SU885919A1 - Способ измерени фазового набега четырехполюсников и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

ступают сигналы со входа и выхода контролируемого четырехполюсника, т.е. с большим динамическим диапазоном . Поэтому уже при первом .преобразовании частоты возникают амплитудно-фазовые погрешности, квторые, сохран ютс  при последующих преобразбвани х и присутствуют в выходном сигнале фазового детектора. Цель изобретени  - повышение точности . Поставленна  цель достигаетс  тем,что в способе измерени  фазового набега четырехполюсников,заключающемс  в воздействии на контролируемый четырехполюсник испытательными сигналами двух разных частот, переносе ослабленных сигналов на одну частоту с использованием вспомогательного сигнала, сравнении их фаз с опорным сигналом и определении фа зового набег-а -по разности результат сравнени , частоты испытательньгх си налов выбирают равными соответствен но разности и-сумме частот двух сиг лов, в качестве одного из которых используют вспомогательный сигнал, в качестве другого - опорный сигнал а начальную фазу испытательного сиг нала разностной частоты в начале ра бочего диапазона компенсируют. Устройство дл  осуществлени  пре лагаемого способа, содержащее первы и второй cMecHTejEH, автоматический переключатель, низкочастотный управ л ющий генератор, соединенный с упр л ющим входом автоматического переключател , фазовый детектор, амплитудный ограничитель, индикатор,пер вый и второй генераторы радиочастот и контролируемый четырехполюсник, снабжено фильтром верхних и нижних частот, первым и вторым фазовращател ми , первым и вторым избирательными усилител ми и фазочувствительным выпр мителем, причем один из входов первого и второго смесителей соединен с выходом первого генерато ра, выход второго генератора соединен с одним из входов фазового детектора и вторым входом первого смесител , выход которого присоединен через последовательно соединенные фильтр нижних частот, первый и второй фазовращатели к одному из входов автоматического переключател и через фильтр верхних частот - к другому его входу, а выход через контролируемый четырехполюсник,зашунтированный ключом, присоединен ко второму входу второго смесител , выход которого через последовательно соединенные первый избирательный усилитель и ограничитель подсоединен ко второму входу фазового детектора , выход которого через второй избирательный усилитель соединен с одним из входов фазочувствительного выпр мител , второй вход которого присоединен к выходу низкочастотного управл емого генератора, а выход - ко входу индикатора. Устройство дл  осуществлени  способа представлено на чертеже. Устройство содержит первый и второй генераторы 1 и 2 радиочастот, первый смеситель 3, фильтры 4 и 5 верхних и нижних частот, первый 6 и второй 7 фазовращатели, автоматический переключатель 8, низкочастотный управл емый генератор 9, контролируемый четырехполюсник 10, ключ 11, второй смеситель 1-2, первый избирательный усилитель 13, амплитудный ограничитель 14, фазовый детектор 15, второй избирательный усилитель 16, фазочувствительный вьшр митель 17 и индикатор 18. , Способ измерени  фазового набега четырехполюсников осуществл етс  следующим образом. Из двух сигналов U и Ул ,каждый з которых имеет переменную частоту UJ и oiQ в диапазоне радиочастот Ul UTO cos (it)/i t ч- Ч) UQ Uni2 cos (cuit .) с амплитудами Т(, Uytin начальными фазами Ц и Lfj, образуют путем балансного смешивани  сигнал вида V2(a; где Um i . UVYI. . - амплитуда образованного сигнала; SM- крутизна характеристики смесител . Из сигнала (2) вьщел ют сигнал разностной частоты .,1)1:41/ -1 (3) и сигнал суммарной частоты (,; 14( (4У Частоты w и UJ( регулируют так, чтобы разностна  частота ц; - OUQ. оставалась посто нной,а суммарна  частота ujc, u;/i+ II/Q. измен лась в рабочем

диапазоне контролируемого четьфехполюсника .

