SU938193A1 - Four-terminal network phase shift automatic meter - Google Patents
Four-terminal network phase shift automatic meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU938193A1 SU938193A1 SU802963478A SU2963478A SU938193A1 SU 938193 A1 SU938193 A1 SU 938193A1 SU 802963478 A SU802963478 A SU 802963478A SU 2963478 A SU2963478 A SU 2963478A SU 938193 A1 SU938193 A1 SU 938193A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- output
- outputs
- input
- microwave
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
Изобретение относится к СВЧ измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров линейных взаимных и невзаимных четырехполюсников.The invention relates to microwave measuring equipment and can be used to measure the parameters of linear mutual and non-reciprocal four-terminal devices.
Известен полуавтоматический при- 5 бор для измерения напряжения и разности фаз сигналов по фиксированным частотным точкам, содержащий два стробоскопических преобразователя 10 частоты, генератор строб-импульсов, перестраиваемый генератор, фазовый детектор, опорный генератор, два полосрвых фильтра, два усилителя-ограничителя, вольтметр и фазометр£1]. t5 Однако в этом приборе существует дополнительная погрешность измерения) связанная с необходимостью переориентации четырехполюсника при переходе от измерения прямого фазового сдвига 20 к измерению обратного фазового сдвига. Кроме того, в этом приборе исключена возможность непосредственного измерения невзаимного фазового сдви2 га и не обеспечивается панорамное воспроизведение фазовых сдвигов в зависимости от изменения частоты генератора .Known semi boron pri- 5 for measuring the voltage and phase difference signals by a fixed frequency points, comprising two stroboscopic converter 10 frequency strobe pulse generator, a tunable oscillator, a phase detector, a reference oscillator, two polosrvyh filter, the two limiter-amplifier, and a voltmeter phasometer £ 1]. t5 However, in this device there is an additional measurement error) associated with the need to reorient the four-port network when switching from measuring direct phase shift 20 to measuring reverse phase shift. In addition, this device excludes the possibility of direct measurement of nonreciprocal phase shift of 2 ha and does not provide panoramic reproduction of phase shifts depending on changes in the frequency of the generator.
Наиболее близким по технической сущности является измеритель сдвигов невзаимных четырехполюсников, содержащий генератор качающейся частоты, модулятор, делитель мощности, первый и второй ферритовые вентили, первый и. второй электрически управляемые аттенюаторы, первый, второй, третий и четвертый направленные ответвители, первый и второй высокочастотные переключатели, отрезок волновода, исследуемый четырехполюсник, первый и второй СВЧ переключатели, первый и второй тройники, квадратурный и противофазный восьмиполюсники, первый, второй, третий и четвертый детекторы, первый и второй элементы вычитания, двухканальный электронный коммутатор, синхронный детектор, индикатор, электроннолу чевую трубку и блок управления, причем генератор качающейся частоты через делитель мощности подсоединен к входам первого и второго электрически управляемых аттенюаторам, выходы которых соединены с входами первого и второго ферритовых вентелей, основного канала соответственно первого и третьего, второго и четвертого направленных'ответвителей подсое- 10 динены к входам первого и второго высокочастотных переключателей, вторые выходы которых соединены между собой отрезком волновода, а первые выходы подсоединены к входу и выходу is исследуемого невзаимного четырехполюсника. Первые входы третьего и четвертого высокочастотных переключателей подсоединены к выходам вторичных каналов первого и третьего направ~20 ленных ответвителей, а к вторым входам - выходы вторичных каналов соответственно второго и четвертого направленных ответвителей, а к выходам - входы первого и второго трой- 2J ников соответственно. Первый и второй входы квадратурного и противофазного восьмиполюсников подсоединены к первым й вторым выходам первого и второго тройников, а выходы восьмиполюсников через первый, второй, третий и четвертый диоды подсоединены соответственно к входам первого и второго элементов вычитания, выходы которых подсоединены соответственно к горизонтально и вертикально от- 35 клоняющим пластинам, электроннолучевой трубки, а также к первому и второму входам двухканального электронного коммутатора, выход которого че„ ' *40 рез синхронный детектор соединен с входом