SU1737365A1

SU1737365A1 - Измеритель добротности резонатора

Info

Publication number: SU1737365A1
Application number: SU894670316A
Authority: SU
Inventors: Александр Давыдович Плоткин; Игорь Леонидович Афонин; Юрий Борисович Гимпилевич; Виктор Брониславович Салицкий
Original assignee: Севастопольский Приборостроительный Институт
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1992-05-30

Abstract

Изобретение относитс к радиоизмерени м и может быть использовано дл измерени добротности объемных резонаторов в СВЧ-диапазоне, а также высокодобротных колебательных систем в радиочастотном диапазоне . Целью изобретени вл етс повышение точности измерени добротности. Измеритель содержит генераторы 1, 2, блок 3 отношени частот, запоминающие блоки 4, 5, 14, нуль-органы 6, 7, блоки 8, 17 выделени соответственно первой и второй производных , блок 9 управлени , детекторы 10, 13, резонатор 11, модул тор 12, делитель 15 напр жени , компаратор 16. Особенностью изобретени вл етс введение детектора 13, выполнение блока 17 в виде блоков 14- 16, а также выполнение модул тора 12 в виде амплитудного модул тора. 1 ил.

Description

Изобретение относитс к радиоизмерени м и может быть использовано дл измерени добротности объемных резонаторов в СВЧ-диапазоне, а также высокодобротных колебательных систем в радиочастотном диапазоне.

Цель изобретени - повышение точности .

На чертеже приведена функциональна электрическа схема измерител добротности резонатора.

Измеритель добротности резонатора содержит генератор 1 высокой частоты, генератор 2 низкой частоты, блок 3 отношени частот, первый 4 и второй 5 запоминающие блоки, первый 6, второй 7 нуль-органы, блок 8 выделени первой производной, блок 9 управлени , первый амплитудный детектор 10, исследуемый резонатор 11, амплитудный модул тор 12, второй амплитудный детектор 13, третий запоминающий блок 14, делитель 15 напр жени , компаратор 16, блок 17 выделени второй производной.

К входам модул тора 12 подключены выходы перестраиваемых генераторов высокой 1 и низкой 2 частоты, резонатор 11, подключенный к выходу амплитудного модул тора 12 и входу первого амплитудного детектора 10, выход которого подключен к входу второго амплитудного детектора 13. Выход последнего подключен к информационному входу блока 8 выделени первой производной, выход которого соединен с входом первого нуль-органа 6, подключенного выходом к информационному входу первого запоминающего блока 4. Выход блока 4 соединен с управл ющим входом перестраиваемого генератора 1 высокой частоты , выход второго амплитудного детектора 13 подключен к информационному входу третьего запоминающего блока 14 и одному входу компаратора 16. Второй вход компаратора 16 через делитель 15 напр жени соединен с выходом третьего запоминающего блока 14, а выход компаратора 16 подключен к входу второго нуль-органа 7, выход которого подключен к информационному входу второго запоминающего блока 5, выходом подключенного к управл ющему входу перестраиваемого генератора 2 низкой частоты. Выходы перестраиваемых генераторов высокой 1 и низкой 2 частоты подключены к блоку 3 отношени частот. Блок управлени подключен к управл ющим входам первого 4, второго 5 и третьего 14 запоминающих блоков и управл ющему входу блока 8 выделени первой производной .

Измеритель добротности резонатора работает следующим образом.

В режиме поиска резонансной частоты блок 9 управлени на заданное врем открывает первый 4 и третий 14 запоминающие блоки, закрывает второй запоминающий блок 5.

В это врем на амплитудный модул тор

12поступают напр жени перестраиваемого высокочастотного 1 и низкочастотного 2 генераторов , частота которых будет наименьшей

0 (минимальной по диапазону перестройки). Первый нуль-орган 6 вырабатывает линейно измен ющеес во времени напр жение. Этим напр жением измен етс частота выходного напр жени перестраиваемого ге5 нератора 1 высокой частоты. На выходе амплитудного модул тора 12 в это же врем будет амплитудно-модулированный сигнал, содержащий спектральные составл ющие с частотами: ТН-Р;ТН, ТН + F, где fH - несуща

0 частота амплитудно-модулированного сигнала; F - частота модул ции, причем несуща частота fH линейно измен етс во времени.

После прохождени амплитудно-моду5 лированного сигнала с измен ющейс несущей частотой через резонатор 11 и первый амплитудный детектор 10 напр жение будет представл ть собой низкочастотный сигнал с частотой, равной частоте модул ции

0 F, амплитуда которого будет измен тьс во времени в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой исследуемого резонатора 11. После прохождени низкочастотного сигнала с измен ющейс во времени ампли5 тудой через второй амплитудный детектор

13на его выходе будет напр жение, измен ющеес во времени в соответствии с амплитудно-частотной характеристикой исследуемого резонатора 11. Это измен ю0 щеес во времени напр жение блока 8 выделени первой производной по частоте, управл емого блоком 9 управлени , дифференцирует , в результате чего на его выходе выдел етс напр жение, пропорциональ5 ное первой производной по частоте от амп- литудно-частотной характеристики резонатора 11.

Этим напр жением управл етс первый нуль-орган 6, в котором при прохожде0 нии напр жени , пропорционального первой производной, через нуль устанавливаетс посто нное выходное напр жение Ui, соответствующее настройке перестраиваемого генератора 1 высокой частоты на

5 собственную резонансную частоту резонатора 11, при этом fH f0, где f0 - собственна резонансна частота резонатора 11.

