RU2366964C1 - Metre of fluctuation in throughput high-frequency devices - Google Patents
Metre of fluctuation in throughput high-frequency devices Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366964C1 RU2366964C1 RU2008100863/28A RU2008100863A RU2366964C1 RU 2366964 C1 RU2366964 C1 RU 2366964C1 RU 2008100863/28 A RU2008100863/28 A RU 2008100863/28A RU 2008100863 A RU2008100863 A RU 2008100863A RU 2366964 C1 RU2366964 C1 RU 2366964C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplitude
- fluctuations
- frequency
- phase
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Measuring Phase Differences (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области техники измерений и предназначено для измерения амплитудных, фазовых флуктуаций и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций в проходных высокочастотных (ВЧ) устройствах типа усилителей, ограничителей мощности, электронных аттенюаторов, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства сверхвысокочастотного (СВЧ) и оптического диапазонов.The invention relates to the field of measurement technology and is intended to measure amplitude, phase fluctuations and a complex correlation coefficient of these fluctuations in high-frequency (RF) bushings such as amplifiers, power limiters, electronic attenuators, arresters and other similar devices, including microwave devices and optical ranges .
Речь идет об измерении шумовых низкочастотных (НЧ) амплитудных и фазовых (частотных) флуктуаций (модуляций), создаваемых в электромагнитных колебаниях проходными ВЧ-устройствами (включая устройства СВЧ- и оптического диапазонов), предназначенными к работе в современных малошумящих когерентных системах локации и связи. При этом связь между фазовыми флуктуациями φ(t) в рад и эквивалентными им частотными флуктуациями f(t) в Гц дается соотношениемWe are talking about measuring low-frequency noise (LF) amplitude and phase (frequency) fluctuations (modulations) created in electromagnetic oscillations by pass-through RF devices (including microwave and optical band devices) designed to work in modern low-noise coherent location and communication systems. In this case, the relationship between the phase fluctuations φ (t) in rad and the equivalent frequency fluctuations f (t) in Hz is given by
где t - текущее время в сек,where t is the current time in seconds,
t1 - переменная интегрирования, размерность которой определяется пределами интегрирования.t 1 - integration variable, the dimension of which is determined by the integration limits.
Известно, что к уровням амплитудных, фазовых флуктуаций указанных устройств и к величине комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций предъявляются жесткие требования, выполнение которых невозможно без создания достоверных и высокочувствительных измерителей флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах, отделяющих указанные флуктуационные компоненты друг от друга, от собственных шумов измерительной аппаратуры и от влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающих генераторов.It is known that stringent requirements are imposed on the levels of amplitude and phase fluctuations of these devices and on the magnitude of the complex correlation coefficient of these fluctuations, the fulfillment of which is impossible without creating reliable and highly sensitive fluctuation meters in pass-through RF devices that separate these fluctuation components from each other from intrinsic noises measuring equipment and from the effects of amplitude and frequency fluctuations of master oscillators.
Известен измеритель флуктуаций источников ВЧ-колебаний (включая источники СВЧ и оптического диапазонов) [1], содержащий калибратор, индикатор и амплитудно-частотный приемник с последовательным выделением амплитудных и частотных флуктуаций.A known meter of fluctuations of sources of RF oscillations (including sources of microwave and optical ranges) [1], containing a calibrator, indicator and amplitude-frequency receiver with sequential separation of amplitude and frequency fluctuations.
В известном измерителе применен корреляционный амплитудно-частотный приемник с последовательным выделением амплитудных и частотных флуктуаций, одноканальный по входу и выходу, состоящий из ВЧ-делителя мощности (в описании измерителя назван «делитель напряжения»), предисказителя спектра, выполненного на резонансном контуре (он же - частотно-фазовый дискриминатор), компенсатора уровня несущей, ВЧ-переключателя (в описании измерителя назван «переключателем»), ключа, фазового дискриминатора и двухканального по входу амплитудного приемника с коррелятором суммарно-разностного типа (в описании измерителя назван «двухканальный корреляционный приемник»), позволяющий при настройках, описанных в [1], последовательно выделять на его выходе амплитудные или частотные флуктуаций источника ВЧ-колебаний.The known meter employs a correlation amplitude-frequency receiver with sequential extraction of amplitude and frequency fluctuations, a single-channel input and output, consisting of an RF power divider (in the description of the meter it is called a “voltage divider”), a spectrum predictor made on a resonant circuit (aka - frequency-phase discriminator), a carrier level compensator, an RF switch (called a “switch” in the meter description), a key, a phase discriminator, and an amplitude receiver dual-channel at the input with a correlator of the total-difference type (in the description of the meter it is called “two-channel correlation receiver”), which allows one to sequentially select the amplitude or frequency fluctuations of the source of RF oscillations at its output under the settings described in [1].
Известный измеритель может мерить амплитудные и частотные (фазовые) флуктуаций в любых источниках ВЧ-колебаний, в том числе и в возбуждаемом задающим генератором проходном ВЧ-устройстве типа усилителя, ограничителя мощности, электронного аттенюатора, разрядника и прочих аналогичных. В этом случае в состав данного измерителя входят также последовательно соединенные задающий генератор и проходное ВЧ-устройство, выход которого подключают к входу калибратора, а сам измеритель флуктуаций источников ВЧ-колебаний [1] превращается в этом случае в измеритель флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах. Причем в этом известном измерителе амплитудные и частотные (фазовые) флуктуаций проходного ВЧ-устройства отделены друг от друга и от собственных шумов измерительной аппаратуры.A known meter can measure amplitude and frequency (phase) fluctuations in any sources of RF oscillations, including in a pass-through RF device excited by a master oscillator, such as an amplifier, power limiter, electronic attenuator, spark gap, and other similar ones. In this case, the meter also includes a serially connected master oscillator and an RF pass-through device, the output of which is connected to the input of the calibrator, and the fluctuation meter of the RF oscillation sources [1] turns into a fluctuation meter in the RF pass-through devices in this case. Moreover, in this known meter, the amplitude and frequency (phase) fluctuations of the feed-through RF device are separated from each other and from the intrinsic noises of the measuring equipment.
Однако, известный измеритель не может мерить комплексный коэффициент корреляций амплитудных флуктуаций с частотными (фазовыми). Кроме того, в известном измерителе амплитудные и частотные (фазовые) флуктуаций проходного ВЧ-устройства не отделены от влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора.However, the known meter cannot measure the complex correlation coefficient of amplitude fluctuations with frequency (phase) ones. In addition, in the known meter, the amplitude and frequency (phase) fluctuations of the feed-through RF device are not separated from the effects of the amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator.
Поэтому функциональные возможности известного измерителя флуктуаций ограничены, а достоверности и чувствительности этого измерителя по амплитудным и частотным (фазовым) флуктуациям, создаваемым проходными ВЧ-устройствами (включая устройства СВЧ- и оптического диапазона), недостаточны, и этот известный измеритель непригоден для измерений амплитудных, частотных (фазовых) флуктуаций и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций, создаваемых современными малошумящими проходными ВЧ-устройствами типа усилителя, ограничителя мощности, электронного аттенюатора, разрядника и прочих аналогичных.Therefore, the functionality of the known fluctuation meter is limited, and the reliability and sensitivity of this meter for amplitude and frequency (phase) fluctuations created by pass-through RF devices (including microwave and optical range devices) are insufficient, and this known meter is unsuitable for measuring amplitude, frequency (phase) fluctuations and the complex correlation coefficient of these fluctuations created by modern low-noise pass-through RF devices such as amplifier, limiter power, electronic attenuator, arrester and other similar.
Известен также измеритель флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах (включая устройства СВЧ- и оптического диапазонов) [2], содержащий задающий генератор (в описании измерителя назван «СВЧ-генератор»), ВЧ-делитель мощности (в описании измерителя назван «делитель мощности»), проходное ВЧ-устройство (в описании измерителя названо «усилитель СВЧ»), калибратор, индикатор и амплитудно-фазовый приемник с последовательным выделением на его выходе амплитудных или фазовых флуктуаций.Also known is a fluctuation meter in pass-through RF devices (including microwave and optical bands) [2], which contains a master oscillator (in the description of the meter it is called a “microwave generator”), an RF power divider (in the meter’s description it is called a “power divider” ), a pass-through RF device (in the description of the meter it is called “microwave amplifier”), a calibrator, indicator and an amplitude-phase receiver with sequential extraction of amplitude or phase fluctuations at its output.
