SU1663578A1 - Circuit analyzer - Google Patents

Circuit analyzer Download PDF

Info

Publication number
SU1663578A1
SU1663578A1 SU894671715A SU4671715A SU1663578A1 SU 1663578 A1 SU1663578 A1 SU 1663578A1 SU 894671715 A SU894671715 A SU 894671715A SU 4671715 A SU4671715 A SU 4671715A SU 1663578 A1 SU1663578 A1 SU 1663578A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
controlled
measuring
output
tee
measurement
Prior art date
Application number
SU894671715A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Иосифович Чупров
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8574
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8574 filed Critical Предприятие П/Я В-8574
Priority to SU894671715A priority Critical patent/SU1663578A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1663578A1 publication Critical patent/SU1663578A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике. Цель изобретени  - уменьшение погрешности измерени . Анализатор содержит генератор 1 СВЧ-сигнала, управл юще-вычислительный блок 2, синфазно-квадратурный преобразователь 3, тройники 4 и 5, измерительные головки 6 и 16, управл емые аттенюаторы 7, 8 и 9, блок 10 формировани  измерительных сигналов, сумматор 11, исследуемый четырехполюсник 12, управл емые фазовращатели 13, 14 и 15. Уменьшение погрешностей измерени , вносимых рассогласованием в измерительном тракте, достигаетс  за счет максимального приближени  направленного ответвител  падающей волны, который используетс  в качестве тройника 4, к объекту измерени , в качестве которого используетс  исследуемый четырехполюсник 12. Размещение тройника 4 непосредственно на входе блока 10 и использование направленного ответвител  в качестве тройника 4 позвол ет уменьшить погрешности рассогласовани  в 2 - 3 раза. 3 ил.This invention relates to a radio measuring technique. The purpose of the invention is to reduce the measurement error. The analyzer contains a microwave signal generator 1, a control and computing unit 2, an in-phase quadrature converter 3, tees 4 and 5, measuring heads 6 and 16, controlled attenuators 7, 8 and 9, a unit 10 for generating measuring signals, an adder 11, studied quadrupole 12, controlled phase shifters 13, 14 and 15. The reduction of measurement errors introduced by the mismatch in the measuring path is achieved by maximally approximating the directional incident wave coupler, which is used as a tee 4, to the object measurement, which is used as the analyzed quadripole tee 12. Placement 4 directly with the input unit 10, and use a directional coupler as a tee 4 reduces the mismatch error in 2 - 3 times. 3 il.

Description

о о со ел VIabout ave eaten vi

0000

фиг.1figure 1

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано при создании многофункциональных измерителей параметров (коэффициентов отражени  и передачи S-параметров, группового времени запаздывани , полных входных сопротивлений и проводимостей) СВЧ-двух- и четырехполюсников.The invention relates to radio metering technology and can be used to create multi-functional parameter meters (reflection coefficients and transmissions of S-parameters, group delay time, total input resistances and conductivities) of microwave two- and four-port networks.

Цель изобретени  - уменьшение погрешности измерени .The purpose of the invention is to reduce the measurement error.

На фиг.1 приведена структурна  электрическа  схема анализатора цепей; на фиг.2 - то же, блок формировани  измерительных сигналов; на фиг.З - то же, синфазно-квад- ратурного преобразовател .Figure 1 shows a structural electrical circuit of a network analyzer; 2 is the same, the measuring signal generation unit; in FIG. 3 - the same, in-phase-square converter.

