 2006-07-10 RU RU2006124669/28A patent/RU2310874C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473919C1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-01-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Device to convert resistance variation into voltage |
| RU2499271C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Device to measure complex coefficients of transmission and reflection of microwave quadripoles |
| RU2499272C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Method to determine amplitude-phase error of microwave mixer in metre of complex coefficients of transmission and reflection of microwave quadripoles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4447782A (en) | Apparatus for automatic measurement of equivalent circuit parameters of piezoelectric resonators | |
| RU2310874C1 (en) | Device for observing and measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of quadripoles with frequency transformer | |
| Ramm et al. | From the calculable AC resistor to capacitor dissipation factor determination on the basis of time constants | |
| US5764048A (en) | Ultra high accuracy voltage measurement system | |
| US20060186897A1 (en) | Method and device for detecting two parameters of a fluid | |
| RU2276377C1 (en) | Device for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of four-poles with frequency transformer | |
| JP5186474B2 (en) | Measuring apparatus and frequency switching method | |
| SU1661682A1 (en) | Two-port amplitude-frequency and phase-frequency characteristics meter with frequency converter | |
| RU2257592C1 (en) | Device for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of quadripoles with frequency converter | |
| RU148936U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF CHARACTERISTICS OF ELECTRONIC COMPONENTS OF MICROWAVE IN TESTS FOR EXPOSURE TO IONIZING RADIATION | |
| SU1075195A2 (en) | Device for measuring amlitude frequency and phase frequency characteristics of four-terminal network | |
| SU1788479A1 (en) | Device for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of two-port networks | |
| SU773540A1 (en) | Apparatus for monitoring variable-frequency selective amplifiers | |
| US3363249A (en) | X-band r. f. test set employing a single tuning control | |
| SU949541A1 (en) | Wide-band dielcometric meter | |
| SU1005289A1 (en) | Switchable meter of time delay | |
| SU883797A1 (en) | Loop resonance frequency and quality factor meter | |
| SU987535A1 (en) | Complex conduction measuring device | |
| JP2019047471A (en) | Pll lock detection circuit, pll circuit with the same, measuring apparatus, and pll lock detection method | |
| SU892351A1 (en) | Device for measuring tuned circuit quality factor | |
| JP2001165972A (en) | Insulation-resistance measuring apparatus | |
| SU169587A1 (en) | DEVICE FOR DISASSEMBLY OF CAPACITORS ACCORDING TO THE TANGLE OF ANGLE OF DIELECTRIC LOSSES | |
| SU1538149A1 (en) | Device for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of four-terminal networks having frequency converter | |
| SU1638686A1 (en) | Group time lag meter | |
| SU167672A1 (en) | DEVICE FOR MEASURING AND VISUAL OBSERVING CURVE OF DEPENDENCE |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160711 |