SU1383319A1

SU1383319A1 - Генератор-калибратор уровн

Info

Publication number: SU1383319A1
Application number: SU864067335A
Authority: SU
Inventors: Юрий Владимирович Демченко
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority date: 1986-05-13
Filing date: 1986-05-13
Publication date: 1988-03-23

Description

(21)4067335/24-21

(22)13.05.86

(46) 23.03.88. Бюл. № 11

(71)Киевский политехнический институт им. 50-лети Великой Окт брьской социалистической революции

(72)Ю. В. Демченко

(53)621.307(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 744511, кл. G 05 F 1/44, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 926634, кл. G 05 F 1/44, 1981.

(54)ГЕНЕРАТОР-КАЛИБРАТОР УРОВНЯ

(57)Изобретение относитс , в частности, к образцовой аппаратуре дл воспроизведени переменного напр жени в широком

диапазоне частот и уровней, предназначенной дл поверки средств измерений переменного напр жени , например в радиосв зи. Генератор-калибратор уровн (ГКУ) содержит генераторы 1, 15 фиксированной частоты , регулирующий элемент 2, преобразователи 3, 16, 17 частоты, усилитель 4 мощности , аттенюатор 5, генератор 6 опорного напр жени , управл емый масштабный преобразователь 7, преобразователи 8, 11 переменного напр жени , сумматор 9, усилитель 10, образцовый делитель 12, дифференциальный указатель 13, блок 14 пам ти, избирательный усилитель 18, генератор 19 перестраиваемой частоты, блок 20 управлени . ГКУ имеет повышенные бь1стродействие и точность в широком диапазоне частот. 2 ил.

(@

00 (X

оо со

со

Фиг.1

1

Изобретение относитс к радиоизмерительной технике, в частности к образцовой аппаратуре дл воспроизведени переменного напр жени в широком диапазоне частот и уровней, предназначенной дл поверки средств измерений перём енного напр жени , котора широко используетс в проводной св зи, радиосв зи и радиолокации.

Цель изобретени - повышение бьютро- действи и точности в широком диапазоне частот.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - блок управлени устройства.

Устройство содержит последовательно включенные генератор 1 фиксированной частоты, регулирующий элемент 2, первый 3 преобразователь частоты, усилитель 4 мощности , аттенюатор 5, последовательно включенные генератор 6 опорного напр жени , управл емый масштабный преобразователь

2

Преобразователь 3 частоты выдел ет сигнал разностной частоты генератора 1 фиксированной частоты и генератора 19, вл ющийс выходным сигналом. Преобра- , зователь 16 частоты формирует сигнал, частота которого смещена относительно частоты выходного сигнала на заданную величину , равную частоте опорного генератора. Третий преобразователь 17 частоты с помощью избирательного усилител 18 выде- 10 л ет сигнал указанной разностной частоты.

Регулирующий элемент 2 расположен в канале высокой фиксированной частоты первого генератора 1.

Первый 8 и второй 11 преобразователи служат дл преобразовани переменного напр жени в посто нное, они работают в малом диапазоне изменени входных сигналов , поэтому к ним не предъ вл ютс высокие требовани по линейности характеристики преобразовани , и они могут быть

15

25

30

7, первый преобразователь 8 переменного 20 выполнены на основе преобразователей амп- напр жени , сумматор 9, усилитель 10, подключенный к входу управлени регулирующего элемента 2, второй преобразователь 11 переменного напр жени , включенный между выходом усилител 4 мощности и вторым входом сумматора 9, включенные последовательно образцовый делитель 12, дифференциальный указатель 13, блок 14 пам ти, включенные последов ательно второй генератор 15 фиксированной частоты, второй 16 и третий 17 преобразователи частоты, избирательный усилитель 18, генератор 19 перестраиваемой частоты, подключенный к вторым входам первого 3 и второго 16 преобразователей частоты, блок 20 управлени , соединенный с входами управлени аттенюатора 5, управл емого масштабного преобразовател 7, образцового делител 12, блока 14 пам ти, генератора 15, кроме того, дифференциальный указатель 13 соединен с вторым генератором 15 фиксированной частоты, а второй вход третьего преобразовател 17 частоты соединен с выходом аттенюатора , который вл етс выходом устройства .

Частота выходного сигнала калибратора определ етс разностью частот первого генератора 1 фиксированной частоты и генератора 19, который формирует сигнал переменной частоты, при этом диапазон относительного изменени частоты выходного сигнала генератора 19 может быть менее двух..

35

литудных, средних или среднеквадратиче- ских значений по любой известной схеме. Образцовый делитель 12 создает образцовое затухание опорного сигнала системы автоматической регулировки уровн , поступающего с управл емого масштабного преобразовател 7, и переключаетс синхронно с аттенюатором 5.