Анализатор цепей (фиг.1) содержит ге- нератор 1 СВЧ-сигнала, управл юще-вы- числительный блок (УВБ) 2, синфазно-квадратурный преобразователь (СКП) 3, первый 4 и второй 5 тройники, первую измерительную головку 6, первый 7, второй 8 и третий 9 управл емые аттенюаторы , блок 10 формировани  измерительных сигналов, сумматор 11, исследуемый четырехполюсник 12, первый 13, второй 14 и третий 15 управл емые фазовращатели и вторую измерительную головку 16,The network analyzer (figure 1) contains the generator 1 of the microwave signal, the control and computing unit (UVB) 2, the in-phase quadrature converter (UPC) 3, the first 4 and the second 5 tees, the first measuring head 6, the first 7, the second 8 and third 9 controlled attenuators, the measuring signal generating unit 10, the adder 11, the quadrupole 12 under study, the first 13, the second 14 and the third 15 controlled phase shifters and the second measuring head 16,

Блок 10 (фиг.2) состоит из направленного ответвител  (НО) 17, согласованной нагрузки 18 и согласующего устройства 19.Block 10 (figure 2) consists of a directional coupler (BUT) 17, matched load 18 and matching device 19.

СКП (фиг.З) включает первый тройник 20, НО 21, второй 22 и третий 23 тройники, измерительные головки 24-27 и согласованную нагрузку 28.UPC (FIG. 3) includes the first tee 20, BUT 21, the second 22 and the third 23 tees, measuring heads 24-27 and the matched load 28.

Анализатор цепей работает следующим образом.The network analyzer operates as follows.

Результат измерени  параметра Sfk исследуемого четырехполюсника. 12 определ етс  из соотношени  напр жений Vx, VY и V4 к напр жению Vn. С помощью схемы автоматической регулировки мощности (АРМ) генератора 1 и соответствующего выбора параметров схемы анализатора цепей обеспечиваетс  квадратичный режим работы измерительных головок 6 и 16. Поэтому принимаетс , что напр жени  Vn и V4 соответственно равны;The measurement result of the Sfk parameter of the studied quadrupole. 12 is determined from the ratio of the voltages Vx, VY and V4 to the voltage Vn. Using the automatic power adjustment circuit (APM) of the generator 1 and the corresponding selection of the parameters of the network analyzer circuit, a quadratic mode of operation of the measuring heads 6 and 16 is provided. Therefore, it is assumed that the voltages Vn and V4 are respectively equal;

Vn m0 I Un I2:(1)Vn m0 I Un I2: (1)

V4 n0IU4l2,(2)V4 n0IU4l2, (2)

где m0 и По - скал рные константы, учитывающие значение параметров измерительных головок 6 и 16.where m0 and Po - scalar constants, taking into account the values of parameters of measuring heads 6 and 16.

Дл  упрощени  записи отношений напр жений Vx, VY, V4 к Vn значение m0 принимаетс  равным 1 при Sik Ui/Un , I 1.2, что позвол ет записать отношени  напр жений Vx. VY и V/i к Vn в следующем виде:To simplify the recording of the ratios of voltages Vx, VY, V4 to Vn, the value m0 is taken to be 1 for Sik Ui / Un, I 1.2, which allows you to record the ratios of voltages Vx. VY and V / i to Vn in the following form:

e,+ M,,Y + ЈJ(x4Y) vn e, + M ,, Y + ЈJ (x4Y) vn

+ WjXthjY E X1 2) + WjXthjY E X1 2)

Q .-rteiif tv«)Q.-rteiif tv ")

при X ReStk: Y ImS.k.(5)with X ReStk: Y ImS.k. (5)

Константы ei - ЕЛ . mi. m2, m, 02, n0 определ ютс  из калибровочных иэмерений . Процесс калибровки осуществл етс  автоматически по командам, подаваемым из УВБ 2. После нажати  кнопки Калибровка на передней панели УВБ 2 привод тс  в исходное положение управл емые аттенюаторы 7-9 и управл емые фазовращатели 13- 15. В процессе работы анализатора цепей осуществл етс  только поочередное измерение сигналов Ui и IJ2. Поэтому, когда измер етс  сигнал Ui. автоматическиConstants ei - EL. mi. m2, m02, n0 are determined from calibration and measurements. The calibration process is carried out automatically by commands from UVB 2. After pressing the Calibrate button on the front panel of UVB 2, the controlled attenuators 7–9 and the controlled phase shifters 13–15 are reset to the initial position. measurement of signals Ui and IJ2. Therefore, when the signal Ui is measured. automatically

включаетс  управл емый аттенюатор 9 дл  выключени  сигнала U2, а при измерении сигнала Ua автоматически включаетс  управл емый аттенюатор 8 дл  выключени  сигнала Ui.a controlled attenuator 9 is turned on to turn off the signal U2, and when measuring the signal Ua, a controlled attenuator 8 is turned on automatically to turn off the signal Ui.

