(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК(54) DEVICE FOR MEASURING FREQUENCY CHARACTERISTICS
Изобретение отиоситс к радисиэме- рительной технике н может быть использоваио дл измерени амплитудно-фазовых частотных характеристик мощных передатчиков. Известно устройство дл исследовани фазочастотных характеристик (ФЧХ) четырехполюсника, которое соде жит генератор качающейс частоты (ГКЧ), два смесител , линию задержки и исследуемый четырехполюсник ij. Недостатком устройства вл етс низка точность измерений. Известно также устройство дл изме рени группового времени запаздывани передатчика, которое содержит синтез тор измерительных частот, передатчик блок обратного преобразовани , магазин гетеродинных частот, кварцевый опорный генератор, блок коммутируекшх фазовращателей, амплнтудный детектор , измеритель группового времени запаздывани и схему управлени Недостатком устройства вл етс невозможность его применени дл измерени частотных характеристик мощных передатчиков при рабочих уровн х сигнала из-за последовательного .использовани серии измерительных частот, отличных от частоты настройки антенного контура передатчика. Цель изобретени - повышение точности измерени частотных характеристик . Цель достигаетс тем, что устройство , содержащее опорный генератор, соединенный с синтееатором частоты, передатчик с трансформаторе тока антенны, блок управлени , а также супергетеродинный радиоприемник, выход промежуточной .частоты которого подключен параллельно к измерителю уровн сигнала и фазометру, снабжено формирователем сигнала манипул ции, ключом и переклккчателем, при этом выход опорного генератора подключен дополнительно к вхОду синхронизации гетеродина приемника и к входу формировател сигнала манипул ции, выход последнего соединен с управл ющим входом ключа, сигнальный вход которого соединен с первым выходом синтезатора частоты, подключе|1ного вторым выходом к опорному входу фазометра, а выход ключа - со входом передатчика и с первьм входом упом нутого переключател , второй вход которого соединен с трансформатора тока антенны , выход - со входом радиоприемника а управл ющий вход переключател и вход переключени частоты настройки приемника соединены с соответствующими выходами блока управлени . На чертеже представлена структурна схема.устройства. Устройство содержит последовательно соединенные опорный генератор 1, синтезатор 2 частоты, ключ 3 и исследуемый предатчик 4, переключател 5, формирователь 6 сигнала манипул ции , трансформатор 7 тока антенны передатчика, радиоприемник 8,блок 9 управлени , измеритель 10 уровн сигнала и фазометр 11. Устройство работает следующим образом . Сигнал опорного генератора 1 поступазт на синтезатор 2 частоты, форТлирователь б сигнала манипул ции и на вход синхронизации гетеродина супергетеродинного приемника 8, На выходе синтезатора, соединенном с ключом 3, образуетс измерительна частота сОд, равна центральной частоте настройки передатчика. Управление ключом осуществл етс меандровым сиг налом частоты Я с выхода формировател 6 сигнала манипул ции. Таким образом, измерительный сигнал представл ет собой амплитудно-манипулиро ванное колебание со скважностью рав ной двум. Как известно, линейчатый спектр такого сигнала группируетс вокруг центральной несущей частоты,, причем отдельные линии спектра соответствуют дискретным частотам СО , , (ilo Зсг и т. д. С ключа 3 измерительный сигнал пос тупает на передатчик 4 и одновременн на вход переключател 5. Выходной си нал передатчика с трансформатора 7 тока антенны поступает на второй вхо переключател 5, назначением которог вл етс последовательное подключение на вход приемника 8 входа и выхода передатчика. Управление переклю чателем 5 осуществл етс блоком 9 управлени . Второй выход блока 9 слу жит дл последовательного переключени частоты настройки приемника 8 путем подачи на соответствующий вход команд дистанционного управлени , По лоса пропускани приемника вл етс достаточно узкой дл ыделени спектральной составл ющей сигнала при настройке на нее приемника в процес се измерени . Частота манипул ции Si выбираетс кратной наименьшей вел чине дискрета настройки приемника, при зтом обеспечиваетс совпадение дискретных частот спектра сигнала с частотами настройки приемника. С выхода приемника 8 сигнал проме жуточной частоты соnpf несущий инфор цию об амплитуде и фазе входного сигнала, поступает на измеритель уровн 10 и .