На входы дифференциального указател 13 подаютс два сигнала: образцовый сигнал с выхода образцового делител 12 и преобразованный сигнал с выхода устройства . Сигнал некомпенс ации на выходе дифференциального указател 13 создает корректирующее воздействие на входе сумматора и может быть запомнен блоком 14 пам ти.

Блок 14 пам ти может быть выполнен на основе последовательно включенных ключа , запоминающего конденсатора, повторител напр жени . При замыкании ключа выходной сигнал блока пам ти повтор ет входной, при размыкании ключа происходит запоминание входного сигнала.

Блок 20 управлени выдает коды управлени на аттенюатор 5, управл емый масштабный преобразователь 7 и образцовый делитель 12, а также формирует сигнал записи на блок 14 пам ти и сигнал включени , подаваемый на второй генератор 15 фиксированной частоты во врем проведени коррекции выходного сигнала устройства. Блок 20 (фиг. 2) содержит регистры кода аттенюатора 21 и кода управл емого масштабного преобразовател 22, коммутатор 23 кода образцового делител , подключенный информационным входом к выходу регистра 21 кода аттенюатора, а также включенные последовательно реле 24 времени, элемент 55 И 25 и одновибратор 26.

40

45

Первый I и второй 15 генераторы фик- сированных частот настроены так, что разность их выходных частот равна частоте генератора опорного напр жени . Дл обеспечени высокой стабильности они также могут быть выполнены по принципу синтеза частоты, причем второй генератор 15 фиксированной частоты имеет вход подстройки частоты.

83319

2

15

20 выполнены на основе преобразователей амп-

5

0

0 выполнены на основе преобразователей амп-

5

Блок 20 управлени выдает коды управлени на аттенюатор 5, управл емый масштабный преобразователь 7 и образцовый делитель 12, а также формирует сигнал записи на блок 14 пам ти и сигнал включени , подаваемый на второй генератор 15 фиксированной частоты во врем проведени коррекции выходного сигнала устройства. Блок 20 (фиг. 2) содержит регистры кода аттенюатора 21 и кода управл емого масштабного преобразовател 22, коммутатор 23 кода образцового делител , подключенный информационным входом к выходу регистра 21 кода аттенюатора, а также включенные последовательно реле 24 времени, элемент 5 И 25 и одновибратор 26.

Код в регистры 21 к 22 записываетс по сигналам записи ИЗдтт и ИЗумп и подаетс соответственно на управл ющие входы ат0

5

тенюатора 5 и управл емого масштабного преобразовател 7. Коррекци выходного сигнала устройства производитс периодически , по сигналам от реле 24 времени, или после изменени кода аттенюатора по сигналу записи ИЗдтт. Операци объединени указанных сигналов производитс элементом И 25, выходной сигнал которого запускает одновибратор 26, выходной сигнал последнего поступает на вход управлени коммутатора 23 кода, который подает код управлени аттенюратора 5 на образцовый делитель 12, обеспечива синхронную работу последних, а также вл етс сигналом включени второго генератора 15 фиксированой частоты и сигналом записи блока 14 пам ти. Длительность импульса одновибратора 26 выбираетс достаточной дл установлени переходного процесса при проведении коррекции , в частности она должна быть гораздо больше посто нной времени дифференциального указател 13.

Генератор-калибратор уровн работает следующим образом.

Напр жение выходной частоты образуетс методом «биений между сигналами генератора 1 фиксированной частоты и генератора 19. Изменение выходного уровн генератора-калибратора производитс дискретно аттенюатором 5 и непрерывно системой автоматической регулировки уровн , включающей регулирующий элемент 2, преобразователь 3 частоты, усилитель 4 мощности, первый 8 и второй 11 преобразователи, сумматор 9 И усилитель 10, при этом выходной уровень задаетс выходным сигналом управл емого масштабного преобразовател 7. Сигнал некомпенсации формируетс сумматором 9, усиливаетс усилителем 10 и вл етс сигналом управлени регулирующим элементом 2, направленным на уменьшение рассогласовани между выходным сигналом системы автоматической регулировки уровн и сигналом управл емого масштабного преобразовател 7, причем на дополнительный вход сумматора подаетс корректирующий сигнал с блока 14 пам ти.