В этом известном измерителе применен корреляционный амплитудно-фазовый приемник с последовательным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций, двухканальный по входу и одноканальный по выходу, состоящий из компенсатора уровня несущей, ВЧ-переключателя (в описании измерителя назван «переключатель»), ключа, фазового дискриминатора (в описании измерителя назван «дискриминатор») и двухканального (по входу) амплитудного приемника с коррелятором суммарно-разностного типа (коррелятор состоит из суммарно-разностного каскада и НЧ-переключателя), позволяющий при настройках, описанных в [2], последовательно выделять на его выходе амплитудные или фазовые флуктуаций выходного колебания проходного ВЧ-устройства.This well-known meter uses a correlation amplitude-phase receiver with sequential extraction of amplitude and phase fluctuations, a two-channel input and a single-channel output, consisting of a carrier level compensator, an RF switch (the switch is called in the meter description), a key, a phase discriminator ( the description of the meter is called “discriminator”) and a two-channel (input) amplitude receiver with a sum-difference type correlator (the correlator consists of a sum-difference cascade and a low-frequency switch at the settings described in [2], sequentially isolate at its output the amplitude or phase fluctuations of the output oscillation of the through-pass RF device.
Известный измеритель [2] может мерить амплитудные и фазовые флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах типа усилителей, ограничителей мощностей, электронных аттенюаторов, разрядников и других аналогичных. Причем в этом измерителе амплитудные и фазовые флуктуаций проходного ВЧ-устройства указанного типа отделены друг от друга и от шумов измерительной аппаратуры, а достоверности и чувствительности известного измерителя [2] по амплитудным и фазовым флуктуациям, создаваемым проходными ВЧ-устройствами, на 5-10 дБ выше, чем у измерителя [1], за счет выделения в нем фазовых флуктуаций фазовым (а не частотным) дискриминатором и частичного отделения результатов измерений амплитудных и фазовых флуктуаций проходного ВЧ-устройства от влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора.A well-known meter [2] can measure amplitude and phase fluctuations in RF pass-through devices such as amplifiers, power limiters, electronic attenuators, arresters, and other similar ones. Moreover, in this meter, the amplitude and phase fluctuations of the RF pass-through device of the indicated type are separated from each other and from the noise of the measuring equipment, and the reliability and sensitivity of the known meter [2] by the amplitude and phase fluctuations created by the RF pass-through devices is 5-10 dB higher than that of the meter [1], due to the separation of phase fluctuations in it with a phase (rather than frequency) discriminator and the partial separation of the results of measurements of the amplitude and phase fluctuations of the pass-through RF device from the effects of amplitudes x and oscillator frequency fluctuations.
Однако известный измеритель [2] не может мерить комплексный коэффициент корреляции амплитудных флуктуаций с фазовыми в проходных ВЧ-устройствах, и в этом измерителе амплитудные и фазовые (частотные) флуктуаций, создаваемые проходным ВЧ-устройством, не полностью отделены от влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора, в частности, они не отделены от результатов интермодуляционных преобразований амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора в коррелированные с ними амплитудные и фазовые компоненты флуктуаций в выходном колебании проходного ВЧ-устройства.However, the known meter [2] cannot measure the complex correlation coefficient of amplitude fluctuations with phase in pass-through RF devices, and in this meter the amplitude and phase (frequency) fluctuations created by a pass-through RF device are not completely separated from the effects of amplitude and frequency fluctuations of the master generator, in particular, they are not separated from the results of intermodulation transformations of the amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator into amplitude and phase components correlated with them tions in the outlet flow oscillation RF device.
Поэтому, функциональные возможности известного измерителя [2] ограничены, а достоверности и чувствительности этого измерителя по амплитудным и фазовым флуктуациям не достаточны, и этот известный измеритель, как и известный измеритель [1], не пригоден для измерений амплитудных, фазовых флуктуаций и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций, создаваемых современными малошумящими проходными ВЧ-устройствами типа усилителей, ограничителей мощности, электронных аттенюаторов, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства СВЧ- и оптического диапазонов.Therefore, the functionality of the known meter [2] is limited, and the reliability and sensitivity of this meter for amplitude and phase fluctuations are not sufficient, and this known meter, like the well-known meter [1], is not suitable for measuring amplitude, phase fluctuations and the complex correlation coefficient these fluctuations created by modern low-noise RF pass-through devices such as amplifiers, power limiters, electronic attenuators, surge arresters and other similar ones, including devices RF and optical ranges.
Наконец, известен измеритель флуктуаций источников ВЧ-колебаний (включая устройства СВЧ- и оптического диапазонов) [3], принятый нами за прототип и содержащий калибратор, индикатор, суммарно-разностный каскад, коммутатор, фазовращатель и амплитудно-частотный приемник, корреляционного типа, с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций, где выход фазовращателя через первый вход и первый выход коммутатора соединен с первым входом суммарно-разностного каскада, второй вход которого подключен ко второму входу коммутатора, и выход суммарно-разностного каскада соединен с индикатором.Finally, a known fluctuation meter for RF sources (including microwave and optical bands) [3], which we adopted as a prototype and contains a calibrator, indicator, sum-difference cascade, commutator, phase shifter and amplitude-frequency receiver, correlation type, s parallel allocation of amplitude and frequency fluctuations, where the output of the phase shifter through the first input and the first output of the switch is connected to the first input of the total difference cascade, the second input of which is connected to the second input of the switch, and stroke sum-difference stage is connected to the indicator.
В измерителе-прототипе применен достаточно сложный корреляционный амплитудно-частотный приемник с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций, одноканальный по входу и двухканальный по выходу (сигнал на первом выходе пропорционален амплитудным флуктуациям, а сигнал на втором выходе пропорционален частотным флуктуациям ВЧ-колебания, поступающего на вход данного приемника), состоящий из ВЧ-делителя мощности, частотно-фазового дискриминатора, выполненного на резонансном контуре (он же предисказитель спектра) и корреляционного амплитудно-фазового приемника с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций, двухканального по входу и выходу (сигнал на первом выходе пропорционален амплитудным флуктуациям, а сигнал на втором выходе пропорционален взаимным фазовым флуктуациям входных колебаний этого приемника), включающего в себя компенсатор уровня несущей, ВЧ-переключатель, ключ, фазовый дискриминатора, два двухканальных по входам и выходам амплитудных приемника, вычитающий и суммарно-разностный каскады.The prototype meter employs a rather complex correlation amplitude-frequency receiver with parallel allocation of amplitude and frequency fluctuations, a single-channel input and a two-channel output (the signal at the first output is proportional to the amplitude fluctuations, and the signal at the second output is proportional to the frequency fluctuations of the RF oscillation supplied to the input of this receiver), consisting of an RF power divider, a frequency-phase discriminator made on a resonant circuit (aka a predictor of the spectrum), and a correlation an amplitude-phase receiver with parallel separation of amplitude and phase fluctuations, two-channel input and output (the signal at the first output is proportional to the amplitude fluctuations, and the signal at the second output is proportional to the mutual phase fluctuations of the input oscillations of this receiver), which includes a carrier level compensator, RF -switch, key, phase discriminator, two two-channel amplitude receivers at the inputs and outputs, subtracting and total-difference cascades.
Известный измеритель-прототип может мерить не только амплитудные и частотные (фазовые) флуктуаций, но и комплексный коэффициент корреляции этих флуктуаций в различных источниках ВЧ-колебаний, в том числе в возбуждаемых задающими генераторами проходных ВЧ-устройствах типа усилителей, ограничителей мощности, электронных аттенюаторов, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства СВЧ- и оптического диапазонов.The well-known prototype meter can measure not only amplitude and frequency (phase) fluctuations, but also the complex correlation coefficient of these fluctuations in various sources of RF oscillations, including in pass-through RF devices excited by master oscillators, such as amplifiers, power limiters, electronic attenuators, arresters and other similar devices, including microwave and optical ranges.