фазометр 11. В качестве порного сигнала фазометра, отноительно которого измер етс фаза ромежуточной частоты, используетс игнал со второго выхода синтезатора астоты 2, на котором формируетс астота, равна Ыпр Измерение амплитудно-Фазовых часотных характеристик производитс в ледующей последовательности. После настройки на измер емую сосавл ющую спектра со вход приемника переключаетс с помощью переключател 5 на вход передатчика и измер ютс амплитуда ) фаза if ц (co.i) спектральной составл ющей сигнала. После окончани измерени вход приемника подключаетс к трансформатору 7 тока и определ ютс U gtix ( после прохождени через тракт передатчика. Модуль коэффициента передачи исследуемого тракта на частоте со и фазовый сдвиг передатчика определ ютс выражени ми . . Uebui O / -luTUST) tplWil-tpBb.xiw l- BxlWA) (2) При выполнении операции (2) фаза гетеродина приемника, вход ща в q ebtx{Wi) «fex (Wi) f исчезает, и ij(wi) представл ет собой искомую фазовую характеристику. Синхронизаци частоты гетеродина приемника 8 от опорного генератора 1 исключает скачки фазы гетеродина в процессе измерени ц g и cf и св занные с ними ошибки измерени . Перестраива последовательно приемник 8 в требуемом диапазоне и производ аналогичные измерени на каждой частоте, можно определить нормированную амплитудно встотную и фазово-частотную характеристики передатчика с требуемой точностью. Применение амплитудно- манипулированного сигнала вместо непрерывного не приведёт при измерени х к дополнительным погрешност м, св занным с тем, что выходной каскад передатчика работает с отсевкой анодного тока , т е. в нелинейном режиме. Как известно, при этом в анодном токе возникают составл ющие с частотами/ кратными основной. При подаче на вход передатчика непрерывного колебани 0)о спектр выходного тока определ етс р дом Фурье, содержащем гармоники 9ТОЙ частоты. Если схема и параметры анодной нагрузки обеспечивают выделение основной гармоники с частотой ( и подавление высших гармоник, выходное напр жение, также как и входное, может быть получено в виде гармонического колебани . Спектр амплитудно-манипулированного входного сигнала,как указывалось выше, г сположен вокруг частоты Wf,The invention of radiosimeter technology n can be used to measure the amplitude-phase frequency characteristics of high-power transmitters. A device for investigating the phase-frequency characteristics (PFC) of a quadrupole is known, which comprises a oscillating frequency generator (HGP), two mixers, a delay line, and a quadrupole under study ij. The disadvantage of the device is low measurement accuracy. It is also known a device for measuring the transmitter group lag time, which contains a synthesis of a torus measuring frequency, a transmitter inverse conversion unit, a heterodyne frequency magazine, a quartz reference oscillator, a commutator phasers unit, an amplitude detector, a group delay meter and a control circuit. The drawback of the device is impossibility its application to measure the frequency characteristics of high-power transmitters at operating signal levels due to sequential. Use of a series of measurement frequencies other than the frequency of tuning the transmitter antenna circuit. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement of frequency characteristics. The goal is achieved by the fact that a device containing a reference oscillator connected to a frequency synthesizer, a transmitter with an antenna current transformer, a control unit, as well as a superheterodyne radio receiver, the output of which intermediate frequency is connected in parallel to a signal level meter and a phase meter, is equipped with a driver for manipulation, key and switch, while the output of the reference oscillator is connected in addition to the synchronization input of the local oscillator of the receiver and to the input of the manipulation signal generator, the output of the latter it is connected to the control input of the key, the signal input of which is connected to the first output of the frequency synthesizer, connected by the second output to the reference input of the phase meter, and the output of the key to the input of the transmitter and the first input of the said switch, the second input of which is connected to the current transformer antennas, the output is with the radio input and the control input of the switch and the switching frequency input of the receiver tuning are connected to the corresponding outputs of the control unit. The drawing shows a structural diagram of the device. The device contains a series-connected reference generator 1, a frequency synthesizer 2, a key 3 and a transmitter 4 under study, a switch 5, a