Корректирующий сигнал формируетс в режиме коррекции погрешностей установки выходного уровн калибратора вследствие собственных погрешностей и нестабильнос- тей широкополосного тракта, а также вли ни внешних факторов и нагрузки дополнительным контуром регулировани , образованным диффер.енциальным указателем 13, опорный сигнал которого формируетс образцовым делителем 12, а сигнал обратной св зи поступает с выхода устройства через третий преобразователь 17 частоты и избирательный усилитель 18, при этом затухание аттенюатора 5 и образцового делител 12 устанавливаютс равными. Сигнал гетеродинной частоты третьего преобразовател 17 частоты образуетс из сигнала генератора 19, второго генератора 15 фиксированной частоты , который включаетс на врем проведени коррекции и имеет посто нное смещение по частоте относительно выходного сигнала устройства. Синфазность входных напр жений дифференциального указател достигаетс подачей корректирующего сигнала на вход управлени фазой второго генератора 15. Корректирующий сигнал подаетс через блок 14 пам ти в систему автоматической регулировки уровн и после дости0 жени равенства сигналов на входе дифференциального указател 13 запоминаетс в блоке 14 пам ти по сигналу с блока 20 управлени . Благодар высокой чувствительности дифференциального указател точг ность коррекции в основном определ етс неравномерностью амплитудно-частотной характеристики третьего преобразовател 17 частоты, сто щего в цепи обратной св зи корректирующего контура, котора может быть достигнута менее 0,2% в диапазоне

0 частот до 100 МГц и, кроме того, прокалибрована при аттестации или поверке прибора с точностью не хуже 0,05%, в то врем , как дл большинства современных радиоэлектронных приборов и аппаратуры св зи нормируетс отклонение входного сопротивлени до ±4% и реактивность до 2 пФ, что приводит к погрешности от вли ни нагрузки до 10% в диапазоне частот до 100 МГц, коррекци которой и выполн етс в предлагаемом устройстве.

0 Дл уменьшени помех в выходном тракте прибора и исключени перегрузки дифференциального указател 13 в рабочем режиме второй генератор 15 фиксированной частоты выключаетс , а сигнал от образцового делител 12 уменьшаетс до его макс симального затухани подачей соответствующего управл юшего кода или сигнала отключени блока.

Применение быстродействующего регулирующего элемента 2, расположенного в канале фиксированной частоты, позвол ет

0 построить быстродействующую систему автоматической регулировки уровн , котора характеризуетс низким уровнем амплитудных флуктуации выходного сигнала, т. е. высокой кратковременной стабильностью, что позволит использовать предлагаемый

генератор-калибратор дл метрологического обеспечени и даже построени систем передачи информации. Выполнение регулирующего элемента на основе pZn-диодов позвол ет расширить диапазон регулировани до 40 дБ, что позволит корректировать погрешности выходного тракта прибора до 10 дб.

Преимушества предлагаемого устройства по сравнению с известным заключаетс в том,, что введение дополнительных генераторов

5 задающего и фиксированной частоты, преобразователей частоты позвол ет корректировать погрешности установки уровн выходного сигнала в широком диапазоне частот и уровней, а следовательно, расширить область его применени . Повышение быстродействи системы автоматической регулировки уровн позвол ет ускорить процесс коррекции, а также получить положительный эффект при использовании прибора в составе систем измерени и контрол . Коррекци погрешностей установки выходного сигнала производитс непосредственно при заданных уровне и частоте и конкретной нагрузке, остаточна погрешность, опреде- л ема в основном погрешност ми преобразовател частоты, может быть предварительно прокалибрована по образцовой аппаратуре и скомпенсирована аппаратурными или программным образом, причем дальнейшее повышение точности предлагаемого генератора-калибратора уровн св зано с совершенствованием преобразователей частоты и дифференциальных указателей.

Claims

Формула изобретени

20

Генератор-калибратор уровн , содержа- ший генератор фиксированной частоты, подключенный к сигнальному входу регу- лируюшего элемента, усилитель мош,ности, выход которого подключен к аттенюатору, выход последнего вл етс выходом устройства , последовательно включенные генератор опорного напр жени , управл емый масштабный преобразователь, первый преобразователь переменного напр жени , сум- матор, усилитель, выход которого подключен

к управл ющему входу регулирующего элемента , второй преобразователь переменного напр жени , включенный между выходом усилител мощности и сигнальным входом сумматора, включенные последовательно образцовый делитель, входом подключенный к выходу управл емого масштабного преобразовател , дифференциальный указатель и блок пам ти, подключенный к управл ющему входу сумматора, а также блок управлени , выход которого соединен с входами управлени аттенюатора, управл емого мас- щтабного преобразовател , образцового делител и блока пам ти, отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи и точности в широком диапазоне частот, в него дополнительно введены первый преобразователь частоты, последовательно соединенные второй генератор фиксированной частоты, второй и третий преобразователи частоты, избирательный усилитель, подключенный к второму входу дифферециального указател , генератор перестраиваемой частоты , подключенный к первому входу первого и второму входу второго преобразователей частоты, а второй вход третьего преобразовател частоты соединен с выходом устройства , причем второй генератор фиксированной частоты подключен к управл ющему выходу блока управлени и к входу дифференциального указател , а выход регулирующего элемента соединен с вторым входом первого преобразовател частоты, выход которого подключен к входу усилител мощности .