Сигналы (З) и (4) поочередно с низкой частотой коммутации О. « cUp подают на вход контролируемого четырехполюсника . Ослабленные четырехполюсником сигналы балансно смешивают с первым исходным сигналом (1), получа  сигналы вида (HJu,-ouj)t W -42 -4plJ; )-%coe()t4 Ч,, (u;it4 ( .1 1 где Кр и Kg, - коэффициенты передачи контролируемого четырехполюсника на частотах UJpH шо соответственно; VP и - начальные фазовые углы на тех же частотах;S л - крутизна характеристики второго оалансного смесител . Последовательность пакетов колебаний (5) и (6) фильтруют на частоте Шли ограничивают по амплитуде. Результирующий фазоманипулированный сигнал описываетс  выражением , (7j где . - амплитуда результирующего сигнала на уровне ограниче ни  ; tfg - средн   фаза результирующе го сигнала; йУ Чр + Vt - индекс фазовой модул ции,равный сумме фазовых набегов контролируемого четырехполюсника и тракта передачи ;измерительных сигналов Q в диапазоне частот от ьир до UJC. . После фазового детектировани , и пользу  в качестве опорного сигнал частоты UJ2 получим пр моугольное напр жение частоты коммутации 51 , пропорциональное индексу фазовой модул ции -u4-3iq;n . (.в) Дл  исключени  из результата измерени  (.8) величины фазового набега

в передающем тракте провод т операцию установки нул  при закороченном контролируемом четырехполюснике путем введени  дополнительной фазовой задержки сигнала, например, фазовращателем в тракте сигнала разностной частоты. При этом Ug О, поскольку

Claims (2)

