1 :л1: l
:о :л Изобретение относитс к измерительной технике. По основному авт.св. № 918890 известно устройство дл измерени амплитудно-частотной и фаэочастотной характеристик четырехполюсников содержащее два генератора качающейс частоты, блок управлени генераторами , исследуемый четырехполюсник с преобразованием частоты, смеситель фазовой автоподстройки частоты , блок фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), смесители промежуто ной частоты измерительного и опорного каналов, генератор промежуточных частот, фазовый детектор, двухканальный амплитудно-фазовый индикатор и дополнительный смеситель ij . Недостатком этого устройства вл етс невозможность измерений абсолютного значени коэффициента передачи четырехполюсника с преобразо ванием частоты, который характеризу етс величиной потерь мощности при преобразовании частоты в смесител х устройства, определ емой из следующего математического выражени (11 L-npр„ ) где Р - мощность сигнала промежуточной (преобразованной) частоты на выходе четырех полюсника с преобразовани частоты; Рр - мощность сигнала на входе четьтрехполюсника с преобразованием частоты. Дл того, чтобы определить вели чину потерь Lnp необходимо измерить абсолютные величины мощностей на . входе и выходе исследуемого четырех полюсника с преобразованием частоты что в известном устройстве не предусмотрено . Такие измерени могли бы быть выполнены с помощью измерител , мощности типа М3-21а и по формуле 1 вычислена абсолютна вели- } чина коэффициента передачи в любой частотной точке рабочего диапазона устройства, что значительно увеличивает врем измерений. Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей; устройства за счет измерени коэффи циента передачи четырехполюсника с преобразованием частоты. Цель достигаетс тем, что в устройство дл измерени амплитудночастотной и фазочастотной характери тик четырехполюсника, содержащее дв генератора качающейс частоты, выхо первого из которых соединен с из входов смесител ФАПЧ, второй вх которого подключен к выходу второз о генератора качающейс частоты и к второй входной клемме устройства, управл ющие входы генераторов качающейс частоты соединены с выходсм блока управлени генераторами и с управл ющими входами генератора промежуточной частоты и двухканального амплитудно-фазового индикатора , сигнальный вход смесител промежуточной частоты измерительного канала соединен с входной клеммой устройства , а опорный вход - с опорным входом смесител промежуточной частоты опорного канала, с одним из выходов генератора промежуточной частоты и с опорным входом дополнительного смесител , сигнальны вход которого подключен и к выходу смесител ФАПЧ и-к первому входу блока ФАПЧ, выход последнего соединен с вторым управл ющим входом первого генератора качающейс частоты, а второй вход - с сигнальным входом смесител промежуточной частоты опорного канала и с вторым выходом генератора промежуточной частоты, выход смесител промежуточной частоты измерительного канала соединен с первым входом двухканального амплитудно-фазового индикатора, второй вход которого подключен к выходу смесител промежуточной частоты опорного канала , выход дополнительного смесител соединен с одним из входов фазового детектора, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора промежуточной частоты, а выход фазового детектора соединен с третьим управл ющим входом первого генератора качающейс частоты, введены элемент сравнени и управл емый аттенюатор, при этом последний включен между выходом первого генератора качающейс частоты и первой входной клеммой устрбйства, соединенной с одним из входов элемента сравнени , второй вход которой подключен к сигнальному входу смесител промежуточной частоты опорного канала, а выход элемента сравнени соединен с управл ющим входом управл емого аттенюатора. На чертеже приведена блок-схема устройства дл измерени амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик четырехполюсника. Устройство содержит генераторы 1 и 2 качающейс частоты, блок 3 управлени генераторами, управл емый аттенюатор 4, элемент 5 сравнени , смеситель 6 ФАПЧ, исследуемый четырехполюсник 7 с преобразованием частоты , генератор 8 промежуточной частоты , блок 9 ФАПЧ, фазовый детектор 10, смесители 11 и 12 промежуточной частоты измерительного и опорного каналов, двухканальный амплитудно-фазовый индикатор 13, дополнительный смеситель 14, перва и втора входные клеммы 15 к 16 устройства и входна клемма 17 устройства, которые соединены следующим образом: выход первого генератора 1 качающейс частоты через управл емый аттенюатор 4, сигнальный вход исследуемого четырехполюсника 7 и смеситель 11 промежуточной частоты измерительного канала соединен с одним из входов индикатора 13, второй вход которого соединен с выходом смесител 12 про межуточной частоты опорного канала, выход управл емого аттенюатора 4 со единен с одним из входов 5 сравнени , второй вход которого соединен с сигнальным входом смесител 12 промежуто ной частоты опорного канал а. Выход эле мента 5 сравнени соединен с входом управлени управл емого аттенюатора 4 . Выход второго генератора 2 качаю щейс частоты соединен с второй вхо ной клеммой 16 устройства (гетеродинный вход исследуемого четырехпол юсника 7 с преобразованием частоты) и с одним из входов смесител 6 ФАПЧ ;вход которого присоединен к выходу первого генератора 1 качающейс час тоты. .