В последнем случае в состав измерителя-прототипа входят также последовательно соединенные задающий генератор и проходное ВЧ-устройство, выход которого подключен к входу калибратора, а сам измеритель флуктуаций в источниках ВЧ-колебаний [3] превращается в этом случае в измеритель флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах. Причем в измерителе-прототипе амплитудные, частотные (фазовые) флуктуаций проходного ВЧ-устройства указанного типа и комплексный коэффициент корреляции этих флуктуаций отделены друг от друга и от собственных шумов измерительной аппаратуры.In the latter case, the prototype meter also includes a serially connected master oscillator and an RF pass-through device, the output of which is connected to the calibrator input, and the fluctuation meter in the RF oscillation sources [3] turns into a fluctuation meter in the RF pass-through in this case devices. Moreover, in the prototype meter, the amplitude, frequency (phase) fluctuations of the RF pass-through device of the indicated type and the complex correlation coefficient of these fluctuations are separated from each other and from the noise of the measuring equipment.
Однако, в измерителе-прототипе амплитудные и частотные (фазовые) флуктуаций, создаваемые проходным ВЧ-устройством, не отделены от влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора, возбуждающего проходное ВЧ-устройство. Вследствие чего, достоверности и чувствительности известного измерителя [3] по амплитудным, частотным (фазовым) флуктуациям и комплексному коэффициенту корреляции этих флуктуаций также не достаточны для измерений указанных флуктуационных компонентов в современных малошумящих проходных ВЧ-устройствах типа усилителей, ограничителей мощности, электронных аттенюаторов, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства СВЧ- и оптического диапазонов.However, in the prototype meter, the amplitude and frequency (phase) fluctuations created by the RF pass-through device are not separated from the effects of the amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator exciting the RF pass-through device. As a result, the reliability and sensitivity of the known meter [3] in terms of amplitude, frequency (phase) fluctuations and the complex correlation coefficient of these fluctuations are also not sufficient for measuring the indicated fluctuation components in modern low-noise pass-through RF devices such as amplifiers, power limiters, electronic attenuators, surge arresters and other similar ones, including microwave and optical bands.
Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в устранении отмеченных недостатков прототипа, а именно - в создании измерителя флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах типа усилителей, ограничителей мощности, электронных аттенюаторов, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства СВЧ- и оптического диапазонов, с повышенными достоверностями и чувствительностями измерений амплитудных, частотных (фазовых) флуктуаций и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций, создаваемых проходными ВЧ-устройствами, в условиях, когда указанные измеряемые флуктуационные компоненты не только отделены друг от друга и от собственных шумов измерительной аппаратуры, как это имеет место в измерителе-прототипе, но также отделены от влияний амплитудный и частотных флуктуаций задающего генератора, чего нет в измерителе-прототипе.The technical problem to be solved by the claimed invention is aimed at eliminating the noted drawbacks of the prototype, namely, in creating a fluctuation meter in pass-through RF devices such as amplifiers, power limiters, electronic attenuators, surge arresters and other similar devices, including microwave and optical ranges , with increased reliability and sensitivity of measurements of amplitude, frequency (phase) fluctuations and the complex correlation coefficient of these fluctuations created by pass B -devices, under conditions when the indicated measured fluctuation components are not only separated from each other and from the intrinsic noise of the measuring equipment, as is the case in the prototype meter, but also are separated from the effects of the amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator, which is not in the meter- prototype.
Для решения данной технической задачи в известный измеритель флуктуаций в проходных высокочастотных устройствах (прототип), содержащий задающий генератор, проходное высокочастотное устройство, калибратор, индикатор, суммарно-разностный каскад, коммутатор, фазовращатель, и амплитудно-частотный приемник с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций, где выход проходного высокочастотного устройства подключен к входу калибратора, а выход фазовращателя через первый вход и первый выход коммутатора соединен с первым входом суммарно-разностного каскада, второй вход которого подключен ко второму выходу коммутатора, и выход суммарно-разностного каскада соединен с индикатором, в отличие от него дополнительно введены отсутствующие в прототипе модулятор, высокочастотный делитель мощности, два низкочастотных делителя напряжения, два вычитающих каскада и амплитудно-фазовый приемник с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций, причем задающий генератор через модулятор подключен к входу высокочастотного делителя мощности, выходы которого соединены: первый - с входом амплитудно-частотного приемника с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций, второй - с первым входом амплитудно-фазового приемника с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций, третий - с входом проходного высокочастотного устройства, а выход калибратора соединен со вторым входом амплитудно-фазового приемника с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций, выходы которого, первый и второй, подключены, соответственно, к первым входам первого и второго вычитающих каскадов, при этом второй вход первого вычитающего каскада соединен с первым выходом первого низкочастотного делителя напряжения, второй выход которого подключен ко второму входу второго вычитающего каскада, и третий вход первого вычитающего каскада соединен с первым выходом второго низкочастотного делителя напряжения, второй выход которого подключен к третьему входу второго вычитающего каскада, а входы низкочастотных делителей напряжения, первого и второго, подключены, соответственно, к первому и второму выходам амплитудно-частотного приемника с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций и выход первого вычитающего каскада соединен с входом фазовращателя, а выход второго вычитающего каскада соединен со вторым входом коммутатора.To solve this technical problem, in a known meter of fluctuations in high-frequency devices through passage (prototype), containing a master oscillator, high-frequency device through-passage, calibrator, indicator, sum-difference cascade, switch, phase shifter, and amplitude-frequency receiver with parallel allocation of amplitude and frequency fluctuations where the output of the high-frequency pass-through device is connected to the input of the calibrator, and the output of the phase shifter through the first input and the first output of the switch is connected to the first input the sum-difference cascade, the second input of which is connected to the second output of the switch, and the output of the sum-difference cascade is connected to the indicator, in contrast to it, a modulator, a high-frequency power divider, two low-frequency voltage dividers, two subtracting cascades and an amplitude a phase receiver with parallel separation of amplitude and phase fluctuations, and the master oscillator is connected through a modulator to the input of a high-frequency power divider, the outputs of which are connected Neny: the first - with the input of the amplitude-frequency receiver with parallel allocation of amplitude and frequency fluctuations, the second - with the first input of the amplitude-phase receiver with parallel allocation of amplitude and phase fluctuations, the third - with the input of the high-frequency pass-through device, and the output of the calibrator is connected to the second input amplitude-phase receiver with parallel separation of amplitude and phase fluctuations, the outputs of which, the first and second, are connected, respectively, to the first inputs of the first and second subtracting cascade ov, while the second input of the first subtracting stage is connected to the first output of the first low-frequency voltage divider, the second output of which is connected to the second input of the second subtracting stage, and the third input of the first subtracting stage is connected to the first output of the second low-frequency voltage divider, the second output of which is connected to the third the input of the second subtracting stage, and the inputs of the low-frequency voltage dividers, the first and second, are connected, respectively, to the first and second outputs of the amplitude-frequency a receiver with parallel allocation of amplitude and frequency fluctuations and the output of the first subtracting cascade is connected to the input of the phase shifter, and the output of the second subtracting cascade is connected to the second input of the switch.
Заявляемый измеритель, благодаря наличию в нем модулятора, ВЧ-делителя мощности, амплитудно-фазового приемника с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций, двух вычитающих каскадов и двух НЧ-делителей напряжений с их связями и общей совокупности заявляемых признаков, обладает повышенными, в сравнении с прототипом и с другими известными измерителями, достоверностями и чувствительностями измерений амплитудных, фазовых флуктуаций и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций, создаваемых проходными ВЧ-устройствами типа усилителей, ограничителей мощности, электронных аттенюаторов, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства СВЧ- и оптического диапазонов, поскольку в нем (в заявляемом измерителе) можно последовательно с помощью модулятора вводить в колебание задающего генератора гармонические амплитудную или частотную (фазовую) модуляции, уровни которых на 30-40 дБ превышают значения амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора и на 20-30 дБ превышают значения амплитудных и фазовых флуктуаций в выходном колебании исследуемого проходного ВЧ-устройства, а затем, регулируя коэффициенты передач сигналов в вычитающих каскадах (такие регулировки всегда имеются в типовых вычитающих каскадах и обычно выполняются с помощью потенциометров, стоящих на их входах), осуществлять следующие операции.The inventive meter, due to the presence of a modulator, an RF power divider, an amplitude-phase receiver with parallel separation of amplitude and phase fluctuations, two subtracting stages and two low-frequency voltage dividers with their connections and the total combination of the claimed features, has increased, in comparison with a prototype and with other known meters, the reliability and sensitivity of the measurements of amplitude, phase fluctuations and the complex correlation coefficient of these fluctuations created by pass-through RF devices type of amplifiers, power limiters, electronic attenuators, surge arresters and other similar devices, including microwave and optical ranges, because in it (in the inventive meter), you can sequentially use the modulator to introduce harmonic amplitude or frequency (phase) modulations into the oscillation of the master oscillator, whose levels are 30–40 dB higher than the values of the amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator and 20–30 dB higher than the values of the amplitude and phase fluctuations in the output about the RF pass-through device, and then, by adjusting the transmission coefficients of the signals in subtracting cascades (such adjustments are always available in typical subtractive cascades and are usually performed using potentiometers at their inputs), perform the following operations.