индикатора. Модулятор соединен с входами генератора качающейся частоты и синхронного детектора. Блок управления первым выходом соединен с входами первого и второго электрй- 45 чески управляемых аттенюаторов, вторым выходом - с входами первого и * второго, управляемых СВЧ переключателей и третьим выходом с входом двухканального электронного коммутатора [2J.The closest in technical essence is a non-reciprocal four-terminal shift meter containing a sweep frequency generator, a modulator, a power divider, the first and second ferrite gates, the first and. the second electrically controlled attenuators, the first, second, third and fourth directional couplers, the first and second high-frequency switches, the waveguide segment, the studied four-terminal network, the first and second microwave switches, the first and second tees, the quadrature and antiphase eight-port networks, the first, second, third and fourth detectors, first and second subtraction elements, two-channel electronic switch, synchronous detector, indicator, cathode ray tube and control unit, the oscillator often oscillating through a power divider, it is connected to the inputs of the first and second electrically controlled attenuators, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second ferrite fans, the main channel of the first and third, second and fourth directional couplers, respectively, is connected to the inputs of the first and second high-frequency switches, the second outputs of which are interconnected by a segment of the waveguide, and the first outputs are connected to the input and output is of the studied nonreciprocal four-terminal network. The first inputs of the third and fourth high-frequency switches are connected to the outputs of the secondary channels of the first and third directional couplers 20 20 , and to the second inputs are the outputs of the secondary channels of the second and fourth directional couplers, respectively, and the outputs are the inputs of the first and second T- 2Js, respectively. The first and second inputs of the quadrature and antiphase eight-terminal are connected to the first second second outputs of the first and second tees, and the outputs of the eight-terminal through the first, second, third and fourth diodes are connected respectively to the inputs of the first and second subtraction elements, the outputs of which are connected respectively to horizontally and vertically from - 35 tilting plates, a cathode ray tube, as well as to the first and second inputs of a two-channel electronic switch, the output of which through '' * 40 through a synchronous detector with single with indicator input. The modulator is connected to the inputs of the oscillating frequency generator and the synchronous detector. The control unit is connected to the first output of the first and second inputs 45 elektry- ically controlled attenuators, the second output - to the inputs of the first and * second controlled microwave switches and a third output to the input of the electronic switch bi [2J.
Однако в известном измерителе невозможно измерение фазовых сдвигов невзаимных четырехполюсников и существуют дополнительные погрешности измерения невзаимных фазовых сдви гов невзаимных четырехполюсников, Основные причины погрешностей - существование в кольцевом измерительном тракте двух одновременно существующих и противоположно направленных СВЧ волн, конечная величина раз5 вязки между каналами, наличие отражения СВЧ сигнала от входов и выходов высокочастотных переключателей и потери в них. Известный измеритель не позволяет производить панорамное воспроизведение фазовых сдвигов в диапазоне частоты.However, it is impossible to measure the phase shifts of nonreciprocal four-terminal devices in the well-known meter and there are additional errors in measuring nonreciprocal phase shifts of nonreciprocal four-terminal devices. signal from the inputs and outputs of high-frequency switches and losses in them. The known meter does not allow panoramic reproduction of phase shifts in the frequency range.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности измерения фазовых сдвигов взаимных четырехполюсников с одновременным повышением точности измерения невзаимного фазового сдвига невзаимных четырехполюсников.The purpose of the invention is the expansion of functionality by providing the ability to measure phase shifts of reciprocal four-terminal networks while improving the accuracy of measuring nonreciprocal phase shift of non-reciprocal four-terminal networks.