При калибровке анализатора цепей может использоватьс  любой из сигналов (Ui или 1/2). С этой целью управл емые фазовращатели 13 и 14 установлены в оба измерительных канала. Предположим, чтоWhen calibrating the network analyzer, any of the signals (Ui or 1/2) can be used. For this purpose, controlled phase shifters 13 and 14 are installed in both measuring channels. Let's pretend that

измер етс  сигнал Ui (параметры Sik). т.е. управл емый аттенюатор 9 закрыт.the signal Ui (parameters Sik) is measured. those. controlled attenuator 9 is closed.

При таких услови х исходное положение заключаетс  в том, что управл емые аттенюаторы 7 и 8 открываютс , управл емыеUnder such conditions, the initial position is that the controlled attenuators 7 and 8 are opened, controlled

фазовращатели 13 и 14 устанавливаютс  в положение р и на экран диспле  УВБ 2 выводитс  команда оператору Включить пр мое сочленение измерительного тракта , т.е. обеспечить выполнение услови Phase shifters 13 and 14 are set to p and the operator’s command is displayed on the UVB 2 display screen. Turn on the direct coupling of the measuring path, i.e. ensure compliance

1; Y 0.(6)  one; Y 0. (6)

После выполнени  оператором этой команды и повторного нажати  кнопки Калибровка по команде УВБ 2 выключаетс  сигнал с помощью управл емого аттенюатора 8, тем самым имитируетс  условиеAfter the operator performs this command and presses the Calibration button again, the UVB 2 command turns off the signal using a controlled attenuator 8, thereby simulating the condition

Sik X -HY 0.(7)Sik X -HY 0. (7)

В пам ть УВБ 2 записываетс  результат измерени The UVB 2 memory records the measurement result.

Ri Ei; Si Ј2.(8)Ri Ei; Si Ј2. (8)

Возвращаетс  в исходное положение управл емый аттенюатор 8, и с помощью управл емого аттенюатора 7 выключаетс  сигнал Ко. Тем самым обеспечиваютс  услови :The controlled attenuator 8 returns to its initial position, and the Ko signal is switched off by means of the controlled attenuator 7. This will ensure that:

|Uil -1: lUol 0; Х2 + Y2 1(9)| Uil -1: lUol 0; X2 + Y2 1 (9)

второго калибровочного измерени second gauge measurement

RZ ез; S2 &i; 0.2 п0,(10)Rz without; S2 &i; 0.2 п0, (10)

результат которого заноситс  в пам ть УВБ 2. Найденные значени  Ј1 - ЕА и пр подставл ютс  в формулы (3). В результате система квадратных уравнений (3) сводитс  к системе линейных уравнений относительно Хи Y:the result of which is entered into the memory of the UVB 2. The values found Ј1 - EA and pr are substituted into formulas (3). As a result, the system of quadratic equations (3) reduces to a system of linear equations for Xi Y:

ii

R -R-, - ;r Q m.X m,V ;R-R-, -; r Q m.X m, V;

u Лu L

5,lM)5, lM)

5 5-,- -Ј- Q rnl ,5 5 -, - -Ј- Q rnl,

где переменные R и S определ ютс  из результатов дальнейших измерений R, S и Q.where the variables R and S are determined from the results of further measurements of R, S and Q.

