SU1763996A1

SU1763996A1 - Измеритель фазовых шумов

Info

Publication number: SU1763996A1
Application number: SU904799725A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Чернов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Исток"
Priority date: 1990-03-05
Filing date: 1990-03-05
Publication date: 1992-09-23

Abstract

Использование: в радиоизмерительной технике дл измерени фазовых шумов усилителей и генераторов СВЧ. Цель изобретени - упрощение конструкции. Сущность изобретени : измеритель содержит генератор 1, делитель 2 мощности, фазовый детектор 3, направленный разветвитель 4. Достижение цели осуществл етс за счет в ведени регулируемой неоднородности 5. включенной между вторым выходом разветвите л 4 и согласованной нагрузкой 6.1 ил.

Description

&

Ј

VJ

Os 00 О

Ю i

Os

Изобретение относитс к радиоизмерительной технике, а именно к устройствам дл измерени фазовых шумов усилителей и генераторов СВЧ-диапазона

Известен измеритель фазовых шумов, представл ющий собой супергетеродинный измеритель с компенсатором несущей. Известный измеритель имеет сложную конструкцию , что ограничивает возможность его применени .

Другой известный измеритель фазовых шумов, который вл етс прототипом за вленного устройства, содержит последовательно соединенные генератор и делитель мощности, первый выход которого вл етс выходом дл подсоединени входа исследуемого четырехполюсника, направленный ответвитель, вход которого вл етс входом дл подсоединени выхода исследуемого четырехполюсника , согласованную нагрузку , подсоединенную к выходу направленного ответвител , фазовый детектор, первый вход которого соединен с ориентированным на падающую волну выходом вторичного канала направленного ответвител через последовательно соединенные регулируемый фазовращатель и первый регулируемый аттенюатор, а второй - с вторым выходом делител мощности через второй регулируемый аттенюатор, при этом выход фазового детектора вл етс выходом измерител .

Недостатком данного измерител вл етс необходимость использовани как минимум двух регулируемых устройств дл регулировки фазы и ослаблени сигнала - фазовращател и аттенюатора, что усложн ет конструкцию измерител .

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции измерител . Эта цель достигаетс тем, что в измерителе фазовых шумов, содержащем последовательно соединенные генератор и делитель мощности, первый выход которого вл етс выходом дл подсоединени входа исследуемого четырехполюсника , направленный ответвитель , вход которого вл етс входом дл подсоединени выхода исследуемого четырехполюсника , а также фазовый детектор и согласованную нагрузку, новым вл етс то, что в измеритель введена регулируема неоднородность, включенна между выходом первичного канала направленного ответвител и согласованной нагрузкой, а ориентированный на отраженную волну выход вторичного канала направленного ответвител и второй выход делител мощности соединены с входами фазового детектора .

При этом регулируема неоднородность может быть выполнена в виде отрезка линии передачи, в которую установлен емкостный штырь с возможностью перемещени его по горизонтали вдоль линии передачи и по вертикали.

Введение в измеритель фазовых шумов регулируемой неоднородности позволило существенно упростить конструкцию изме0 рител , исключив из нее регулируемый фазовращатель и регулируемый аттенюатор. При этом введенна в измеритель регулируема неоднородность обеспечивает регулировку фазы и мощности сигнала на одном из

5 входов фазового детектора.

На чертеже приведена структурна электрическа схема измерител фазовых шумов.

Измеритель фазовых шумов содержит

0 генератор 1, соединенный со входом делител мощности 2, второй выход которого соединен со вторым входом фазового детектора 3, при этом первый вход фазового детектора 3 соединен с ориентированным на

5 отраженную волну выходом вторичного канала направленного ответвител 4, выход которого через регулируемую неоднородность 5 соединен с согласованной нагрузкой б, причем исследуемый

0 четырехполюсник 7 включен между первым выходом делител мощности 2 и входом направленного ответвител 4.

Измеритель фазовых шумов работает следующим образом.

5 Мощность сигнала от генератора 1 через делитель мощности 2 поступает на второй вход фазового детектора 3 и через исследуемый четырехполюсник 7 на вход направленного ответвител 4.

0 При хорошей направленности направленного ответвител 4 поступающа на его вход мощность через регулируемую неоднородность 5 поступает в согласованную нагрузку б, но не проходит на выход

5 вторичного канала направленного ответвител 4 (который ориентирован на отраженную волну). При этом в выходное плечо вторичного канала направленного ответвител 4 ответвл етс часть мощности, отра0 женна от емкостного штыр регулируемой неоднородности 5, котора поступает на первый вход фазового детектора 3,

Модуль и фаза сигнала на первом входе фазового детектора 3 завис т от положени

5 емкостного штыр регулируемой неоднородности 5. При этом перемещением емкостного штыр вдоль линии передачи обеспечиваетс изменение фазы сигнала на первом входе фазового детектора 3, а пере- мещением емкостного штыр по вертикали

(при изменении глубины погружени штыр в линию передачи) обеспечиваетс изменение модул сигнала.