1. При измерении амплитудных флуктуаций проходного ВЧ-устройства, когда сигнал с выхода первого вычитающего каскада через фазовращатель, стоящий в любом положении (фазовращатель имеет переключатель положений « нулевой фазовый сдвиг» и «фазовый сдвиг π/2», применяемый только при измерении комплексного коэффициента корреляции амплитудных флуктуаций с частотными), первый вход и первый выход коммутатора, стоящего в положении «амплитудные флуктуаций» (в коммутаторе имеется переключатель положений «амплитудные флуктуаций», «фазовые флуктуаций» и «корреляция флуктуаций») подается на первый вход суммарно-разностного каскада, стоящего в любом положении, (суммарно-разностный каскад имеет переключатель положений «сложение входных сигналов», «вычитание входных сигналов», применяемый только при измерении комплексного коэффициента корреляции амплитудных флуктуаций с фазовыми), а поступление сигнала с выхода второго вычитающего каскада на второй вход суммарно-разностного каскада блокируют коммутатором, удается достичь ослаблении в выходном сигнале первого вычитающего каскада на величины не менее 20 дБ, влияний составляющих гармонических амплитудной и частотной модуляций, происходящих из-за искусственного введения их с помощью модулятора в колебание задающего генератора и регистрируемых индикатором, а при устранении этих модуляций выключением модулятора - ослаблении на те же величины, не менее 20 дБ, влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора на результат измерения амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, регистрируемых индикатором и отсчитываемых по калибратору, чего нет в прототипе.1. When measuring the amplitude fluctuations of the RF pass-through device, when the signal from the output of the first subtracting cascade through the phase shifter is in any position (the phase shifter has a position switch “zero phase shift” and “phase shift π / 2”, which is used only when measuring the complex coefficient correlations of amplitude fluctuations with frequency), the first input and the first output of the switch, which is in the position of "amplitude fluctuations" (the switch has a switch position "amplitude fluctuations", "phase fluctuations "and" correlation of fluctuations ") is fed to the first input of the sum-difference cascade standing in any position (the sum-difference cascade has a position switch" addition of input signals "," subtraction of input signals ", which is used only when measuring the complex amplitude correlation coefficient fluctuations with phase), and the signal from the output of the second subtracting cascade to the second input of the total difference cascade is blocked by the switch, we can achieve attenuation in the output signal of the first subtracting Yes, at least 20 dB, the effects of the components of harmonic amplitude and frequency modulations that occur due to their artificial introduction into the oscillation of the master oscillator with the help of a modulator and recorded by the indicator, and when these modulations are eliminated by turning off the modulator, attenuation by the same values, at least 20 dB, the effects of amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator on the result of measuring the amplitude fluctuations created by the RF pass-through device, recorded by the indicator and counted by the calibrator Which does not exist in the prior art.
2. При измерении фазовых частотных (частотных) флуктуаций проходного ВЧ-устройства, когда сигнал с выхода второго вычитающего устройства через второй вход и второй выход коммутатора, стоящего в положении «фазовые флуктуаций», подается на второй вход суммарно-разностного каскада, стоящего в любом положении, а поступление сигнала с выхода первого вычитающего каскада через фазовращатель на первый вход суммарно-разностного каскада блокируют коммутатором, удается достичь ослаблении в выходном сигнале второго вычитающего каскада на величины, не менее 20 дБ, влияний составляющих гармонических амплитудной и частотной модуляций, происходящих из-за искусственного введения их с помощью модулятора в колебание задающего генератора и регистрируемых индикатором, а при устранении этих модуляций выключением модулятора - ослаблении на те же величины, не менее 20 дБ, влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора на результат измерения фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, регистрируемых индикатором и отсчитываемых по калибратору, чего нет в прототипе.2. When measuring phase frequency (frequency) fluctuations of an RF pass-through device, when the signal from the output of the second subtracting device through the second input and the second output of the switch in the "phase fluctuations" position is fed to the second input of the total-difference cascade, which is in any position, and the signal from the output of the first subtracting cascade through the phase shifter to the first input of the total difference cascade is blocked by the switch, it is possible to achieve attenuation in the output signal of the second subtracting cascade by s, at least 20 dB, of the effects of the components of the harmonic amplitude and frequency modulations that occur due to their artificial introduction into the oscillation of the master oscillator using the modulator and recorded by the indicator, and when these modulations are eliminated by turning off the modulator, attenuation by the same values, not less than 20 dB, the effects of amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator on the measurement result of phase fluctuations created by the RF pass-through device, recorded by the indicator and counted by the calibrator, which is not in the proto type.
3. При измерении комплексного коэффициента корреляции амплитудных и фазовых флуктуаций проходного ВЧ-устройства коммутатор переводят в положение «корреляция флуктуаций», и он (коммутатор) обеспечивает подачу на первый и второй входы суммарно-разностного каскада сигналов с выходов обоих вычитающих каскадов: с выхода первого вычитающего каскада - через фазовращатель, первый вход и первый выход коммутатора на первый вход суммарно-разностного каскада, и с выхода второго вычитающего каскада - через второй вход и второй выход коммутатора на второй вход суммарно-разностного каскада.3. When measuring the complex correlation coefficient of the amplitude and phase fluctuations of the RF pass-through device, the switch is put into the "correlation of fluctuations" position, and it (the switch) provides the first and second inputs of the sum-difference cascade of signals from the outputs of both subtracting cascades: from the output of the first subtracting cascade - through the phase shifter, the first input and the first output of the switch to the first input of the total difference cascade, and from the output of the second subtracting cascade - through the second input and the second output of the switch to Torah input sum-difference stage.
При этом, с учетом выполненных ранее настроек в режимах 1, 2, реализуют ослабления в сигналах на выходах обоих вычитающих каскадов на величины, не менее 20 дБ, влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора на результаты выделений амплитудных, фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, и на результат измерения комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций, определяемого по показаниям индикатора в двух указанных положениях фазовращателя и суммарно-разностного каскада по известному алгоритму, описанному в [3].Moreover, taking into account the previously made settings in
Поэтому в заявляемом измерителе в сравнении с прототипом, влияние амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора на результаты измерений амплитудных, фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций ослаблены на величины не менее 20 дБ, чего нет в измерителе - прототипе.Therefore, in the inventive meter in comparison with the prototype, the influence of the amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator on the measurement results of the amplitude, phase fluctuations created by the RF pass-through device, and the complex correlation coefficient of these fluctuations are attenuated by at least 20 dB, which is not in the prototype meter .
Соответственно, достоверности и чувствительности измерений амплитудных, фазовых флуктуаций, создаваемых проходными ВЧ-устройствами типа усилителей, ограничителей мощности, электронных аттенюаторов, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства СВЧ и оптического диапазонов, и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций в заявляемом измерителе будут на те же величины, не менее 20 дБ, выше, чем у измерителя-прототипа, и дополнительно еще выше как минимум на 5-10 дБ за счет выделения амплитудных и фазовых (частотных) флуктуаций проходного ВЧ-устройства в заявляемом измерителе с помощью амплитудно-фазового (а не амплитудно-частотного) приемника, обеспечивающего лучшие условия работы компенсатора несущего колебания, входящего в его состав, при применении в обоих измерителях однотипных задающих генераторов, проходных ВЧ-устройств, калибраторов, фазовращателей, коммутаторов, суммарно-разностных каскадов, индикаторов и амплитудно-частотных приемников с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций.Accordingly, the reliability and sensitivity of the measurements of amplitude, phase fluctuations created by pass-through RF devices such as amplifiers, power limiters, electronic attenuators, surge arresters and other similar devices, including microwave and optical ranges, and the complex correlation coefficient of these fluctuations in the inventive meter will be the same values of not less than 20 dB are higher than that of the prototype meter, and additionally even higher by at least 5-10 dB due to the allocation of amplitude and phase (frequency) fluctuations th pass-through RF device in the inventive meter using an amplitude-phase (rather than amplitude-frequency) receiver, which provides better working conditions of the carrier oscillator compensator included in its composition, when both meters use the same type of master oscillators, RF pass-through devices, calibrators , phase shifters, switches, sum-difference cascades, indicators and amplitude-frequency receivers with parallel allocation of amplitude and frequency fluctuations.