1. где % Ир Чс.- - значение дополнительной задержки. Дл  исключени  из результата измерени  начального фазового угла Цр на посто нной частоте иир с цепью определени  фазового набега контролируемого четырехполюсника в рабочем диапазоне частот от значени  перемен ной частоты и)с..ДО uJCfl включенном в измерительный тракт контролируемом четырехполюснике ввод т дополнительную фазовую задержку сигнала ,например другим фазовращателем, добива сь, чтобы Ug О на начальной частоте рабочего диапазона Uj , 9+ Ч-О , Joa %-t4b V o)-s4 .q, При переходе в ближайгаей точке рабочего диапазона частот 1)индекс фазовой модул ции получает приращение дЧс , равное фазовому набегу, контролируемого четырехполюсника на участке рабочего диапазона от частоты из до UJjj, u4 iVp 4t -iVo+6 ., которое  вл етс  измер емой величиной по предлагаемому способу. .Выходное напр жение фазового детектора равно uH-tS qjna nftt (9) Нз (9) видно, что амплитуда напр жени  частоты коммутации пропорциональна измер емому значени  фазового набега контролируемого .четырехпо.люсника и может быть измерена известными средствами. Устройство дл  осуществлени  способа работает следующим образом. Сигналы первого 1 и второго 2 генераторов радиочастот, смешивают смесителем 3 и с помощью фильтра 4 верхних частот и фильтра 5 нижних частот выдел ют соответственно сигналы суммарной и разностной частот. Частоты генераторов 1 и 2 регулируют так, чтобы их разностна  частота оставалась посто нной, а суммарна  измен лась в рабочем диапазоне коьтролируемого четырехполюсника. Фазу сигнала разностной частоты раздельно р€ гулируют первым 6 и вторым 7 фа зовращател ми. Оба сигнала подают йа соответствующие входы автоматическо переключател  8, частота переключени которого задаетс  низкочастотный управл ющим генератором 9. К выходу переключател  8 подключен контролируемый четырехполюсник 10, который шунтирован ключом. 11. Выход контро.тш руемого четырехполюсника соединен со вторым смесителем 12, на второй вход которого подаетс  выходной сигнал генератора 1 радиочастоты. Первы избирательный усилитель 13, настроен ный на частоту., сигнала генератора 2 из р да комбинационных частот выход ного сигнала смесител  12 выдел ет и усиливает соответствующий сигнал частоты генератора 2, разность фазы которого по отношению к сигналу, генератора 2 после ограничени  амплитудным ограничителем 14 измер етс  фазовым детектором 15. Информаци  о фазовом набеге контролируемого четырехполюсника 10 в диапазоне радиочастот содержитс  в разности выходных сигналов фазового детектора 15 в соседние полупериоды коммутации выходного сигнала четырехполюсника , т.е. в величине огибакнцеЙ пакетов выходных сигналов фагового детектор.а 15. Дп  зтого служат второ избирательный усилитель 16, настроен ный на частоту генератора 9, и фазочувствительный выпр митель 17,выходной сигнал которого, пропорциональный величине фазового набега кон ролируемого четырехполюсника 10,фик сируетс  индикатором 18. Установка нул  производитс  в замкнутом состо нии ключа 11 с помощью фазовращател  б по нулевому показанию индикатора 18. Компенсаци  фазового угла в начале диапазона осуществл етс  фазовращателем 7. Таким образом, повьшение точности измерений фазового набега четырехполюсников в диапазоне радиочастот, имеющих больщое ослабление, достигаетс  благодар  уменьшению динамического диапазона входных сигналов преобразовател  частоты, возможности усилени  выходного сигнала контролируемого четырехполюсника и выбо ра уровн  ограниче1ш  фазового де8 тектора , обеспечивающего его иеизмеи ную амгшитуду. Динамический диапазон входных сигналов фазового детектора определ етс  только неравномерностью амплитудночастотной характеристики контролируемого четырехполюсника, а не его начальным ослаблением. При измерени х фазового набега ослабителей, имеющих ослабление до 90 дБ, достигаетс  ,точность измерений ± О,1%. Формула изобретени  I. Способ измерени  фазового набега четырехполюсников, заключающийс  в воздействии на контролируемый четырехполюсник испытательными сигналами двух разных частот, переносе ослабленных сигналов на одну частоту с использованием вспомогательного сигнала, сравнении фаз с опорным сигналом и определении фазового набега по разности результатов сравнени , о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, частоты испытательных сигналов выбирают равными соответственно разности и сумме частот двух сигналов, вКачестве одного из которых используют вспомогательный сигнал, в качестве , другого - опорный сигнал, а начальную фазу испытательного сигнала разностной частоты в начале рабочего диапазона компенсируют. 2. Устройство дн  осуществлени  способа по п., содержащее первый и второй смесители, автоматический переключатель, низкочастотный.управл киций генератор, соединенный с управл юищм входом автоматического переключател , фазовый детектор, амплитудный ограничитель, индикатор, первый и второй генераторы радиочастот и крнтрозшруемый четырехполюсник , о т .л и ч а щ е е с   тем, что оно снабжено фильтром верхних и нижних частот, первым и вторым фазовращател ми , первым и вторым избирательными усюштел ми и фазочувствительным выпр мителем, причем один из входов первого и второго смесителей соединен с .выходом первого генератрра, выход второго генератора соединен с одним из входов фазового детектора и вторым входом первого смесител , выход которого присоединен 9 через последовательно соединенные фильтр нижних частот, первый и второй фазовращатели к одному из входо автоматического переключател  и через фильтр верхних частот к другому его входу, а выход через контролиру емый четырехполюсник, зашунтированный ключом, присоединен ко второму входу второго смесител , выход которого через последовательно соединенные первый избирательный усилитель и ограничитель, подсоединен ко второму входу- фазового детектора, выход которого через второй избирательный усилитель соединен.с .одним из входов фазочувствительиого вьтр мител , второй вход которого присоединен к выходу низкочастотного управл емого генератора, а выход - ко входу индикатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Скрипник Ю.А. Модул ционные измерени  параметров сигналов и цепей . М., Советское радио, 1975, с.278-280.
2. 2.СОЛОВОЕ В.Я. Фазовые измерени . М., Энерги , 1973, с. 18-23.