Выход смесител 6 ФАПЧ соединен с вторыми входами блока 9 ФАПЧ и допол нительного смесител 14, Блок 3 управлени генераторами соединен с входами управлени г.енераторов 1 и 2 качающейс частоты, генератора 8 промежуточной частоты и индикатора 13. Второй выход генератора 8 соединен с сигнальным входом смесител 1 и с вторым входом блока 9 ФАПЧ, выход которого соединен с входом генератора 1 качающейс частоты, первы выход генератора 8-соединен с опорными входами смесителей промежуточн частоты измерительного 11 и опорного 12 каналов и с опорным входом дополнительного смесител 14, выход которого соединен с одним из входов фазового детектора 10, выход которо го соединен с генератором 1 -качающейс частоты, второй вход фазового детектора Ш соединен с третьим выходом генератора 8 промежуточной частоты. Устройство работает следующим об разом. Сигналы от генераторов 1 и 2 кач ющейс частоты подаютс на соответ ствующие входы исследуемого четырехполюсника 7, содержащего преобразователь частоты. При этом начальным напр жением от блока 3 управлени генераторами частота генератора 1 сдвигаетс относительно частоты гене ратора 2 на величину, равную началу полосы анализа по промежуточной час- тоте исследуемого четырехполюсника 7 с преобразованием частоты. Это же напр жение подаетс на вход управлени генератора 8 промежуточной частоты и определ ет начальную частоту качани сигнала первой промежуточной частоты, равную сдвигу частот между генераторами 1 и 2. Одновременно сигнал первой переменной промежуточной частоты используетс в качестве опорного дл блока 9 ФАПЧ, поддерживающей разность частот, равную заданной , между генераторами 1 и 2 в начальный момент. Затем включаетс напр жение качани с амплитудой, обеспечивающей одновременную перестройку генератора 8. промежуточной частоты и генератора 1 относительно генератора 2 в полосе анализа четырехполюсника 7, содержащего преобразователь частоты, по промежуточной частоте . При этом генератор 2 работает на фиксированной частоте. С выхода исследуемого четырехполюсника 7, содержащего преобразователь частоты, сигнал разностной промежуточной частоты подаетс на сигнальный вход смесител 11 промежуточной частоты измерительного канала. На гетеродинный вход этого смесител подаетс сигнал второй промежуточной частоты от генератора 8,сформированный путем сдвига сигнала первой промежуточной частоты на величину его посто нной частоты . В результате на выходе смесител 11 промежуточной частоты выдел етс сигнал посто нной при свипировании частоты, несущей информацию об амплитуде и фазе испытуемого четырехполюсника относительно сигнала опорного канала, формируемого в смесителе 12 промежуточной частоты. Посто нство частоты сигнала с точностью до фазы при переменной промежуточной частоты измерительного канала относительно опорного канала достигаетс с помощью фазового детектора 10. Дл этого на один из его входов от генератора 8 подаетс сигнал посто нной частоты в качестве опорного. Другой сигнал получаетс в результате двойного преобразовани в смесителе 6 ФАПЧ и в дополнительном смесителе 14 части сигналов генератора 1 и 2 качающейс частоты, ответвленных с помощью, например , направленных ответвителей. Одновременно сигнал со смесител 6 подаетс в блок 9 ФАПЧ, несущий информацию о расстройке частоты. Дл формировани сигнала переменной промежуточной частоты опорного канала, исключающего необходимость применени преобразовани СВЧ опорного канала, используютс сигналы первой и второй промежуточной частоты , от генератора 8, которые подаютс I на входы смесител 12 опорного канала . Сигналы с выходов смесителе 11 и 12 посто нной частоты, несущие амп литудно-фазочастотную информацию, подаютс на соответствующие входы амплитудно-фазового индикатора 13, работающего по принципу сравнени двух сигналов с индикацией характери тик на экране ЭЛТ, развертка которого производитс напр жением качани от блока 3 управлени , В случае качани одновременно обо их генераторов 1 и 2 на любой, выбранной с помощью генератора 8,фиксированной промежуточной частоте, данное устройство, проводит анализ исследуемых четырехполюсников, содер жащих преобразователь частоты в диапазоне СВЧ, Сигнал с выхода генератора 1 качающейс частоты, прошедший через управл емый аттенюатор 4, одновременно подаетс , например с помощью делител , на вход исследуемого четырехполюсника 7 с преобразованием час тоты и один из входов элемента 5 сравнени . На другой вход элемента 5 сравнени и одновременно на сиг нальный вход смесител 12 промежуточной частоты опорного канала подаетс один и тот же, сигнал первой промежуточной ча ;тоты от генератора 8 промежуточной частоты, часть которого ответвл етс с помощью ответвител в блок 9 фазовой автоподстройВ элементе 5 ср 1внени производит с сравнение уровн