Указанная цель достигается тем,что в автоматический измеритель фазовых сдвигов четырехполюсников, содержащий генератор качающейся частоты, два тройника, два управляемых аттенюатора, соединенных выходами с входами первого и второго ферритовых вентилей , выходы которых через основные каналы второго и третьего направленных ответвителей подсоединены к входам соответственно первого и второго высокочастотных переключателей, первые выходы которых подсоединены друг к другу через отрезок волновода, а вторые выходы - к входу и выходу исследуемого четырехполюсника, первый направленный ответвитель, блок управления, электронный коммутатор, синхронный детектор, и электроннолучевую трубку введены генератор строб-импульсов, блок автоподстройки, первый и второй стробоскопические преобразователи частоты, преобразователь частоты, двухзвенный полосовой фильтр, амплитудный детектор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, цифровой индикатор, при этом выход генератора качающейся частоты через основной канал первого направленного ответвителя подсоединен к входу первого тройника, первый и второй выходы которого подсоединены соответственно к первому и второму управляемым аттенюаторам, вход первого стробоскопического преобразователя частоты подсоединен к выходу вторичного канала первого направленного ответвителя, а вход второго стробоскопического преобразователя часто5 938193 ты через второй тройник подсоединен к выходам вторичных каналов второго и третьего направленных ответвителей, к вторым входам первого и второго стробоскопических преобразова- 5 телей частоты подсоединены первый и второй выход генератора строб-импульсов, а к их выходам - соответственно первый и второй входы электронного коммутатора, выход кото- 10 рого подсоединен к входу блока автоподстройки и через последовательно соединенные преобразователь частоты, двухзвенный полосовой фильтр, амплитудный детектор, усилитель, синхрон- 15 ный детектор - к входу аналого-цифрового преобразователя и вертикально отклоняющим пластинам электроннолучевой трубки^ к горизонтально отклоняющим пластинам которой подсоединен > го выход генератора качающейся частоты, выход аналого-цифрового преобразователя подсоединен к цифровому индикатору, выход блока автоподстройки — к входу генератора строб-импульсов, 25 выходы блока управления подсоединены к управляющим входам первого и второго электрически управляемых аттенюаторов, генератора качающейся частоты, электронного коммутатора и син_ 30 хронного детектора.This goal is achieved by the fact that in an automatic measuring device of phase shifts of four-terminal devices containing a oscillating frequency generator, two tees, two controlled attenuators connected by outputs to the inputs of the first and second ferrite gates, the outputs of which are connected to the inputs of the first channels of the second and third directional couplers, respectively and the second high-frequency switches, the first outputs of which are connected to each other through a segment of the waveguide, and the second outputs to the input and output of the a quadrupole, a first directional coupler, a control unit, an electronic switch, a synchronous detector, and a cathode ray tube, a strobe pulse generator, an auto-tuning unit, the first and second stroboscopic frequency converters, a frequency converter, a two-band pass filter, an amplitude detector, an amplifier, analog-to-digital are introduced a converter, a digital indicator, while the output of the oscillating frequency generator through the main channel of the first directional coupler is connected to the input of the first three a nickname, the first and second outputs of which are connected respectively to the first and second controlled attenuators, the input of the first stroboscopic frequency converter is connected to the output of the secondary channel of the first directional coupler, and the input of the second stroboscopic converter is often connected through the second tee to the outputs of the secondary channels of the second and third directional couplers, to the second inputs of the first and second stroboscopic frequency converters 5 connected the first and second output of the generator ora strobe pulses, and their outputs - respectively, the first and second inputs of the electronic switch, the output of which is 10 connected to the input of the auto-tuning unit and through a series-connected frequency converter, a two-band pass filter, an amplitude detector, an amplifier, a synchronous detector - to the input of the analog-to-digital converter and the vertically deflecting plates of the cathode ray tube ^ to the horizontally deflecting plates of which the output of the oscillating frequency generator is connected, the output of the analog-to-digital reobrazovatelya connected to a digital indicator, yield locked loop unit - to the input of the strobe pulse generator 25 outputs control unit connected to the control inputs of the first and second electrically controllable attenuators sweep generator, and the electronic switch 30 sin_ chrono detector.
На чертеже приведена структурная схема устройства.The drawing shows a structural diagram of the device.