manipulation signal generator 6, a transmitter antenna current transformer 7, a radio receiver 8, a control unit 9, a signal level meter 10 and a phase meter 11. Device works as follows. The signal of the reference generator 1 enters the synthesizer 2 frequencies, the FORMATER b of the manipulation signal and the synchronization input of the local oscillator of the superheterodyne receiver 8. At the output of the synthesizer connected to the key 3, the measuring frequency of the CO2 is equal to the central frequency of the transmitter. The key is controlled by a meander frequency signal I from the output of the manipulator 6 of the driver. Thus, the measurement signal is an amplitude-controlled oscillation with a duty cycle equal to two. As is known, the line spectrum of such a signal is grouped around the central carrier frequency, and the individual lines of the spectrum correspond to discrete frequencies CO,, (ilo Scr, etc.) From the key 3, the measuring signal arrives at the transmitter 4 and simultaneously at the input of the switch 5. The output The transmitter is fed from the transformer 7 of the antenna current to the second inlet of the switch 5, the purpose of which is to connect the input and output of the transmitter to the input of the receiver 8. The switch 5 is controlled by the control unit 9 The second output of block 9 serves for sequential switching of the tuning frequency of the receiver 8 by issuing remote control commands to the corresponding input. The receiver bandwidth is sufficiently narrow to isolate the spectral component of the signal when the receiver is tuned to it during the measurement process. Si is chosen to be a multiple of the smallest discrete value of the receiver tuning, while ensuring that the discrete frequencies of the signal spectrum coincide with the receiver tuning frequencies. From the output of receiver 8, the signal of the intermediate frequency conff carrying information about the amplitude and phase of the input signal is fed to the level meter 10 and phase 11. The signal from the second output of the synthesizer synthesizer is used as the phase meter's frequency signal, for which the phase of the intermediate frequency is measured. 2, on which the astrota is formed, is equal to Idr. The measurement of the amplitude-phase frequency characteristics is performed in the following sequence. After tuning to the measured co-spectrum with the receiver input, it is switched with the help of switch 5 to the transmitter input and the amplitude) if phase (co.i) of the spectral component of the signal is measured. After the measurement is completed, the receiver input is connected to the current transformer 7 and U gtix is determined (after passing through the transmitter path. The transmission coefficient module of the path under study at frequency co and the transmitter phase shift are determined by the expressions. Uebui O / -luTUST) tplWil-tpBb. xiw l-BxlWA) (2) When performing operation (2), the local oscillator phase of the receiver entering q ebtx {Wi) «fex (Wi) f disappears, and ij (wi) is the desired phase response. The synchronization of the frequency of the local oscillator of the receiver 8 from the reference generator 1 eliminates the jumps of the phase of the local oscillator during the measurement of g and cf and the measurement errors associated with them. By rearranging successively the receiver 8 in the required range and making similar measurements at each frequency, it is possible to determine the normalized peak-to-peak amplitude and phase-frequency characteristics of the transmitter with the required accuracy. The use of an amplitude-manipulated signal instead of a continuous one will not lead to additional errors in the measurements, due to the fact that the output stage of the transmitter operates with an anode current screening, i.e. in a nonlinear mode. As is well known, in this case, components with frequencies / multiple of the fundamental arise in the anode current. When a continuous oscillation 0) 0 is fed to the input of the transmitter, the output current spectrum is determined by a Fourier series containing harmonics of the 9th frequency. If the circuit and parameters of the anode load provide the selection of the main harmonic with frequency (and suppression of higher harmonics, the output voltage, as well as the input voltage, can be obtained in the form of harmonic oscillation. The spectrum of the amplitude-manipulated input signal is located around the frequency Wf,