В итоге, в заявляемом измерителе достоверности и чувствительности измерений амплитудных, фазовых флуктуаций, создаваемых проходными ВЧ-устройствами типа усилителей, ограничителей мощности, электронных аттенюаторов, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства СВЧ- и оптического диапазонов, и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций будут на 25-30 дБ, выше, чем у измерителя-прототипа, а по амплитудным и фазовым флуктуациям, создаваемым проходными ВЧ-устройствами указанного типа, как минимум на 20 дБ выше, чем у измерителя [2].As a result, in the inventive meter, the reliability and sensitivity of measurements of amplitude, phase fluctuations created by pass-through RF devices such as amplifiers, power limiters, electronic attenuators, surge arresters and other similar devices, including microwave and optical ranges, and the complex correlation coefficient of these fluctuations will be 25-30 dB, higher than that of the prototype meter, and for amplitude and phase fluctuations created by RF pass-through devices of this type, at least 20 dB higher than that of the measure I [2].
Таким образом, достигается решение поставленной задачи.Thus, a solution to the problem is achieved.
Из сказанного очевидно, что заявленное изобретение является новым, обладает изобретательским уровнем, т.е. оно явным образом не следует из известных технических решений, и пригодно для практического применения.From the foregoing, it is obvious that the claimed invention is new, has an inventive step, i.e. it does not explicitly follow from the known technical solutions, and is suitable for practical use.
На чертеже представлена функциональная схема заявляемого измерителя флуктуаций в проходных высокочастотных устройствах.The drawing shows a functional diagram of the inventive meter of fluctuations in the passage of high-frequency devices.
Заявляемый измеритель флуктуаций в проходных высокочастотных устройствах содержит (см. чертеж): задающий генератор - 1, модулятор - 2, делитель мощности - 3, амплитудно-частотный приемник с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций - 4 (корреляционный, типа [3]), амплитудно-фазовый приемник с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций - 5 (корреляционный, аналогичный входящему в состав амплитудно-частотного приемника измерителя [3]), низкочастотные делители напряжения - 6, 7, проходное ВЧ-устройство - 8 (типа усилителя, ограничителя мощности, электронного аттенюатора, разрядника и прочих аналогичных), калибратор - 9, вычитающие каскады - 10, 11, фазовращатель - 12, коммутатор - 13. суммарно-разностный каскад - 14 и индикатор - 15. При этом задающий генератор 1 через модулятор 2 подключен к входу делителя мощности 3, первый выход которого соединен с входом амплитудно-частотного приемника 4 с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций, выходы которого, первый и второй, подключены, соответственно: первый - к входу первого и второй - к входу второго из НЧ-делителей напряжений 6 и 7, второй выход ВЧ-делителя мощности 3 соединен с первым входом амплитудно-фазового приемника с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций, а третий выход ВЧ-делителя мощности 3 через проходное ВЧ-устройство 8 и калибратор 9 соединен со вторым входом амплитудно-фазового приемника 5 с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций, выходы которого, первый и второй, подключены, соответственно, первый - к первому входу вычитающего каскада 10 и второй - к первому входу вычитающего каскада 11, вторые входы которых соединены, соответственно, с первым и вторым выходами НЧ-делителя напряжения 6, а третьи входы вычитающих каскадов 10 и 11 соединены, соответственно, с первым и вторым выходами НЧ-делителя напряжения 7, причем выход вычитающего каскада 10 через фазовращатель 12, первый вход и первый выход коммутатора 13 подключен к первому входу суммарно-разностного каскада 14, а выход вычитающего каскада 11 через второй вход и второй выход коммутатора 13 подключен ко второму входу суммарно-разностного каскада 14, выход которого соединен с индикатором 15.The inventive meter of fluctuations in the passage of high-frequency devices contains (see drawing): a master oscillator - 1, a modulator - 2, a power divider - 3, an amplitude-frequency receiver with parallel allocation of amplitude and frequency fluctuations - 4 (correlation, type [3]), amplitude-phase receiver with parallel separation of amplitude and phase fluctuations - 5 (correlation, similar to that included in the amplitude-frequency receiver of the meter [3]), low-frequency voltage dividers - 6, 7, pass-through RF device - 8 (type of amplifier , power limiter, electronic attenuator, arrester and other similar ones), calibrator - 9, subtracting stages - 10, 11, phase shifter - 12, switch - 13. total-difference cascade - 14 and indicator - 15. At the same time,
Заявляемый измеритель флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах применяют следующим образом.The inventive meter of fluctuations in the passage through the RF devices is used as follows.
Колебание задающего генератора 1, равное в ВThe oscillation of the
где t - текущее время в сек,where t is the current time in seconds,
α1(t) - безразмерные амплитудные флуктуаций задающего генератора,α 1 (t) - dimensionless amplitude fluctuations of the master oscillator,
t1 - переменная интегрирования, размерность которой определяется пределами интегрирования,t 1 - integration variable, the dimension of which is determined by the integration limits,
через модулятор 2, могущий задавать в колебание U1(t) гармонические амплитудную или частотную (фазовую) модуляции, величины которых на 30-40 дБ превышают значения амплитудных или частотных флуктуаций задающего генератора 1 и на 20-30 дБ превышают значения амплитудных или фазовых флуктуаций в выходном колебании проходного ВЧ-устройства 8, вход и три выхода делителя мощности 3 поступает (см. чертеж): U11(t) - на вход амплитудно-частотного приемника с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций 4, U12(t) - на первый вход амплитудно-фазового приемника с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций 5, U13(t) - на вход проходного ВЧ-устройства 8.through a
Сигналы Vα1(t) и Vf1(t)c первого и второго выходов амплитудно-частотного приемника 4, очищенные от собственных шумов приемника, пропорциональные амплитудным α1(t) и частотным f1(t) флуктуациям задающего генератора 1The signals V α1 (t) and V f1 (t) from the first and second outputs of the amplitude-
и равные в Вand equal in B
где 
Kα1 - безразмерный коэффициент передачи канала выделенияK α1 - dimensionless transmission coefficient of the allocation channel
амплитудных флуктуаций в приемнике 4,amplitude fluctuations in the
Kf1 - коэффициент передачи в Гц-1 канала выделения частотныхK f1 - transmission coefficient in Hz -1 channel allocation frequency
флуктуаций в приемнике 4,fluctuations in the
далее подаются на входы НЧ-делителей напряжений 6 и 7 (первого и второго).then served on the inputs of the low-
Колебание с выхода проходного ВЧ-устройства 8 (типа усилителя, ограничителя мощности, электронного аттенюатора, разрядника и прочих аналогичных), равное в ВThe oscillation from the output of the RF pass-through device 8 (such as an amplifier, power limiter, electronic attenuator, spark gap, and other similar), equal to V
где 
а - безразмерный коэффициент передачи амплитудных флуктуаций задающего генератора на выход проходного ВЧ-устройства,a - dimensionless coefficient of transmission of amplitude fluctuations of the master oscillator to the output of the RF through-passage device,
b - коэффициент интермодуляционного преобразования в Гц-1 частотных флуктуаций задающего генератора в коррелированный с ними компонент амплитудных флуктуаций в выходном колебании проходного ВЧ-устройства,b is the coefficient of intermodulation conversion in Hz -1 of the frequency fluctuations of the master oscillator into a component of amplitude fluctuations correlated with them in the output oscillation of the through-pass RF device,
α2(t) - безразмерные амплитудные флуктуаций, создаваемые проходным ВЧ-устройством,α 2 (t) - dimensionless amplitude fluctuations created by the RF through-passage device,
с - коэффициент интермодуляционного преобразования в Гц-1 частотных флуктуаций задающего генератора в коррелированный с ними компонент фазовых флуктуаций в выходном колебании проходного ВЧ-устройства,c is the intermodulation conversion coefficient in Hz -1 of the frequency fluctuations of the master oscillator into a component of phase fluctuations correlated with them in the output oscillation of the pass-through RF device,
d - безразмерный коэффициент интермодуляционного преобразования амплитудных флуктуаций задающего генератора в коррелированный с ними компонент фазовых флуктуаций в выходном колебании проходного ВЧ-устройства,d is the dimensionless coefficient of intermodulation conversion of the amplitude fluctuations of the master oscillator into a component of phase fluctuations correlated with them in the output oscillation of the through-pass RF device,