В режиме поиска полосы пропускани блок 9 управлени на заданное врем закрывает первый 4 и третий 14 запоминающие блоки, а блок 8 выделени первой производной открывает второй запоминающий блок 5. На это врем в первом запоминающем блоке 4 запоминаетс посто нное напр жение 1Н, а следовательно, частота выходного напр жени перестраиваемого генератора 1 высокой частоты будет равна собственной резонансной частоте f0 резонатора 11.

За то же врем в третьем запоминающем блоке 14 запоминаетс максимальное напр жение Do с выхода второго амплитудного детектора 13 при наименьшей частоте модул ции F и несущей частоте fH fo. Напр жение Uo с выхода третьего запоминающего блока 14 поступает на делитель 15 напр жени . Коэффициент передачи делител выбираетс равным 0,707, когда первый амплитудный детектор 10 работает в линейном режиме детектировани , и равным 0,5 - в режиме квадратичного детектировани . Таким образом, на входы компаратора 16 поступают два напр жени соответственно U0 и, например, 0,5 U0. При этом компаратор будет находитьс в одном из двух устойчивых состо ний.

В это врем второй нуль-орган 7 вырабатывает линейно измен ющеес во времени напр жение. Этим напр жением увеличиваетс частота выходного напр жени перестраиваемого генератора 2 низкой частоты, которое поступает на вход амплитудного модул тора 12, На выходе амплитудного модул тора 12 в это врем будет амплитудно-модулированный сигнал, содержащий спектральные составл ющие с частотами fo - F, f0, fo + F, причем несуща частота f0 остаетс неизменной, а частота модул ции F линейно увеличиваетс во времени . С ростом частоты F боковые частоты fo - F и fо + F будут линейно удал тьс от несущей частоты fo. После прохождени ам- плитудно-модулированного сигнала с линейно удал ющимис от несущей частоты f0 боковыми частотами f0 - F и f0 + F через исследуемый резонатор 11 амплитуды боковых частот амплитудно-модулированного сигнала будут уменьшатьс с ростом частоты модул ции F. Это св зано с уменьшением коэффициента передачи резонатора 11 на частотах отличных от резонансной частоты f0. Следовательно, будет уменьшатьс амплитуда напр жени модулирующей частоты на выходе первого амплитудного детектора 13 , которое поступает на один вход компаратора 16. На втором входе компаратора 16 напр жение поддерживаетс посто нным и равным 0,5 Uo с помощью третьего запоминающего блока 14.

При равенстве уменьшающегос напр жени на одном входе компаратора 16 с напр жением на его втором входе произойдет переброс компаратора из одного устойчивого состо ни в другое и на его выходе сформируетс сигнал, которым управл етс второй нуль-орган 7. При этом во втором нуль-органе 7 установитс посто нное выходное напр жение U2, которое фиксируетс во втором запоминающем блоке 5, а следовательно, фиксируетс частота выходного напр жени перестраиваемого генератора 2 низкой частоты, равна половине полосы пропускани резонатора на уровне

0,5.

Переход из режима поиска резонансной частоты в режим поиска полосы пропускани производитс автоматически блоком 9 управлени через заданные интервалы

времени.

При этом добротность определ етс по формуле Q f0/2F и непосредственно измер етс блоком 3 отношени частот. Этим же блоком измер етс резонансна частота fo,

на которой измер етс добротность.

Измеритель добротности резонаторов позвол ет снизить погрешность измерени за счет более точного измерени полосы пропускани . Повышение точности достигаетс , во-первых, применением амплитудного модул тора 12 (вместо частотного в прототипе), что позвол ет исключить операцию выделени одной боковой частоты и погрешности, св занной с этим фактором, а,

во-вторых, применением второго амплитудного детектора 13, третьего запоминающего блока 14, прецизионного делител 15 напр жени и компаратора 16 дл определени полосы пропускани , что позвол ет

исключить определение второй производной и погрешности, св занной с этим.

Изобретение реализуемо в широком частотном диапазоне ЮОкГц - 100 ГГц.

Claims

Формула изобретени

Измеритель добротности резонатора, содержащий модул тор, первый и второй входы которого соединены с блоком отношени частот, выход которого вл етс первой

клеммой дл подключени исследуемого резонатора , первый амплитудный детектор, вход которого вл етс второй клеммой дл подключени исследуемого резонатора, блок выделени первой производной, выход

которого соединен последовательно с первым нуль-органом, первым запоминающим блоком, генератором высокой частоты, выход которого соединен с первым входом мо- дул тора, блок выделени второй производной, выход которого соединен последовательно с вторым нуль-органом, вторым запоминающим блоком, генератором низкой частоты, выход которого соединен с вторым входом модул тора, блок управлени , первый, второй и третий выходы которого соединены с управл ющими входами соответственно блока выделени первой производной, блока выделени второй производной и первым и вторым запоминающих блоков, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, модул тор выполнен в виде амплитудного модул тора, введен второй амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом первого амп0

5

литудного детектора, а выход - с входом блока выделени первой и второй производной , блок выделени второй производной выполнен в виде соединенных последовательно третьего запоминающего блока, делител напр жений и первым входом компаратора, причем вход блока выделени второй производной соединен с входами третьего запоминающего блока и вторым входом компаратора, выход компаратора вл етс выходом, а управл ющий вход третьего запоминающего блока вл етс управл ющим входом блока выделени второй производной.