Далее включаютс  оба сигнала (U0 и Ui), тем самым обеспечиваетс  выполнение услови  (6) и в пам тьУВЕ 1 заноситс  результат измерени Then both signals (U0 and Ui) are turned on, thereby ensuring the fulfillment of condition (6) and the measurement result is entered in the memory of CBEE 1

R 3 mi 1R 3 mi 1

S 3-m2 ) , (12)S 3-m2), (12)

после чего с помощью управл емого фазовращател  15 вноситс  фазовый сдвиг р0, приближенно равный after which, using a controlled phase shifter 15, a phase shift p0 is introduced, approximately equal to

ро - .(13)po - (13)

и производитс  четвертое калибровочное измерение. Результаты измеренийand a fourth calibration measurement is taken. Measurement results

R(4 miXo + niY0 -f4R (4 miXo + niY0 -f4

S 4 m2X0 + n2Y0 JIм/ S 4 m2X0 + n2Y0 JIm /

заноситс  в пам ть УВБ 2, где Хо - РО cos (pa , Yo - РО sin ( ;д-измерение p , внесенное управл емым фазовращателем 15.is stored in the memory of the UVB 2, where Ho is PO cos (pa, Yo is PO sin (; d-measurement p, entered by the controlled phase shifter 15.

Затем с помощью управл емого фазов- ращател  13 вноситс  второй фазовый сдвигай, приближенно равный:Then, using a controlled phase generator 13, a second phase shift is introduced, approximately equal to:

,Q5) , Q5)

и производитс  п тое калибровочное изме- рение.and making the fifth calibration measurement.

Результат измеренийMeasurement result

(XuXo-YllYohni(XoYlJ+X,JY0)r ,(XuXo-YllYohni (XoYlJ + X, JY0) r,

(Xl,Xo-YuY0)-1-n2(X0Yli+XuYo)J заноситс  в пам ть УВБ 2, где(Xl, Xo-YuY0) -1-n2 (X0Yli + XuYo) J is stored in the memory of UVB 2, where

Xu pu cos ; Yu sin : () сомножитель перед mi и гп2 равен р0-ри cos (р0 + ), а сомножитель перед гм и П2 равен р0ри sin ((p0 ) где/, - изменение/9 ,внесенное управл емым фазов- ращателем 13.Xu pu cos; Yu sin: () the factor in front of mi and gp2 is equal to p0-ri cos (p0 +), and the factor in front of um and P2 is equal to p0ri sin ((p0) where /, is the change in / 9 introduced by the controlled phase shifter 13.

После этого производ тс  перевод в исходное положение управл емого фазовращател  15 и шестое калибровочное измерение.After this, the resetting of the controlled phase shifter 15 and the sixth calibration measurement are carried out.

Результат измерени Measurement result

R e miXu+niYuR e miXu + niYu

S e т2Хи+п2У„ заноситс  в пам ть УВБ 2.S e t2Hi + n2U is stored in the memory of the UVB 2.

Из системы уравнений (12). (14), (16) и (17) УВБ 2 находит значение констант mi, ГП2, ni, П2, заносит их в пам ть УВБ 2 и приводит в исходное положение управл емый фазовращатель 13. На этом процесс калибровки заканчиваетс .From the system of equations (12). (14), (16) and (17) The UVB 2 finds the values of the constants mi, GP2, ni, P2, stores them in the memory of the UVB 2 and returns the controlled phase shifter 13 to the initial position. This completes the calibration process.

В разрыв измерительного тракта блока 10 включаетс  исследуемый четырехполюсник 12 и в пам ть УВБ 2 заноситс  результат измеренийThe quadrupole 12 under study 12 is inserted into the rupture of the measuring path of the block 10 and the measurement result is entered into the memory of the UVB 2

R ik miXik+niYikR ik miXik + niYik

S ,k m2X,Hri2Y,k ) .U9)S, k m2X, Hri2Y, k) .U9)

Из решени  системы уравнений (19) находитс  измер емый параметрFrom the solution of the system of equations (19) is the measured parameter

S,v - X,k iYik(20)S, v - X, k iYik (20)

Уменьшение погрешностей калибровки анализатора цепей достигаетс  за счет перехода от калибровки анализатора цепей по одному фазовращателю, модуль и фаза коэффициента передачи которого заданы с погрешностью не менее +0,5 дБ по модулю и +5° по фазе, к калибровке по двум фазовращател м , значени  коэффициентов передачи которых не оказывают вли ни  на результат калибровки анализатора цепей.A reduction in the calibration errors of the network analyzer is achieved by a transition from the calibration of the network analyzer with a single phase shifter, the magnitude and phase of the transfer coefficient of which is specified with an error of at least +0.5 dB modulo + 5 ° in phase, to a calibration using two phase shifters, transmission ratios which do not affect the result of the calibration of the network analyzer.