Измеритель содержит СВЧ генератор качающейся частоты, генератор 2 строб-импульсов, первый направленный ответвитель 3, первый стробоскопический преобразователь 4 частоты, первый тройник 5, первый 6 и второй 40 7 управляемые аттенюаторы, второй направленный .ответвитель 8, первый СВЧ переключатель 9, исследуемый четырехполюсник 10, второй СВЧ переключатель 11, третий направленный ответ- 45 витель 12, второй тройник 13, блок 14 управления, второй стробоскопический преобразователь 15 частоты,, электронный коммутатор 16, преобразователь 17 частоты, двухзвенный полосовой фильтр 1.8, -амплитудный детектор 19, усилитель 20, синхронный детектор 21, аналого-цифровой преобразователь 22, цифровой индикатор 23/ электроннолучевую трубку 24, блок 25 автоподстройки^первый 26 и второй 27 ферритовые вентили. Причем выход СВЧ генератора 1 качающейся частоты через основной канал первого направлен ного ответвителя 3 соединен с входом первого тройника 5, а его выход - с генератором 2 строб-импульсов, первый выход первого тройника 5 через управляемый аттенюатор 6, ферритовый вентиль 23, основной канал второго направленного ответвителя 8 соединен с выходом первого СВЧ переключателя 9, а второй выход первого тройника 5 через управляемый аттенюатор 7, ферритовый вентиль 27, основной канал третьего направленного ответвителя 12 -соединен с входом второго СВЧ переключателя 11. Первый выход СВЧ переключателя 9 соединен с первым выходов СВЧ переключателя 11, а вторые выходы первого 9 и второго 11 СВЧ переключателей соединены соответственно с входом и выходом исследуемого четырехполюсника 10. Выход вторичного канала направленного ответвителя 8 подсоединен к первому входу второго тройника 13, к второму входу которого подсоединен выход вторичного канала направленного ответвителя 12. Выход вторичного канала направленного ответвителя 3 подсоединен к первому входу первого стробоскопического преобразователя 4 частоты, а выход второго тройника 13 - к входу стробоскопического преобразователя 15 частоты. К вторым входам первого 4 и второго 15 стробоскопических преобразователей частоты подсоединен соответственно первый и второй выходы генератора 2 строб-импульсов, а к их выходам - соответственно первый и второй входы электронного коммутатора 16, выход которого через преобразователь 17 частоты,двухзвенный полосовой фильтр 18, амплитудный детектор 19, усилитель 20, синхронный детектор 21 подсоединен к входу* аналого-цифрового преобразователя 22 и вертикально отклоняющим пластинам электроннолучевой трубки 24, к горизонтально отклоняющим пластинам которой подсоединен третий выход генератора качающейся частоты 1, выход аналого-цифрового преобразователя 22 подсоединен к входу цифрового индикатора 23, выходы блока 14 управления подсоединены к управляющим входам первого 6 и второго 7 электрически управляемых аттенюаторов, генератора 1 качающейся частоты, электронного коммутатора 16 и синхронного детектора 21, вход блока 25 автоподстройки подсоединен к выходу электронногоThe meter contains a microwave oscillating frequency generator, a strobe pulse generator 2, a first directional coupler 3, a first stroboscopic frequency converter 4, a first tee 5, a first 6 and a second 40 7 controlled attenuators, a second directional coupler 8, a first microwave switch 9, a four-terminal 10, the second RF switch 11, a third directional responsible Applicant 45 12, a second T-piece 13, a control unit 14, the second strobe frequency converter 15 ,, an electronic switch 16, the frequency converter 17, dvuhzve ny bandpass filter 1.8 -amplitudny detector 19, an amplifier 20, a synchronous detector 21, an analog-digital converter 22, the digital indicator 23 / cathode ray tube 24, a block 25 first ^ locked loop 26 and second ferrite 27 valves. Moreover, the output of the microwave generator 1 of the oscillating frequency through the main channel of the first directional coupler 3 is connected to the input of the first tee 5, and its output is connected to the strobe pulse generator 2, the first output of the first tee 5 through the controlled attenuator 6, the ferrite valve 23, the main channel of the second directional coupler 8 is connected to the output of the first microwave switch 9, and the second output of the first tee 5 through a controlled attenuator 7, a ferrite valve 27, the main channel of the third directional coupler 12 is connected to the input of the second microwave switch 11. The first output of the microwave switch 9 is connected to the first outputs of the microwave switch 11, and the second outputs of the first 9 and second 11 microwave switches are connected respectively to the input and output of the studied four-terminal 10. The output of the secondary channel of the directional coupler 8 is connected to the first input of the second tee 13, to the second input of which the output of the secondary channel of the directional coupler 12 is connected. The output of the secondary channel of the directional coupler 3 is connected to the first input of the first stroboscopic eating 4 frequencies, and the output of the second tee 13 - to the input of the stroboscopic frequency converter 15. The first and second outputs of the strobe pulse generator 2 are connected respectively to the second inputs of the first 4 and second 15 stroboscopic frequency converters, and the first and second inputs of the electronic switch 16, the output of which through the frequency converter 17, a two-link bandpass filter 18, are connected to their outputs, respectively detector 19, amplifier 20, synchronous detector 21 is connected to the input * of the analog-to-digital converter 22 and vertically deflecting plates of the cathode ray tube 24, to horizontally deflecting plates to which the third output of the oscillating frequency generator 1 is connected, the output of the analog-to-digital converter 22 is connected to the input of the digital indicator 23, the outputs of the control unit 14 are connected to the control inputs of the first 6 and second 7 electrically controlled attenuators, the oscillating frequency generator 1, the electronic switch 16 and the synchronous detector 21, the input of the auto-tuning unit 25 is connected to the output of the electronic
938193 8 коммутатора 16, а ее выход - к входу генератора 2 строб-импульсов.938193 8 of the switch 16, and its output is to the input of the generator 2 strobe pulses.