φ2(t) - фазовые флуктуаций в рад, создаваемые проходным ВЧ-устройством,φ 2 (t) - phase fluctuations in rad, created by the RF pass-through device,
через калибратор 9, могущий задавать в колебание U2(t) отсчитываемые уровни шумовой амплитудной или фазовой модуляции, величины которых сравнимы с реальными значениями амплитудных и фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, далее поступает на вход амплитудно-фазового приемника 5 с параллельным выделением амплитудных и фазовых флуктуаций.through a
Сигналы 
где Kα2 - безразмерный коэффициент передачи канала выделения амплитудных флуктуаций в приемнике 5,where K α2 is the dimensionless transmission coefficient of the channel for the allocation of amplitude fluctuations in the
Kφ2 - безразмерный коэффициент передачи канала выделения фазовых флуктуаций в приемнике 5,K φ2 is the dimensionless coefficient of transmission of the channel for isolating phase fluctuations in the
далее подаются на первые входы вычитающих каскадов 10 и 11, на вторые входы которых поступают сигналы с первого и второго выходов НЧ-делителя напряжения 6, пропорциональные амплитудным флуктуациям задающего генератора 1 и равные но величинеthen they are fed to the first inputs of the subtracting stages 10 and 11, the second inputs of which receive signals from the first and second outputs of the
При этом на третьи входы вычитающих каскадов 10 и 11 подаются сигналы с первого и второго выходов НЧ-делителя напряжений 7, пропорциональные частотным флуктуациям задающего генератора 1 и равные по величинеAt the same time, signals from the first and second outputs of the low-
В выражениях (7), (8) учтено, что входные сигналы низкочастотных делителей напряжений 6 и 7 проходят на их выходы с коэффициентом передачи 1/2.In expressions (7), (8), it is taken into account that the input signals of low-
Сигналы в В на выходах вычитающих каскадов 10 и 11 равныThe signals in In the outputs of the subtracting stages 10 and 11 are equal
где K11, K12, K13 - безразмерные коэффициенты передачи сигналов в вычитающем каскаде 10 с его входов, первого, второго и третьего, на выход,where K 11 , K 12 , K 13 are the dimensionless transmission coefficients of the signals in the subtracting
K21, K22, K23 - безразмерные коэффициенты передачи сигналов в вычитающем каскаде 11 с его входов, первого, второго и третьего, на выход.K 21 , K 22 , K 23 - dimensionless transmission coefficients of the signals in the subtracting
Регулируя коэффициенты передачи сигналов K12, K13 и K22, K23 в вычитающих каскадах 10 и 11 (такие регулировки всегда имеются в типовых вычитающих каскадах и обычно осуществляются с помощью потенциометров, стоящих на их входах) таким образом, чтобы выполнить условияBy adjusting the transmission coefficients of the signals K 12 , K 13 and K 22 , K 23 in the subtracting stages 10 and 11 (such adjustments are always available in typical subtracting stages and are usually carried out using potentiometers at their inputs) in such a way as to fulfill the conditions
где K12opt, K13opt, K22opt, K23opt - оптимальные значения коэффициентов K12, K13,where K 12opt , K 13opt , K 22opt , K 23opt are the optimal values of the coefficients K 12 , K 13 ,
K22, K23, устраняем в выходных сигналах вычитающих каскадов 10 и 11 составляющие, связанные с влиянием амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора 1.K 22 , K 23 , we eliminate the components associated with the influence of amplitude and frequency fluctuations of the
В итоге сигналы в В на выходах вычитающих каскадов 10 и 11, очищенные от влияния амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора 1 и от собственных шумов амплитудно-частотных приемников 4, 5, составятAs a result, the signals in B at the outputs of the subtracting stages 10 and 11, purified from the influence of the amplitude and frequency fluctuations of the
и будут пропорциональны только исследуемым амплитудным и фазовым флуктуациям, создаваемым проходным ВЧ-устройством 8. Заявляемый измеритель имеет три рабочих режима.and will be proportional only to the investigated amplitude and phase fluctuations created by the RF pass-through
1. Измерение амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством.1. Measurement of amplitude fluctuations created by the RF pass-through device.
2. Измерение фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством.2. Measurement of phase fluctuations created by the RF pass-through device.
3. Измерение комплексного коэффициента корреляции амплитудных флуктуаций с фазовыми, создаваемыми проходным ВЧ-устройством.3. Measurement of the complex correlation coefficient of amplitude fluctuations with phase created by a pass through RF device.
1. В режиме измерения амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством 8, коммутатор 13 ставят в положение «амплитудные флуктуаций» (типовой коммутатор имеет переключатель положений «амплитудные флуктуаций», «фазовые флуктуаций» и «корреляция флуктуаций»), суммарно-разностный каскад 14 - в любое положение, например в положение «суммирование входных сигналов» (типовой суммарно-разностный каскад имеет переключатель рабочих положений: «суммирование входных сигналов» и «вычитание входных сигналов», применяемый только в режиме измерения комплексного коэффициента корреляции флуктуаций).1. In the mode of measuring the amplitude fluctuations created by the RF pass-through
При этом коммутатор 13 через фазовращатель 12, стоящий в произвольном положении, например в положении «нулевой фазовый сдвиг» (фазовращатель имеет переключатель рабочих положений: «нулевой фазовый сдвиг» и «фазовый сдвиг π/2», применяемый только в режиме измерения комплексного коэффициента корреляции флуктуаций), подключает выход вычитающего каскада 10 к первому входу суммарно-разностного каскада 14, выход которого соединен с индикатором 15 и он же (коммутатор 13, стоящий в режиме «амплитудные флуктуаций») отключает выход вычитающего каскада 11 от второго входа суммарно-разностного каскада 14.Moreover, the
В этом случае показания в В2 индикатора 15 (квадратичного усредняющего), пропорциональные мощности поступающего на него с выхода суммарного каскада 14 сигнала Vα2(t), фиксируются и составляютIn this case, the readings in В 2 of the indicator 15 (quadratic averaging), proportional to the power of the signal V α2 (t) coming to it from the output of the
Откуда исследуемые безразмерный амплитудные флуктуаций, создаваемые проходным ВЧ-устройством 8, определяются соотношениемWhence the investigated dimensionless amplitude fluctuations created by the RF pass-through
и отсчитываются по калибратору 9, задающему в данном режиме в выходное колебание проходного ВЧ-устройства шумовую амплитудную модуляцию, равную по величине исследуемым амплитудным флуктуациям.and are counted by the
Настройку заявляемого измерителя на максимальное ослабление влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора 1 на результаты измерения амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством 8, осуществляют следующим образом.The setting of the inventive meter to the maximum attenuation of the effects of amplitude and frequency fluctuations of the
Сначала выключают амплитудно-частотный приемник 4 и с помощью модулятора 2 последовательно вводят в колебание задающего генератора 1 гармонические амплитудную и частотную модуляции, результаты преобразований которых в коррелированные с ними гармонические амплитудные компоненты в выходном колебании проходного ВЧ-устройства 8 контролируются каналом выделения амплитудных флуктуаций (и гармонических амплитудных модуляций) амплитудно-фазового приемника 5, на 20-30 дБ превосходят уровень амплитудных флуктуаций в выходном колебании проходного ВЧ-устройства 8 и фиксируются по показаниям индикатора 15.First, the amplitude-
Затем включают амплитудно-частотный приемник 4 с параллельным выделением на его выходах, первом и втором, амплитудных и частотных флуктуаций (а также гармонических амплитудной и частотной модуляций) колебания задающего генератора 1 и, последовательно регулируя уровни сигналов на втором и третьем входах вычитающего каскада 10 (соответствующие регулировки имеются на всех входах типовых вычитающих каскадов и обычно осуществляются с помощью потенциометров), добиваются уменьшения ранее зафиксированного показания индикатора 15 на величину не менее 20 дБ, что соответствует выполнению условий (11) с точностью до 10%.Then, the amplitude-
Наконец, выключением модулятора 2 гармонические амплитудную и частотную модуляции убирают.Finally, by turning off the
Выполненные настройки гарантируют (при выключенном модуляторе) ослабление в вычитающем каскаде 10 на величины не менее 20 дБ, влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора 1 на результат измерения амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством 8, чего нет в измерителе - прототипе.The performed settings guarantee (when the modulator is off) attenuation in the subtracting