мощности сигнала от генератора 1 качающейс частоты с уровнем мощности сигнала на входе опорного канала, который принимаетс за эталонный. В результате сравнени вырабатываетс сигнал ошибки, который управ л ет величиной ослаблени управл емого аттенюатора 4 таким образом, что уровень мощности сигнала на входе исследуемого четырехполюсника 7 с преобразованием частоты равен уров ню мощности сигнала промежуточной частоты на входе смесител 12 промежуточной частоты опорного канала. Двухканальный индикатор 13, измер ющий отношение сигналов в измерительном и опорном канале, отрегулирован таким образом, что показывает ноль при равенстве сигналов в обоих каналах . При перест;;)ойке генератора 8 промежуточной частоты в рабочем диапазоне амплитуда каждого из его сигналов сама по себе нестабильна во времени, зависит от температуры и от частоты. Эти нестабильности компенсируют элемент 5 сравнени . Если поддерживать сигнал на входе исследуемого четырехполюсника 7 с преобразованием частоты например в диапазоне 5 - 18 ГГц) с помощью элемента 5 сравнени и управл емого аттенюатора 4 равным по абсолютному уровню сигнала промежуточной частоты на сигнальном входе смесител 12 промежуточной частоты опорного канала (например на любой частоте в диапазоне 20 - 100 МГц), то двухканальный амплитудно-фазовый индикатор 13 будет фиксировать разницу между сигналами на входе и выходе исследуемого четырехполюсника, лежащими в раз-, ных диапазонах частот, т.е. измер ть абсолютную величину коэффициентов передачи четырехполюсника с преобразованием частоты, В качестве единого широкополюсного датчика уровней мощности сигналов в диапазоне СВЧ и на промежуточных частотах может быть использована термоэлектрическа головка уровн мощности М5-51, работающа в диапазоне 0,02-17,44 ГГц. В св зи с возможностью установки, начального уровн мощности на входе исследуемого четьгрехполюсника 7 с преобразованием частоты данное устройство позвол ет измер ть и изменение коэффициентов передачи потерь преобразовани в зависимости от уровней входных сигналов.: o: l The invention relates to a measuring technique. According to the main auth. No. 918890 discloses a device for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of quadrupoles comprising two oscillating oscillators, an oscillator control unit, a quadrupole with frequency conversion under study, a phase-locked mixer, a phase-locked frequency control unit (PLL), and an intermediate frequency mixer of the measuring and reference channels , intermediate frequency generator, phase detector, dual-channel amplitude-phase indicator and additional mixer ij. The disadvantage of this device is the impossibility of measuring the absolute value of the transfer factor of a quadrupole with frequency conversion, which is characterized by the amount of power loss during frequency conversion in the device mixers, determined from the following mathematical expression (11 L-npр) where P is the intermediate signal power (converted) frequency at the output of four poles from frequency conversion; Рр - signal power at the input of a three-port network with frequency conversion. In order to determine the magnitude of the loss Lnp, it is necessary to measure the absolute values of the powers at. the input and output of the studied four pole with frequency conversion that in the known device is not provided. Such measurements could be performed using a meter, power type M3-21a, and using formula 1, the absolute value of the transmission coefficient was calculated at any frequency point of the operating range of the device, which significantly increases the measurement time. The aim of the invention is to expand the functionality; devices by measuring the quadrupole transfer rate with frequency conversion. The goal is achieved in that a device for measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of a quadrupole tick contains two oscillating frequency oscillators, the output of the first of which is connected to the PLL mixer from the second input connected to the oscillating frequency oscillator output and to the second input terminal of the device , the control inputs of the oscillating frequency generators are connected to the output of the generator control unit and to the control inputs of the intermediate frequency generator and two-channel amplitude-phase switch About the indicator, the signal input of the intermediate frequency mixer of the measuring channel is connected to the input terminal of the device, and the reference input - with the reference input of the intermediate frequency mixer of the reference channel, with one of the outputs of the intermediate frequency generator and with the reference input of the additional mixer, the signal inputs of which are connected to the output the PLL mixer and-to the first input of the PLL unit, the output of the latter is connected to the second control input of the first oscillating frequency generator, and the second input - to the signal input of the mixer industrial the daily frequency of