Рассмотрим функции, выполняемые основными элементами устройства.Consider the functions performed by the main elements of the device.
Генератор качающейся частоты 1 5 служит для задания частоты СВЧ сигнала, на которой производится измерение в ручном режиме, осуществляет периодическое изменение частоты по пилообразному закону в автоматичес- to ком режиме с остановкой свипирования в моменты отсчета измеряемых фЬзовых сдвигов. Направленный ответвитель 3 ответвляет часть СВЧ энергии, распространяющейся в тракте t5 от генератора к тройнику 5, которая служит опорным источником сигнала. Тройник 5 разделяет СВЧ энергию генератора на две парциальные волны и подает их в кольцевой тракт в про- 20 тивоположных направлениях. Первый 6 и второй 7 электрически управляемые, аттенюаторы обеспечивают в каждый момент времени распространение парциальных составляющих СВЧ энергии 25 в кольцевом тракте только в одном из противоположных направлений и изменяют направление распространения с частотой коммутации, задаваемой блоком 14 управления. Они также выполняют функции коммутатора в режиме измерения невзаимного фазового сдвига. Ферритовые вентили 26 и 27 предотвращают циркуляцию СВЧ энергии по кольцу и выполняют функцию нагрузки. Второй 8 и третий 12 направлен- 35 ные ответвители ответвляют часть СВЧ энергии, распространяющейся в кольцевом тракте, которая содержит в себе информацию о фазовом сдвиге ис- . следуемого четырехполюсника 10/ и образуют измерительный канал. * Генератор 2 строб-импульсов служит для задания частоты стробирующих импульсов, их длительности и скваж'ности и работает синхронно с генера- 45 тором 1 качающейся частоты. Первый 4 и втброй 15 стробоскопические преобразователи частоты служат для переноса фазовых соотношений в область более низких частот. Второй тройник 13 50 служит для подачи СВЧ энергии от второго 8 и третьего 12 направленных ответвителей на вход второго стробоскопического преобразователя 15 · частоты. 55The oscillating frequency generator 1 5 serves to set the frequency of the microwave signal at which the measurement is performed in manual mode, periodically changes the frequency according to a sawtooth law in the automatic mode with stopping the sweep at the moments when the measured phase shifts are counted. The directional coupler 3 branches out part of the microwave energy propagating in the path t5 from the generator to the tee 5, which serves as a reference signal source. Tee 5 divides the microwave energy generator into two partial waves, and feeds them into the annular path 20 in pro- opposite directions. The first 6 and second 7 are electrically controlled, attenuators provide at each time the propagation of the partial components of microwave energy 25 in the ring path in only one of the opposite directions and change the propagation direction with the switching frequency specified by the control unit 14. They also perform the functions of a switch in non-reciprocal phase shift measurement mode. Ferrite valves 26 and 27 prevent the circulation of microwave energy in the ring and perform the function of the load. The second 8 and third 12 nye directional couplers 35 is branched off portion of the microwave energy propagating in a circular path, which contains information about the phase shift used. the following four-terminal 10 / and form a measuring channel. * The generator of 2 strobe pulses is used to set the frequency of the strobe pulses, their duration and duty cycle, and works synchronously with the generator 45 of the oscillating frequency. The first 4 and three 15 stroboscopic frequency converters are used to transfer phase relationships to the region of lower frequencies. The second tee 13 50 serves to supply microwave energy from the second 8 and third 12 directional couplers to the input of the second stroboscopic converter 15 · frequency. 55
Двухканальный электронный коммутатор 16 служит для поочередной с частотой коммутации подачи сигналов промежуточной частоты от стробоскоп ’ пических преобразователей 4 и 15 на вход одноканального преобразователя фазовой информации, формирования пакетного напряжения. Преобразователь 17 частоты служит для преобразования промежуточной частоты, поступающей со стробоскопических преобразователей на вторую промежуточную частоту для обеспечения нормальной работы цифрового индикатора. Двухзвенный полосовой фильтр 18 служит для выделения из пакетного напряжения, фор.