В итоге достоверность и чувствительность заявляемого измерителя по амплитудным флуктуациям будут, как минимум, на 20 дБ выше, чем у измерителя-прототипа, за счет соответствующих ослаблении влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора на результат измерения амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством и дополнительно еще выше, как минимум на 5-10 дБ, за счет выделения амплитудных флуктуаций проходного ВЧ-устройства в заявляемом измерителе с помощью амплитудно-фазового (а не амплитудно-частотного) приемника, обеспечивающего лучшие условия работы компенсатора несущего колебания, входящего в его состав. 2. В режиме измерения фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством 8, коммутатор 13 переводят в положение «фазовые флуктуаций», суммарно-разностный каскад 14 по-прежнему стоит в произвольном положении, например в положении «сложение входных сигналов».As a result, the reliability and sensitivity of the inventive meter for amplitude fluctuations will be at least 20 dB higher than that of the prototype meter, due to the corresponding attenuation of the effects of amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator on the result of measuring the amplitude fluctuations created by the RF pass-through device and additionally even higher, at least 5-10 dB, due to the allocation of amplitude fluctuations of the RF through-passage device in the inventive meter using the amplitude-phase (rather than amplitude-frequency) receiver ika providing the best working conditions of the compensator of the carrier oscillation included in its composition. 2. In the measurement mode of phase fluctuations created by the RF pass-through
При этом коммутатор 13 подключает выход вычитающего каскада 11 ко второму входу суммарно-разностного каскада 14, и он же (коммутатор 13, стоящий в положении «фазовые флуктуаций»), отключает выход фазовращателя 12 от первого входа суммарно-разностного каскада 14.In this case, the
В данном случае показания в В2 индикатора 15 (квадратичного усредняющего), пропорциональные мощности поступающего на него сигнала Vφ2(t) с выхода суммарно-разностного каскада 14, фиксируются и составляютIn this case, the readings in В 2 of indicator 15 (quadratic averaging), proportional to the power of the signal V φ2 (t) arriving at it from the output of the sum-
Откуда исследуемые частотные (фазовые) флуктуаций в Гц2, создаваемые проходным ВЧ-устройством 8, определяются соотношениемWhence the investigated frequency (phase) fluctuations in Hz2, created by the RF pass-through
и отсчитываются по калибратору 9, задающему в этом режиме выходное колебание проходного ВЧ-устройства 8 шумовую фазовую модуляцию, равную по величине исследуемым фазовым флуктуациям.and are counted by the
Настройку на максимальное ослабление влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора 1 на результат измерения фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством 8, осуществляют в заявляемом измерителе следующим образом.Adjustment for maximum attenuation of the effects of amplitude and frequency fluctuations of the
Сначала выключают амплитудно-частотный приемник 4 и с помощью модулятора 3 последовательно вводят в колебание задающего генератора 1 гармонические амплитудную и частотную модуляции, результаты преобразования которых в коррелированные с ними фазовые гармонические компоненты на выходе проходного ВЧ-устройства 8 контролируются каналом выделения фазовых флуктуаций (и гармонических фазовых модуляций) амплитудно-частотного приемника 5, на 20-30 дБ превосходят уровень фазовых флуктуаций в выходном колебании проходного ВЧ-устройства 8 и фиксируются по показаниям индикатора 15.First, the amplitude-
Затем включают амплитудно-частотный приемник 4 с параллельным выделением на его выходах, первом и втором, амплитудных и частотных флуктуаций (и гармонических амплитудной и частотной модуляций) колебания задающего генератора 1, и, регулируя уровни сигналов на втором и третьем входах вычитающего каскада 11, добиваются уменьшения ранее зафиксированного показания индикатора 15 на величину не менее 20 дБ, что соответствует выполнению условий (12) с точностью до 10%.Then turn on the amplitude-
Наконец, выключением модулятора 2 гармонические амплитудную и частотную модуляции убирают.Finally, by turning off the
Выполненные настройки гарантируют (при выключенном модуляторе) ослабление в вычитающем каскаде 11 на величины не мене 20 дБ, влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора 1 на результат измерения фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ- устройством 8, чего нет в измерителе-прототипе.The settings made guarantee (with the modulator turned off) that the
В итоге достоверность и чувствительность заявляемого измерителя по фазовым (частотным) флуктуациям будут, как минимум, на 20 дБ выше, чем у измерителя-прототипа, за счет соответствующих ослаблении влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора на результат измерения фазовых (частотных) флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством и дополнительно еще выше, как минимум на 5-10 дБ, за счет выделения фазовых (частотных) флуктуаций проходного ВЧ-устройства в заявляемом измерителе с помощью амплитудно-фазового (а не амплитудно-частотного) приемника, обеспечивающего лучшие условия работы компенсатора несущего колебания, входящего в его состав.As a result, the reliability and sensitivity of the inventive meter for phase (frequency) fluctuations will be at least 20 dB higher than that of the prototype meter, due to the corresponding attenuation of the effects of amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator on the measurement result of phase (frequency) fluctuations created RF pass-through device and additionally even higher, at least 5-10 dB, due to the allocation of phase (frequency) fluctuations of the RF pass-through device in the inventive meter using amplitude-phase (rather than amplitudes but-frequency) receiver, providing the best working conditions for the compensator of the carrier oscillation included in its composition.
3. В режиме измерения комплексного коэффициента корреляции амплитудных флуктуаций с фазовыми, создаваемыми проходным ВЧ-устройством, коммутатор 13 переводят в положение «корреляция флуктуаций».3. In the mode of measuring the complex correlation coefficient of amplitude fluctuations with the phase created by the RF pass-through device, the
При этом коммутатор 13 подключает к первому и второму входам суммарно-разностного каскада 14 сигналы с выходов вычитающих каскадов 10 и 11: с выхода вычитающего каскада 10 через фазовращатель 12, первый вход и первый выход коммутатора 13 - к первому входу суммарно-разностного каскада 14, и с выхода вычитающего каскада 11 через второй вход и второй выход коммутатора 13 - ко второму входу суммарно-разностного каскада 14.In this case, the
Величину безразмерного комплексного коэффициента корреляции г амплитудных флуктуаций с фазовыми, создаваемыми проходным ВЧ-устройством, представляют в видеThe value of the dimensionless complex correlation coefficient g of amplitude fluctuations with the phase created by the RF pass-through device is represented as
и определяют в заявляемом измерителе путем последовательных измерений значений 
А. Для измерения величины вещественного компонента 
В этом случае сигнал в В на выходе суммарно-разностного каскада 14 равенIn this case, the signal in at the output of the
а показание в В2 индикатора 15 (квадратичного усредняющего) составляетand the reading in B2 of indicator 15 (quadratic averaging) is
и фиксируется.and is fixed.
В выражениях (19), (20) и далее индекс «о» (или «π/2») указывает на величину фазового сдвига сигнала Vα2(t) в фазовращателе 12, индекс «+»(или «-») - на сложение (или вычитание) входных сигналов в суммарно-разностном каскаде 14. Кроме того, в выражении (20) и далее в (22), (23), (24) учтено, что по определению 
Затем суммарно-разностный каскад 14 переводят в положение «вычитание входных сигналов».Then the total-
В данном случае сигнал в В на выходе суммарно-разностного каскада 14 равенIn this case, the signal in the output of the total
а показание в В2 индикатора 15 составляетand the reading in indicator B2 B2 is
и также фиксируется.and also fixed.
По определению величина вещественного компонента Re 
С учетом (20), (22), (23) измеренная величина вещественного компонента Re
и определяется по ранее зафиксированным показаниям индикатора 
амплитудных и частотных флуктуаций, вносимых проходным ВЧ-устройством, см. пп.1, 2).amplitude and frequency fluctuations introduced by the RF pass-through device, see
Б. Для измерения величины мнимого компонента Im
В этом случае сигнал в В на выходе суммарно-разностного каскада 14 равенIn this case, the signal in at the output of the
а показание в В2 индикатора 15 составляетand the reading in indicator 2 of indicator 15 is
и фиксируется.and is fixed.