the reference channel and the second output of the intermediate frequency generator, the output of the intermediate frequency mixer of the measuring channel is connected to the first input of a 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 output of the additional mixer is connected to one of the inputs of the phase detector , the second input of which is connected to the third output of the intermediate frequency generator, and the output of the phase detector is connected to the third control input the house of the first oscillating frequency generator, a comparison element and a controlled attenuator are introduced, the latter being connected between the output of the first oscillating frequency generator and the first input terminal of the device connected to one of the inputs of the comparison element, the second input of which is connected to the signal channel mixer input of the intermediate frequency and the output of the reference element is connected to the control input of the controlled attenuator. The drawing shows a block diagram of a device for measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of a quadrupole. The device contains oscillators 1 and 2 of oscillating frequency, generator control unit 3, controlled attenuator 4, comparison element 5, PLL mixer 6, frequency conversion quadrupole 7 under study, intermediate-frequency generator 8, phase detector 9, and 12 intermediate frequency measuring and reference channels, two-channel amplitude-phase indicator 13, additional mixer 14, first and second input terminals 15 to 16 devices and input terminal 17 devices that are connected as follows: the stroke of the first oscillating frequency generator 1 through the controlled attenuator 4, the signal input of the quadrupole 7 under study and the intermediate frequency mixer 11 of the measuring channel is connected to one of the inputs of the indicator 13, the second input of which is connected to the output of the mixer 12 about the intermediate frequency of the reference channel, the output of the controlled attenuator 4 is connected to one of the comparison inputs 5, the second input of which is connected to the signal input of the mixer 12 of the intermittent frequency of the reference channel a. The output of the comparison element 5 is connected to the control input of the controlled attenuator 4. The output of the second oscillating frequency generator 2 is connected to the second input terminal 16 of the device (heterodyne input of the studied four-field 7 frequency conversion) and one of the inputs of the PLL mixer 6 whose input is connected to the output of the first oscillating frequency generator 1. The output of the PLL mixer 6 is connected to the second inputs of the PLL unit 9 and the additional mixer 14, the generator control unit 3 is connected to the control inputs of generator 1 and 2 of the oscillating frequency, intermediate frequency generator 8 and indicator 13. The second output of generator 8 is connected to the signal the input of the mixer 1 and the second input of the PLL unit 9, the output of which is connected to the input of the oscillating frequency generator 1, firstly the output of the generator 8 is connected to the reference inputs of the mixers intermediate frequency measuring 11 and 12 reference channels and to the reference one Odom supplementary mixer 14 whose output is connected to one input of a phase detector 10 whose output is connected to the first generator 1 -kachayuscheys frequency, the second input of the phase detector is connected to the W third output of the generator 8 of the intermediate frequency. The device works as follows. The signals from the oscillators 1 and 2 of the oscillating frequency are fed to the corresponding inputs of the quadrupole 7 under study, containing a frequency converter. In this case, the initial voltage from the generator control unit 3 frequency generator 1 is shifted relative to the frequency of the generator 2 by an amount equal to the beginning of the analysis band at the intermediate frequency of the quadripole 7 under study with frequency conversion. The same voltage is applied to the control input of the intermediate frequency oscillator 8 and determines the initial sweep frequency of the first intermediate frequency signal equal to the frequency shift between oscillators 1 and 2. At the same time, the first variable intermediate frequency signal is used as a reference for the PLL unit 9 supporting the frequency difference equal to a given, between the generators 1 and 2 at the initial time. Then, the swing voltage is applied with an amplitude that provides simultaneous tuning of the intermediate frequency generator 8. and generator 1 relative to generator 2 in the quadrupole 7 analysis band containing the frequency converter, according to the intermediate frequency. When this generator 2 operates at a fixed frequency. From the output of the studied quadrupole 7, containing a frequency converter, the signal of the