муемого электронным коммутатором, (двух симметричных боковых частот в виде напряжения биений. Амплитудный детектор 19 выделяет низкочастотную огибающую из напряжения биений, которая усиливается усилителем 20. Синхронный детектор 21 служит для выделения четных гармоник напряжения коммутации из спектра высокочастотных составляющих сигнала. Аналого-цифровой преобразователь 22 служит для преобразования аналогового сигнала фазочувствительного выпрямителя в цифровой код, регистрируемый цифровым индикатором 23. Блок 25 автоподстройки осуществляет управление генератором 2 строб-импульсов с целью стабилизации промежуточной частоты. Электроннолучевая трубка 24 служит для панорамного воспроизведения фазовых сдвигов в диапазоне частот, задаваемом генератором 1 качающейся частоты. Блок 14 управления осуществляет заданный алгоритм работы всего измерителя в целом и вырабатывает управляющее напряжение единичной и удвоенной частоты коммутации.The two-channel electronic switch 16 serves to alternate the switching frequency of the intermediate frequency signals from the stroboscopic transducers 4 and 15 to the input of a single-channel phase information converter, forming a packet voltage. The frequency converter 17 is used to convert the intermediate frequency from the stroboscopic converters to the second intermediate frequency to ensure the normal operation of the digital indicator. The two-link bandpass filter 18 serves to isolate from the packet voltage formed by the electronic switch (two symmetrical side frequencies in the form of the beat voltage. The amplitude detector 19 extracts the low-frequency envelope from the beat voltage, which is amplified by the amplifier 20. The synchronous detector 21 serves to extract even harmonics switching voltage from the spectrum of high-frequency components of the signal.Analog-to-digital Converter 22 is used to convert the analog signal of the phase-sensitive rectifier to The frame code recorded by the digital indicator 23. The auto-tuning unit 25 controls the strobe pulse generator 2 to stabilize the intermediate frequency.The cathode ray tube 24 is used for panoramic reproduction of phase shifts in the frequency range specified by the oscillating frequency generator 1. The control unit 14 implements a predetermined operation algorithm of the entire meter as a whole and produces a control voltage of a single and double switching frequency.
Измеритель работает следующим образом.The meter works as follows.
В режиме калибровки прямых фазовых сдвигов переключатели 9 и 11 устанавливаются в положение а - а*, генератор 1 качающейся частоты и блок 14 управления переводятся в ручной режим работы. При этом частота СВЧ сигнала устанавливается равной средней рабочей частоте исследуемого четырехполюсника, а блок 14 управления находится в положении, при котором первый управляемый аттенюатор 6 включен, а второй управляемый аттенюатор 7 выключен. К электронному коммутатору 16 подводится напряжение частоты коммутации, а к синхронному детектору 21 - напряжение удвоен9 ной частоты коммутации. При таком состоянии измерителя СВЧ сигнал поступает от генератора 1 качающейся частоты через основной канал первого направленного ответвителя 3 на вход первого тройника 5, где распределяется поровну между двумя каналами, при этом сигнал с второго выхода первого тройника 5 поглощается вторым управляемым аттенюатором 7 и дальше в 1 кольцевой тракт не поступает. Прямая парциальная волна СВЧ с первого выхода первого тройника 5 проходит последовательно через первый управляемый аттенюатор 6, первый феррито- ι вый вентиль 26, основной канал второго направленного ответвителя 8, первый и второй переключатели 9 и 11, основной канал третьего направленного ответвителя 12 и поглощается вторым ферритовым вентилем 27.In the direct phase shift calibration mode, the switches 9 and 11 are set to the position a - a *, the oscillating frequency generator 1 and the control unit 14 are put into manual operation. In this case, the frequency of the microwave signal is set equal to the average operating frequency of the studied four-port network, and the control unit 14 is in a position in which the first controlled attenuator 6 is turned on and the second controlled attenuator 7 is turned off. The voltage of the switching frequency is supplied to the electronic switch 16, and the voltage of the doubled switching frequency is supplied to the synchronous detector 21. With this state of the meter, the microwave signal comes from the oscillating frequency generator 1 through the main channel of the first directional coupler 3 to the input of the first tee 5, where it is distributed equally between the two channels, while the signal from the second output of the first tee 5 is absorbed by the second controlled attenuator 7 and then into 1 the ring path does not arrive. A direct microwave partial wave from the first output of the first tee 5 passes sequentially through the first controlled attenuator 6, the first ferrite gate 26, the main channel of the second directional coupler 8, the first and second switches 9 and 11, the main channel of the third directional coupler 12 and is absorbed by the second ferrite valve 27.