В выражении (26) и далее в (28), (29), (30) учтено, что 
Затем суммарно-разностный каскад 14 переводят в положение «вычитание входных сигналов».Then the total-
В данном случае сигнал в В на выходе суммарно-разностного каскада 14 равенIn this case, the signal in the output of the total
а показание в В2 индикатора 15 составляетand the reading in indicator B2 B2 is
и вновь фиксируется.and is fixed again.
По определению величина мнимого компонента Im 
С учетом (26), (28), (29) измеренное значение безразмерного мнимого компонента Im 
и определяется по ранее зафиксированным показаниям индикатора 
Известно, что максимальные достоверности и чувствительности измерений величин вещественного Re 
где K11opt, K21opt - оптимальные значения коэффициентов передачи сигналов с первых входов вычитающих каскадов 10 и 11 на их выходы. Условие (31) реализуют в заявляемом измерителе подбором значений коэффициентов K11opt K21opt путем регулировок уровней сигналов на первых входах вычитающих каскадов 10, 11 (такие регулировки имеются на всех входах типовых вычитающих каскадов).where K 11opt , K 21opt are the optimal values of the transmission coefficients of the signals from the first inputs of the subtracting stages 10 and 11 to their outputs. Condition (31) is implemented in the inventive meter by selecting the values of the coefficients K 11opt K 21opt by adjusting the signal levels at the first inputs of subtracting
Окончательно, измеренный безразмерный комплексный коэффициент корреляции
где величины 
Описанные процессы показывают, что в заявляемом измерителе влияния и амплитудных, и частотных флуктуаций задающего генератора на результаты измерений амплитудных, фазовых (частотных) флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций ослаблены на величины не менее 20 дБ, чего нет в измерителе-прототипе.The described processes show that in the inventive meter the influence of both amplitude and frequency fluctuations of the master oscillator on the results of measurements of the amplitude, phase (frequency) fluctuations created by the RF pass-through device, and the complex correlation coefficient of these fluctuations are attenuated by at least 20 dB, which is not in the prototype meter.
Вследствие отмеченного обстоятельства достоверности и чувствительности заявляемого измерителя по амплитудным, фазовым (частотным) флуктуациям и комплексному коэффициенту корреляции этих флуктуаций, создаваемых проходными ВЧ-устройствами, будуг, как минимум, на 20 дБ выше, чем у измерителя-прототипа, и дополнительно еще выше, как минимум на 5-10 дБ, за счет выделения в заявляемом измерителе амплитудных и фазовых (частотных) флуктуаций проходного ВЧ-устройства с помощью амплитудно-фазового (а не амплитудно-частотного) приемника, обеспечивающего лучшие условия работы компенсатора несущего колебания, входящего в его состав.Due to the above circumstance, the reliability and sensitivity of the inventive meter according to the amplitude, phase (frequency) fluctuations and the complex correlation coefficient of these fluctuations created by the RF pass-through devices, at least 20 dB higher than that of the prototype meter, and additionally even higher, by at least 5-10 dB, due to the allocation in the inventive meter of amplitude and phase (frequency) fluctuations of the pass-through RF device using the amplitude-phase (rather than amplitude-frequency) receiver, I provide The best working conditions for the compensator of the carrier oscillation included in its composition.
В итоге достоверности и чувствительности измерений амплитудных, фазовых флуктуаций, создаваемых проходными ВЧ-устройствами типа усилителей, ограничителей мощности, электронных аттенюаторов, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства СВЧ и оптического диапазонов, и комплексного коэффициента корреляции этих флуктуаций в заявляемом измерителе будут на 25-30 дБ выше, чем у измерителя-прототипа, а по амплитудным и фазовым флуктуациям, создаваемым проходными ВЧ-устройствами указанного типа, как минимум на 20 дБ выше, чем у измерителя [2], при применении в обоих измерителях однотипных задающих генераторов, проходных ВЧ-устройств, калибраторов, фазовращателей, коммутаторов, суммарно-разностных каскадов, индикаторов и амплитудно-частотных приемников с параллельным выделением амплитудных и частотных флуктуаций.As a result, the reliability and sensitivity of measurements of amplitude and phase fluctuations created by RF pass-through devices such as amplifiers, power limiters, electronic attenuators, surge arresters and other similar devices, including microwave and optical ranges, and the complex correlation coefficient of these fluctuations in the inventive meter will be 25- 30 dB higher than that of the prototype meter, and the amplitude and phase fluctuations created by the RF pass-through devices of this type are at least 20 dB higher than that of the meter [2], when using the same type of master oscillators, RF pass-through devices, calibrators, phase shifters, switches, sum-difference cascades, indicators and amplitude-frequency receivers in parallel with the allocation of amplitude and frequency fluctuations.
Источники публикацийSources of Publications
1. А.С. СССР №652502, МПК G01R 23/6, опубл. 1979.1. A.S. USSR No. 652502, IPC G01R 23/6, publ. 1979.
2. А.С. СССР №286071, МПК G01R 23/6, опубл. 1971.2. A.S. USSR No. 286071, IPC G01R 23/6, publ. 1971.
3. А.С. СССР №1506375, МПК G01R 23/6, опубл. 1989 (прототип).3. A.S. USSR No. 1506375, IPC G01R 23/6, publ. 1989 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008100863/28A RU2366964C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Metre of fluctuation in throughput high-frequency devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008100863/28A RU2366964C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Metre of fluctuation in throughput high-frequency devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008100863A RU2008100863A (en) | 2009-07-20 |
| RU2366964C1 true RU2366964C1 (en) | 2009-09-10 |
Family
ID=41046705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008100863/28A RU2366964C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Metre of fluctuation in throughput high-frequency devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2366964C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3878723A (en) * | 1974-04-15 | 1975-04-22 | Atomic Energy Commission | Thermal noise power thermometry |
| SU628446A1 (en) * | 1977-04-06 | 1978-10-15 | Предприятие П/Я М-5783 | Shf range frequency fluctuation measuring arrangement |
-
2008
- 2008-01-09 RU RU2008100863/28A patent/RU2366964C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3878723A (en) * | 1974-04-15 | 1975-04-22 | Atomic Energy Commission | Thermal noise power thermometry |
| SU628446A1 (en) * | 1977-04-06 | 1978-10-15 | Предприятие П/Я М-5783 | Shf range frequency fluctuation measuring arrangement |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008100863A (en) | 2009-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI441489B (en) | Apparatus comprising a recursive delayer and method for measuring a phase noise | |
| US6480006B1 (en) | Method for measuring phase noise using a low noise synthesizer | |
| WO1988003340A1 (en) | System for suppressing interfering waves | |
| US6727840B1 (en) | Interference suppression circuit and method thereof for multi-channel receivers | |
| Lin et al. | A digital leakage cancellation scheme for monostatic FMCW radar | |
| RU2366964C1 (en) | Metre of fluctuation in throughput high-frequency devices | |
| US7649930B2 (en) | Filter equalization using magnitude measurement data | |
| US20070185947A1 (en) | Frequency synthesizer | |
| RU2366963C1 (en) | Metre of fluctuation in throughput high-frequency devices | |
| US7224717B1 (en) | System and method for cross correlation receiver | |
| US4634962A (en) | Phase noise analyzer | |
| CN114614844B (en) | Method and circuit for testing double-tone signal and radio frequency testing device | |
| RU2251120C1 (en) | Unit for measuring fluctuations in high-frequency devices | |
| RU2253124C1 (en) | Fluctuations meter in high frequency connecting devices | |
| Kraus et al. | Maximum Theoretical Interference Mitigation Capability of a GNSS Receiver as Limited by the GNSS Frontend | |
| RU2335777C1 (en) | High-frequency through device fluctuation indicator | |
| CN1250247A (en) | Frequency hopping and pilot frequency technology using for control sytsem for distortion generated from reducing circuit | |
| RU2300776C2 (en) | Fluctuations measuring device in high frequency arrangements | |
| RU2357260C2 (en) | Measuring fluctuation in open-ended high-frequency devices | |
| Bale et al. | Cross correlation residual phase noise measurements using two HP3048A systems and a PC based dual channel FFT spectrum analyser | |
| RU2241237C1 (en) | Unit for measuring fluctuations in transmission high-frequency units | |
| RU2099729C1 (en) | Noise characteristics meter of superhigh and high-frequency transmitters | |
| RU2339959C2 (en) | Correlative fluctuation measuring device | |
| Widarta et al. | Attenuation-measurement system in the frequency range of 18–40 GHz | |
| RU2341808C1 (en) | Device for measurement of signal/noise ratio |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110110 |