SU1464112A2 - Устройство дл измерени фазовых характеристик - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике, а именно к технике определени  фазовых характеристик (ФХ) фазометрических уст- ройств. Повышение точности измерени  ФХ достигаетс  за счет обеспечени  посто нства начальных фазовых сдвигов устройства путем проведени  дополш - тельной калибровки с помощью введенных дополнительно демодул тора 18 и индикатора 17. Устройство  вл етс  фазовым калибратором, в котором сигнал генератора 1 с помощью фазозадаю .Aaeft щего блока 4 и формировател  3 боковых составл ющих преобразуетс  с ис- . пользованием, систем 8 и 9 автоподстройки частоты сначала в сигналы двух боковых составл ющих амплитудно- модулированного сигнала, а затем с помощью блока 5 восстановлени  несущей вновь в сигнал с частотой генератора 1. Амплитуда сигнала на выходе устанавливаетс  регул тором 2 уровн . Посто нство заданного значени  фазовых соотношений между боковыми составл ющими и несущей контролируетс  демодул тором 6 компенсационным способом по минимуму выходного эффекта на индикаторе 7. Проведение дополнительной калибровки устройства с помощью демодул тора 18 .позвол ет более точно поддерживать противо фазность боковых составл ющих,что обеспечивает однозначность определе- ни  фазового сдвига и большую разрешающую способность компенсационного метода измерений. На чертеже показаны также фазовращатели 10, 12 и 13, генератор 11 частоты сдвига, трехвхо- довые сумматоры 14 и 19, квадратичные элементы 15 и 20 и фильтры 1 6 и 21 . 1 ил. С/) лшаГ/ ш к

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике, может быть использовано дл  определени  фазовых характеристик фазометрических уст- ройств как в функгут изменени  входной разности фаз, так и в функции из енени  амплитуды сигнала на их входе и  вл етс  усовершенстрованием устройства по авт. св. № 1247690.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  фазовых характеристик исследуемых фазометрических устройств .

На чертеже представлена структур- на  схема устройства.

Устройство дл  измерени  фазовых характеристик содержит генератор 1 высокочастотного (эталонного) сигнала , регул тор 2 уровн , формировател 3 боковых составл ющих, фазозадающий блок 4, блок 5 восстановлени  несущей , демодул тор 6 и индикатор 7.

Формирователь 3 содержит две системы 8 и 9 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) по вторичным биени м и установочный фазовращатель 10, фазозадающий блок 4 - генератор It сдвига, выходом соединенный с входами компенсирующего 12 и отсчетного 13 фазовращателей, а демодул тор 6 - последовательно соединенные трехвхо- довый сумматор 14, квадратичный элемент 15 и фильтр 16. Устройство также содержит дополнительный индика тор 17 и дополнительный демодул тор 18, состо щий из последовательно соединенных трехвходового сумматора 19, квадратичного элемента 20 и фильтра 21. °

Первый вход формировател  3 боковых составл гопр х соединен с объединенными первыми входами обеих систем 8 и 9 ФАПЧ, выходы xd i opbix  вл ютс  соответственно первым и вторым вы- ходами формировател  3, второй вход

которого соединен с вторым входом . системы 8 ФАШ-1 и входом установочного фазовращател  10, выходом соединенного с вторым входом системы 9 ФАПЧ.

Кажда  из систем ФАПЧ содержит последовательно соединенные подстраиваемый генератор,- смеситель, фазовый , детектор, фильтр нижних частот, управл ющий элемент, замкнутые в кольцо фазовой автоподстройки частоты по вторичным биени м. Второй .. вход смесител   вхшетс  первым вхо

Q

5

0

5 0 0

5

0

5

дом системы ФАПЧ, а второй вх9Д фазового детектора - вторым входом системы ФАПЧ. Первый вход формировател  3 боковых составл ющих и один из входов дополнительного демодул тора 18 подключены к выходу генератора 1 высокочастотньк сигналов и образуют выходную клемму устройства. Второй вход формировател  3 боковых составл ющих соединен с первым выходом (выходом компенсирующего фазовращател  12) фазозадающего блока 4.Выход регул тора 2 уровн , соединенный с пер- вым входом демодул тора 6,  вл етс  второй выходной клеммой устройства, а вход регул тора 2 соединен с выходом блока 5 восстановлени  несущей, первый вход которого, соединенный с вторыми входами демодул тора 6 и дополнительного демодул -тора 18, соединен , с первым выходом (выходом системы 8 ФАПЧ) формировател  3, второй выход которого (выход системы 9 ФАПЧ) соединен с третьими входами демодул тора 6 и дополнительного демодул тора 18, выходы которых (выходы фильтров 16 и 211) соответственно соединены с входами индикатора 7 и допрлнительного индикатора 17. Второй выход фазозадающего блока 4 (выход отсчетного фазовращател  13) соединен с вторым входом блока 5 восстановлени  несущей.