differential intermediate frequency is fed to the signal input of the mixer 11 of the intermediate frequency of the measuring channel. The heterodyne input of this mixer is supplied with the signal of the second intermediate frequency from the generator 8, which is formed by shifting the signal of the first intermediate frequency by the value of its constant frequency. As a result, at the output of the intermediate frequency mixer 11, the signal is constant when the frequency sweeps, carrying information about the amplitude and phase of the test quadrupole relative to the signal of the reference channel formed in the intermediate frequency mixer 12. The frequency condition of the signal with the phase accuracy at a variable intermediate frequency of the measuring channel relative to the reference channel is achieved using a phase detector 10. To do this, a constant frequency signal is sent to one of its inputs from generator 8. Another signal is obtained as a result of double conversion in the mixer 6 of the PLL and in the additional mixer 14 of a portion of the signals of the oscillator 1 and 2 of the oscillating frequency, which are branched with, for example, directional couplers. At the same time, the signal from the mixer 6 is supplied to the PLL unit 9, which carries frequency detuning information. To form a variable variable frequency signal of the reference channel, eliminating the need to apply microwave conversion of the reference channel, signals of the first and second intermediate frequency are used, from generator 8, which are fed I to the inputs of the mixer 12 of the reference channel. The signals from the outputs of the mixer 11 and 12 of a constant frequency, carrying amplitude-phase-frequency information, are fed to the corresponding inputs of the amplitude-phase indicator 13, which operates according to the principle of comparing two signals with indication of characteristics on a CRT screen, which is swept by the swing voltage from the unit 3 controls, In the case of simultaneous swinging of both their generators 1 and 2 at any device selected by the generator 8, a fixed intermediate frequency, this device analyzes the studied quadrupoles containing aschih inverter frequency in the microwave range, the output signal from generator 1 swept frequency transmitted through a controllable attenuator 4 simultaneously fed, for example via the divider, the input of the quadripole 7 investigated with transformation Toty hour and one of the inputs of comparing member 5. The same signal of the first intermediate frequency from the intermediate frequency generator 8, a part of which is branched to the block 9 of the phase self-tuning element 5, is fed to the other input of the comparison element 5 and simultaneously to the signal input of the intermediate-frequency mixer 12 of the reference channel. compares the signal power level from the oscillating frequency generator 1 with the signal power level at the input of the reference channel, which is taken as the reference. As a result of the comparison, an error signal is generated, which controls the attenuation value of the controlled attenuator 4 in such a way that the signal power level at the input of the quadrupole 7 under study with frequency conversion is equal to the power level of the intermediate frequency signal at the input channel of the intermediate frequency mixer. The two-channel indicator 13, which measures the ratio of the signals in the measuring and reference channels, is adjusted so that it shows zero if the signals in both channels are equal. When over ;;) the generator of the intermediate frequency generator 8 in the operating range, the amplitude of each of its signals is itself unstable in time, depends on temperature and frequency. These instabilities compensate for the comparison element 5. If you maintain a signal at the input of the quadrupole 7 under study with frequency conversion, for example, in the range 5-18 GHz) using the comparison element 5 and the controlled attenuator 4 equal in absolute level to the intermediate frequency signal at the signal input of the intermediate channel mixer 12 of the reference channel (for example, at any frequency in the range of 20–100 MHz), the two-channel amplitude-phase indicator 13 will record the difference between the signals at the input and output of the studied quadrupole, which are often in different ranges t, i.e. measure the absolute value of quadrupole transmission coefficients with frequency conversion. As a single wide-pole sensor of signal power levels in the microwave range and at intermediate frequencies, the thermoelectric head of the power level M5-51 operating in the range of 0.02-17.44 GHz can be used. In connection with the possibility of setting the initial power level at the input of the three circumpolar 7 under study with frequency conversion, this device allows you to measure and change the transfer coefficients of conversion losses depending on the input signal levels.