При этом на выходах вторичных каналов первого и трецьего направленных ответвителей 3 и 12 появляются СВЧ сигналы, пропорциональные СВЧ лейAt the same time, microwave signals proportional to microwave lei appear at the outputs of the secondary channels of the first and third directional couplers 3 and 12
I фазе сигнала на первых выходах первого и второго переключате9 и 11;I phase signal at the first outputs of the first and second switch 9 and 11;
О)ABOUT)
2$ ft2 $ ft
U>U>
(outi-Vi) , £о - амплитуда СВЧ сигнала; , где Кг - коэффициенты передачи направо ленных ответвителей 3 и 12; Ч^^-Ф3 зовые сдвиги, вносимые измерительным трактом между первым 3 и третьим 12 направленными ответвителями.(outi-Vi), £ о - the amplitude of the microwave signal; where K g are the transfer coefficients of the directional couplers 3 and 12; Ч ^^ - Ф 3 phase shifts introduced by the measuring path between the first 3 and third 12 directional couplers.
Сигналы (1) и ( 2)поступают соответственно на входы первого 4 и второго 15 стробоскопических преобразователей частоты, на которые одновременно с ними поступают строб-импульсы от генератора 2. С выходов строб-преобразователей сигнал первой промежуточной частоты подается на первый и второй входы электронного коммутатора 16, на выходе которого выделяется фазомодулированное напряжение, определяемого формулойSignals (1) and (2) are respectively supplied to the inputs of the first 4 and second 15 stroboscopic frequency converters, which simultaneously receive strobe pulses from the generator 2. From the outputs of the strobe converters the signal of the first intermediate frequency is fed to the first and second inputs of the electronic switch 16, the output of which is allocated phase-modulated voltage, determined by the formula
U|U) * к ^1+4»+ ΐ ___н _ где U^= ;Σ-<Л) среднее значение амплитуды пакетного напряжения;U | U) * k ^ 1 + 4 "+ ΐ ___ n _ where U ^ = ; Σ - <Л) the average value of the amplitude of the packet voltage;
среднее значение фазы модулированного сигнала;average phase value of the modulated signal;
~ коэффициент ампли-* тудной модуляции;~ coefficient of amplitude- * modulation;
- промежуточная частота ;- intermediate frequency;
- частота коммутации;- switching frequency;
- индекс фазовой модуляции.- phase modulation index.
Полученное напряжение представляет собой, сумму несущей и боковых частот. В преобразователе 17 частоты осуществляется амплитудное ограничение напряжения. В результате этого т=0, а фазомодулированное напряжение на выходе преобразователя определяется формулой:The resulting voltage is the sum of the carrier and side frequencies. In the frequency Converter 17 is an amplitude voltage limitation. As a result of this, m = 0, and the phase-modulated voltage at the converter output is determined by the formula:
COS П-4 (4) .COS P-4 (4).
Sir Ί1 .Sir Ί 1.
2м-4 JJ где первый член частоты&>р-Щ-«^представляет собой несущую, а два других члена - верхние и нижние боковые частоты. Двухзвенный полосовой фильтр 18 подавляет несущую, а первые гармоники нижней и верхней боковых частот суммируются. На выходе двухзвенного полосового фильтра получается напряжение:2m-4 JJ where the first term of the frequency &> p-ni - «^ represents the carrier, and the other two terms are the upper and lower side frequencies. A two-link bandpass filter 18 suppresses the carrier, and the first harmonics of the lower and upper side frequencies are added up. At the output of a two-link bandpass filter, the voltage is obtained:
—· sir S’) где Uyf напряжение несущих колебаний на выходе преобразователя 17· частоты.- · sir S ’) where Uyf is the voltage of the carrier oscillations at the output of the frequency converter 17 ·.
Амплитудный детектор 19, осуществляющий линейное детектирование, выделяет из биений низкочастотную составляющую:.The amplitude detector 19, performing linear detection, detects from the beats the low-frequency component :.
(6) которая с помощью рядов Фурье может быть представлена: и плх %>***;.. ьУ f, е со9 2иац Ύ Vs Τ ν йтзт/· .A ? H)Kcos2k(a?pii.<f) \ _ .(6) which, with the help of Fourier series, can be represented: and plx%>***; .. bJ f, e co9 2iaq Ύ V s Τ ν ytzt / · .A? H) K cos2k (a? Pii. <F) \ _.