Блок 5 восстановлени  несущей выполнен с использованием методов одно- полосной модул ции, с применением системы ФАПЧ по вторичным биени м, идентичной системе 8 или 9 ФАПЧ формировател  3 боковых составл ющих.

Устройство работает следующим об- разом.

Сигнал генератора 1 частоты СО  в- л. етс  первым выходным сигналом, который с помощью сигнала с частотой Q. сдвига в формирователе 3 преобразуетс  в сигналы с нижней и верхней боковой частотой, первьш из которых вновь в блоке 5 восстановлени  несущей преобразуетс  в сигнал с частотой COj., который после регул тор а 2 уровн  поступает на второй выход устройства .

Контроль изначальную установку фазовых соотношений на выходах устройства осуществл ют с помощью демодул - , торов 6 и 18 и подсоединенных к ним индикаторов 7 и 17.

1 64112, На выходах формировател  3 боко- %2-Ч   Ч ц р 2- i(2n+1)-2-, вых составл ющих присутствуют сигнагде п О,1,2,... 5 Разность фаз выходных сигналов

лы

Ag (t) AgCOS (w,-9) t + Cf.-q-, Cfg;|;

A (t)AjCOs(Q,)t + .+Cp5j ,

,Г..

10

амплитуда боковых, частота и начальна  фаза

сигнала на первом входе формировател  боковых составл ющих (первом выходе устройства ) частота сдвига и начальна  фаза сигнала на втором входе формировател ;

дополнительные фазовые сдви- ги сигналов в формирователе

ги сигналов в формирователе 20 на нижней и верхней боковой соответственно.

,Г..

С учетом последнего выражени  условие обеспечени  нулевых показаний индикатора 7 можно переписать в виде

ЬЦ

вы

.(2n.1)-V (

На выходе дополнительного демодул тора 18 присутствует сигнал

АД )

А., .

ДА

На выходе блока 5 восстановлени  несущей присутствует сигнал

A„(t)(Wet+q e- q Jг-Ч ,.

где А., - амплитуда несущей-, н

При этом нулевые (минимальные) по- 25 казани  дополнительного-индикатора обеспечивают  при

4 55- 4 sH i 2n

(2)

С,,- начальна  фаза сигнала на - 0,1,2,...

втором входе блока восста-Подставл   (2) в (1), получают дл 

новлени  несущей ,случа , когда показани  индикаторов

дополнительный фазовый сдвиг одновременно равны нулю (минимальны): п finniro S НПО становлени  не-

в блоке 5 восстановлени  не сущей. На выходе регул тора уровн -сигнал 35

Ивь,, (t)ApCos(o,t+q),+q 3,-4,,+q sH «

).

где Ар - амплитуда сигнала;

Срр - фазовый сдвиг в регул торе уровн .

. 45 ройства.

На входы демодул тора 6 одновре Вьщел ют три основных режима ра- менно поступают сигналы Ag(t), боты устройства.

При первому режиму провод т калибровку устройства.

50

AJ (t), Ap(t) и после соответствующих преобразований (перемножени  и фильтрации) на его выходе получают сигнал

Установочным фазовращателем 10 д биваютс  нулевых (минимальных) пока заний дополнительного индикатора 17 Регул тор 2 уровн  устанавливают в режим, соответствующий пр мому просе хождению сигнала с выхода блока 5 восстановлений несущей на вторую вы ходную клемму устройства, отсчетный фазовращатель - в положение, соотве ствующее O dSO) и компенсирующим

Ад (t) АдСОS (4,,-%/tfH )

.cos(Qt+V% .

Нулевые показани  индикатора 7 обеспечиваютс  при

При этом нулевые (минимальные) по- 25 казани  дополнительного-индикатора обеспечивают  при

4 55- 4 sH i 2n

(2)

Ивь,, ± Определенные значени  выходной разности фаз могут быть использованы дл  начальной установки (калибровки) 40 устройства, что в свою очередь позвол ет в любых услови х обеспечить однозначность установки выходной разности фаз с точностью, определ емой только разрещающей способностью устПри первому режиму провод т каибровку устройства.