При хорошей направленности направленного ответвител 4 (более 20 дБ) и малом КСВ согласованной нагрузки 6 (менее 1,1- 1,15) диапазон регулировки уровн мощности сигнала составл ет 12-14 дБ, что достаточно дл проведени большинства измерений. В этом случае мощность сигнала на первом входе фазового детектора 3, обусловленна отражением от емкостного штыр регулируемой неоднородности 5 более , чем на 5-6 дБ превышает уровень мощ- ности сигнала, обусловленный непосредственным прохождением сигнала со входа направленного ответвител 4 на выход вторичного канала (за счет неидеальной направленности) и отражением мощности сигнала от согласованной нагрузки.

При проведении измерений изменением величины мощности генератора 1 устанавливаетс необходимый уровень мощности на втором входе фазового детектора 3, а изменением модул .отраженного от емкостного штыр ,регулируемой неоднородности 5 устанавливаетс необходимый уровень мощности на первом входе фазового детектора (отношение мощностей на входах фазового детектора должно быть пор дка 10 дБ). Далее изменением фазы отраженного от емкостного штыр сигнала устанавливаетс фазовый сдвиг 90° между сигналами на входах фазового детектора 3, что необходимо дл достижени максимальной чувствительности фазового детектора

При прохождении сигнала через исследуемый четырехполюсник (например через СВЧ-усилитель) на сигнал накладываютс фазовые шумы усилител (представл ющие собой флуктуации фазы комплексного коэффициента передачи усилител ), которые детектируютс фазовым детектором 3, вследствие чего переменное напр жение на выходе фазового детектора пропорционально этим фазовым шумам. Дл измерени напр жени на выходе фазового детектора гложет быть использован анализатор спектра или другой регистрирующий прибор.

Предложенный измеритель может быть использован дл измерени фазовых шумов генератора (флуктуации частоты сигнала). Дл этого вместо исследуемого четырехполюсника 7 подключаетс лини задержки или резонатор, настраиваемый на частоту сигнала генератора. Вследствие высокой крутизны фазочастотной характеристики линий задержки и резонаторов флуктуации частоты преобразуютс по флуктуации фазы , в результате чего обеспечиваетс детектирование флуктуации частоты сигнала при помощи фазового детектора

Дл калибровки измерител может быть использован фазовый микромодул тор, обеспечивающий низкий уровень модул ции , При измерении фазовых шумов четырехполюсниковмикромодул тор подключаетс последовательно с исследуе0 мым четырехполюсником При измерении фазовых шумов генераторов микромодул тор подключаетс между исследуемым генератором и входом делител мощности 2. При проведении измерений вместо со5 гласованной нагрузки 6 к выходу регулируемой неоднородности 5 могут быть подключены измеритель мощности или анализатор спектра (имеющие КСВ входа, близ- кие к 1), по показани м которых

0 осуществл етс настройка и контроль работы измерител фазовых шумов: отсчет отраженной от емкостного штыр регулируемой неоднородности 5 мощности сигнала, контроль величины и стабильности мощности

5 сигнала, настройка резонатора на частоту сигнала, настройка микромодул торз и другие функции.,

При использовании предложенного измерител исследуемый четырехполюсник 7

0 может быть подключен не только между первым выходом делител мощности 2 и входом направленного ответвител 4, но и между вторым выходом делител мощности 2 и вторым входом фазового детектора, а

5 также между выходом вторичного канала направленного ответвител 4 и первым входом фазового детектора 3. При этом принцип работы измерител не измен етс . Но подключение исследуемого четырехполюс0 ника между первым выходом делител мощности 2 и входом направленного ответвител 4 вл етс наиболее предпочтительным , т.к. при этом легко обеспечиваетс контроль стабильности выходной

5 мощности испытуемого четырехполюсника в случае использовани в качестве согласованной нагрузки 6 измерител мощности, что положительно сказываетс при настройке испытуемого четырехполюсника (напри0 мер усилител ) на минимум его фазовых шумов. При такой настройке может измен тьс коэффициент передачи четырехполюсника . При этом изменение мощности на выходе четырехполюсника компенсируетс

5 изменением глубины погружени емкостного штыр регулируемой неоднородности 5 и не измен ет режима работы фазового детектора .

Вместо направленного ответвитед -4эв предложенном измерителе фазовых шумов

Claims

может быть использован Y-циркул тор. При этом мощность сигнала с выхода исследуемого четырехполюсника 7 поступает в первое плечо Y-циркул тора, проходит в его второе плечо и через регулируемую неоднородность 5 поступает в согласованную нагрузку 6. При этом часть мощности, поступающей на вход регулируемой неоднородности 5, отражаетс от емкостного штыр и через третье плечо Y-циркул тора поступает на первый вход фазового детектора 3. Принцип работы измерител при этом аналогичен описанному выше. Формула изобретени Измеритель фазовых шумов, содержащий последовательно соединенные генера

тор и делитель мощности, первый выход которого вл етс выходом дл подсоединени входа исследуемого четырехполюсника, направленный раэветвитель, вход которого вл етс входом дл подсоединени выхода исследуемого четырехполюсника, а также фазовый детектор и согласованную нагрузку , отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции, введена регулируема неоднородность, включенна между первым выходом направленного разветви- тел и согласованной нагрузкой, а ориентированный на отраженную волну второй выход направленного разветвител и второй выход делител мощности соединены с входами фазового детектора.