Введение измерительной головки 16 позвол ет упростить алгоритм обработки данных путем сведени  системы квадратных уравнений (3) относительно X и Y при подстановке в них Q из (А) к системе линейных уравнений (8), (11), (12), (14), (16) и (18) в процессе калибровки и к системе (19) в процессе измеренийThe introduction of the measuring head 16 allows us to simplify the data processing algorithm by reducing the system of quadratic equations (3) with respect to X and Y by substituting Q from (A) into them for the system of linear equations (8), (11), (12), (14) , (16) and (18) in the calibration process and to the system (19) in the measurement process

Решение системы уравнений (3) относительно X и Y с помощью УВБ 2 в прототипе возможно только методом последовательных приближений и занимает много времени , что не позвол ет реализовать панорамный режим измерени  в полосе частот в реальном масштабе времени.Solving the system of equations (3) with respect to X and Y using UVB 2 in the prototype is possible only by the method of successive approximations and takes a long time, which does not allow realizing the panoramic measurement mode in the frequency band in real time.

Решение системы уравнений (11) относительно X и YB анализаторе цепей сводитс  к пр мому вычислению X и Y no формулам.Solving the system of equations (11) with respect to the X and YB network analyzer is reduced to the direct calculation of X and Y by formulas.

(21)(21)

. - . -

5050

5555

и не представл ет труда дл  реализации с помощью микропроцессорного УВБ 2.and is not difficult to implement using microprocessor UVB 2.

Уменьшение погрешностей измерени  анализатора цепей, вносимых рассогласованием в измерительном тракте анализатора цепей, достигаетс  за счет максимального приближени  ответвител  падающей волны Un, в качестве которого используетс  тройник 4, к объекту измерени  - исследуемому четырехполюснику 12. Размещение тройника 4 непосредственно на входе блока 10 и использование в качестве этого тройника направленного ответвител  с КСВН первичного тракта не более 1,1 позвол ют уменьшить погрешности рассогласовани  в 2-3 раза.Reducing the measurement errors of the network analyzer introduced by the mismatch in the measuring path of the network analyzer is achieved by maximizing the incident wave coupler Un, which is used as a tee 4, to the measurement object - the quadrupole 12 under study. As this tee of a directional coupler with a VSWR of the primary path of not more than 1.1, it is possible to reduce mismatch errors by a factor of 2-3.

Claims (1)