Установочным фазовращателем 10 добиваютс  нулевых (минимальных) показаний дополнительного индикатора 17. Регул тор 2 уровн  устанавливают в режим, соответствующий пр мому прохождению сигнала с выхода блока 5 восстановлений несущей на вторую выходную клемму устройства, отсчетный фазовращатель - в положение, соответствующее O dSO) и компенсирующим

514

фазовращателем 12 добиваютс  нулевых (минимальных) показаний индикатора 7

По второму режиму работы измер ют фазоамплитудные характеристики ис- следуемого образца - фазометра (проверка по фазоамплитудной погрешности

Производ т калибровку устройства по первому режиму. Отсчетным фазо- вращателем 13 устанавливают заданное значение выходной разности фаз и установочным фазовращателем 10 добиваютс  нулевых (минимальных) показаний индикатора 7. Регул тором 2 уровн  устанавливают заданное значение уровн  выходного сигнала, компенсирующим фазовращателем 12 восстанавливают нулевые (минимальные) показани  индикатора 7, производ т регистрацию показаний индикатора исследуе- мого фазоизмерител . Затем регул тором 2 уровн  производ т изменение амплитуды выходного (тестового) сигнала на заданную величину, компенсирующим фазовращателем 12 восстанав- ливают нулевые показани  индикатора 7 и производ т отсчет показаний индикатора исследуемого фазоизмерител  Разность показаний индикатора фазометра при изменении уровн  испыта- тельного сигнала дает искомое значение ФАХ (фазоамплитудна  погрешность . Последовательно задава  р д значений уровн  тестового сигнала, отрабатыва  компенсирующим фазовращателем 12 возникающие при этом в регул торе 2 уровн  фазовые сдвиги (по нулевьм или минимальным показани м индикатора 7), с помощью индикатора исследуемого образца производ т определение всех значений искомой ФАХ дл  заданного значени  выходной разности фаз тестового сигнала. Произвед  калибровку устройства по первому режиму с последующей установкой отсчетным фазо . вращателем 13 заданной разности фаз сигналов на выходных клеммах устройства и повторив в указанной последовательности приведенные операции по измерению ФАХ, наход т ФАХ исследуе- мого образца дл  нового значени  разности фаз испытательного сигнала.

По третьему режиму работы измер ют фазовую характеристику исследуемого образца в функции изменени  : входной разности фаз (проверка по линейности ) .

Производ т калибровку устройства по первому режиму. Регул тором 2

126

уровн  устанавливают заданное значение амплитуды тестового сигнала и компенсирующим фазовращателем 12 по нулевым (минимальным) показани м индикатора 7 обрабатывают возникающие при этом фазовые сдвиги. Последова .тельно задава  отсчетным фазовращателем необходимые приращени  выходной разности фаз и регистриру  каждый ра показани  индикатора испытуемого образца , произ-вод т определение искомой характеристики дл  заданного значени  амплитуды испытательного сигнала . Регул тором 2 уровн  устанавливают новое значение амплитуды тестового сигнала и с помощью компенсирующего фазовращател  12 по Нулевым (минимальным) показани м индикатора 7 отрабатывают возникающие при зтом фазовые сдвиги. Повторив в указанной последовательности описанные опера- ции определ ют искомую характеристику дл  нового значени  уровн  испытательного сигнала и т.д.

Изменение начальной фазы сигналов на выходах формировател  боковых составл ющих , обусловленное изменением внешних условий, режимов работы элементов .формиров ател  и прочее, которое может достигать единиц и даже дес тков градусов, компенсируетс  - описанньш способом с помощью дополнительного демодул тора. Поэтому в предлагаемом устройстве погрещность установки (воспроизводства) заданной разности фаз выходных сигналов определ етс  только разрешающей способностью , котора  в заданном режиме калибровки составл ет сотые и даже тыс чные градуса.

Claims (1)

1. Формулаизобретени 

   Устройство дл  измерени  фазовых характеристик по авт. св. № 1247690, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точлости измерени  за счет обеспечени  посто нства начальных фазовых сдвигов устройства путем дополнительной калибровки, в него введены последовательно соединенные дополнительны демодул тор и дополнительный индикатор, при этом первый вход дополнительного демодул тора подключен к выходу генератора высокочастотных сиги лов, а второй и третий входы - соогве- ч;твенно к

   71464112.8

   первому и второму выходам формирова- , довательно соединенные трехвходовьй тел  боковых составл ющих, дополни- сумматор, квадратичньй элемент и тельйый демодул тор содержит после- фильтр.