Формула изобретени  Анализатор цепей, содержащий последовательно соединенные генератор СВЧ- сигнала, первый и второй тройники и первую измерительную головку, первый управл емый аттенюатор, подсоединенный к первому входу синфазно-квадратурного преобразовател , второй и третий управл емые аттенюаторы, подсоединенные к входам сумматора, выход которого подключен к второму входу синфазно-квадратурного преобразовател , блок формировани  измерительных сигналов, вход которого подсоединен к выходу второго тройника, а выходы предназначены дл  подключени  исследуемого четырехполюсника, и управ- л юще-вычислительный блок, входы которого подсоединены к выходу первой измерительной головки и выходу синфазно- квадратурного преобразовател , а выходы - к управл ющим входам первого, второго и третьего управл емых аттенюаторов и генератора СВЧ-сигнала, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  погрешностиThe invention includes a network analyzer containing a microwave signal generator connected in series, the first and second tees and the first measuring head, the first controlled attenuator connected to the first input of the quadrature-phase converter, the second and third controlled attenuators connected to the inputs of the adder, whose output connected to the second input of the in-quadrature converter; the forming unit of measuring signals, the input of which is connected to the output of the second tee, and the outputs are to connect the studied quadrupole, and the control-computing unit, the inputs of which are connected to the output of the first measuring head and the output of the in-phase-quadrature converter, and the outputs to the control inputs of the first, second and third controlled attenuators and the microwave signal generator , characterized in that, in order to reduce the error Фиг.22 00 5five 00 измерени , в него введены первый управл емый фазовращатель включенный между вторым выходом первого тройника и пер- вымуправл емым аттенюатором, второй управл емый фазовращатель, включенный между выходом сигнала падающей волны блока формировани  измерительных сигналов и вторым управл емым аттенюатором, третий управл емый фазовращатель, включенный между выходом сигнала прошедшей еолны блока формировани  измерительных сигналов и третьим управл емым аттенюатором , сумматор выполнен в виде двойного волноводного тройника, к второму выходу которого подсоединена введенна  втора  измерительна  головка, причем управл ющие входы управл емых фазовращателей соединены с дополнительными выходами управл юще-вычислительного блока.the first controlled phase shifter connected between the second output of the first tee and the first controlled attenuator, the second controlled phase shifter connected between the output signal of the incident wave of the measuring signal generation unit and the second controlled attenuator, the third controlled phase shifter connected between the output of the signal of the last wave unit of the formation of the measuring signals and the third controlled attenuator, the adder is made in the form of a double waveguide tee, to the second Exit is coupled introducing a second measuring head, wherein the control inputs of controlled phase shifters are connected to additional outputs capstan control and computing unit. Фиг. 3FIG. 3
SU894671715A 1989-03-31 1989-03-31 Circuit analyzer SU1663578A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894671715A SU1663578A1 (en) 1989-03-31 1989-03-31 Circuit analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894671715A SU1663578A1 (en) 1989-03-31 1989-03-31 Circuit analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1663578A1 true SU1663578A1 (en) 1991-07-15

Family

ID=21438468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894671715A SU1663578A1 (en) 1989-03-31 1989-03-31 Circuit analyzer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1663578A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТИИЭР.т. 66, №4, 1978, с. 24 Авторское свидетельство СССР Мз 1322199.кл. G 01 R 27/32,1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4680538A (en) Millimeter wave vector network analyzer
US5587934A (en) Automatic VNA calibration apparatus
Rytting Network analyzer error models and calibration methods
US4491783A (en) Apparatus for measuring noise factor and available gain
US6882160B2 (en) Methods and computer program products for full N-port vector network analyzer calibrations
US6064694A (en) Frequency translating device transmission response system
US4104583A (en) Six-port measuring circuit
GB2329478A (en) Automatic calibration of a network analyzer
US4808912A (en) Six-port reflectometer test arrangement and method including calibration
EP0265073B1 (en) Test arrangement
US7113891B2 (en) Multi-port scattering parameter calibration system and method
SU1663578A1 (en) Circuit analyzer
CN110174634A (en) A kind of load balance factor measuring system and measurement method
JPH06509168A (en) Method and apparatus for extending the dynamic range during measurements performed using a directional coupler
CN114236449B (en) Calibration method for modulation domain microwave vector network analyzer
CN113422621B (en) Cable loss measuring device and method
US6005382A (en) Output signal measuring apparatus for multiple frequency oscillator and output signal measuring and correcting methods thereof
JPS62190471A (en) Test apparatus
CN110988548A (en) Test method and platform of microwave frequency converter
US20240039647A1 (en) Measurement application device calibration unit, measurement system, method
EP1139107A2 (en) Network analyzer having noise test capability
Simpson High power load pull with X-parameters-a new paradigm for modeling and design
CN115833869B (en) Radio frequency leakage measurement method and system
CN114172592B (en) Calibration system and calibration method of radio frequency digital T/R assembly comprehensive test system
Chaiyawong et al. Development of 5.8 GHz SWR Meter for Testing Telecommunication Systems