‘‘
В выражении (7 ) содержится вторая гармоника напряжения коммутации, которая выделяется синхронным детектог' ром 21, опорным напряжением которого является выходное напряжение удвоенной частоты.коммутации блока 14 управления. Выходное напряжение синхронного детектора имеет вид:Expression (7) contains the second harmonic of the switching voltage, which is distinguished by the synchronous detector 21, the reference voltage of which is the output voltage of the doubled frequency. Of the switching unit 14 of the control. The output voltage of the synchronous detector is:
U5- Б1И где 5^ K4KJ< - крутизна преобразования преобразовательного тракта, состоящего из двухзвенного полосового фильтра (Кр , амплитудного’детектора (IQ , усилителя и синхронного детектора (Кх) ,U 5 - B1 And where 5 ^ K 4 KJ <is the steepness of the conversion of the conversion path, consisting of a two-link bandpass filter (Kp, amplitude detector (IQ, amplifier and synchronous detector (K x ),
Напряжение С8) преобразуется АЦП 22 в код и регистрируется цифровым индикатором 23.The voltage C8) is converted by the ADC 22 into a code and recorded by a digital indicator 23.
Калибровка состоит в том, что фазовая характеристика одноканального преобразовательного тракта, -показание цифрового индикатора устанавливаются равным нулю.Calibration consists in the fact that the phase characteristic of a single-channel converter path, the digital display is set to zero.
Напряжение (8) подается также на вертикально отклоняющие пластины электроннолучевой трубки 24.The voltage (8) is also applied to the vertically deflecting plates of the cathode ray tube 24.
Калибровка измерителя на измерение обратных фазовых сдвигов производится аналогично, но при этом выключается первый управляемый аттенюатор би включается второй управляемый аттенюатор 7.Calibration of the meter for measuring reverse phase shifts is performed similarly, but the first controlled attenuator bi is turned off, the second controlled attenuator 7 is turned on.
.Калибровка измерителя на измерение невзаимного фазового сдвига осуществляется следующим образом..Calibration of the meter to measure nonreciprocal phase shift is carried out as follows.
Блок 14 управления переводится в такой режим, когда на первый и второй управляемые аттенюаторы 6 и подается напряжение частоты коммутации, на синхронный детектор 21 подается напряжение удвоенной частоты коммутации, а к выходу электронного коммутатора 16 подсоединен выход второго стробоскопического преобразователя 17 частоты. При таком состоянии измерителя СВЧ сигнал поступает от генератора 1 качающейся частоты в начальный момент времени, равный половине периода коммутации, через управляемый аттенюатор 6, первый ферритовый вентиль 26, основной канал третьего направленного ответвителя 8, переключатели 9 и 11, основной канал направленного ответвителя 12 и поглощается вторым ферритовым вентилем 27. С выхода вторичного канала третьего направленного от ветвителя 12 снимается СВЧ сигнал, пропорциональный фазовому сдвигу, вносимому измерительным трактом при -распространении прямой парциальной волны:The control unit 14 is transferred to such a mode when the switching frequency voltage is applied to the first and second controlled attenuators 6, the voltage of the double switching frequency is applied to the synchronous detector 21, and the output of the second stroboscopic frequency converter 17 is connected to the output of the electronic switch 16. With this state of the meter, the microwave signal comes from the oscillating frequency generator 1 at the initial instant of time, equal to half the switching period, through the controlled attenuator 6, the first ferrite valve 26, the main channel of the third directional coupler 8, switches 9 and 11, the main channel of the directional coupler 12 and absorbed by the second ferrite valve 27. From the output of the secondary channel of the third directional from the branch 12, a microwave signal is proportional to the phase shift introduced by the measuring path at partial direct wave:
ε<-εζε0<ιπ(ωί+Ψηρ)ε <-ε ζ ε 0 <ιπ (ωί + Ψ ηρ )
Этот сигнал поступает через второй тройник 13 на вход второго стробоскопического преобразователя 15 частоты, с выхода которого сигнал первой промежуточной частоты через электронный коммутатор 16 подается на вход преобразователя 17 частоты. В следующий момент времени, также равный половине периода коммутации, когда отключается первый аттенюатор 6 и включается второй аттенюатор 7, обратная парциальная волна СВЧ с второго выхода первого тройника 5 проходит последовательно через включенный второй управляемый аттенюатор 7, второй ферритовый вентиль 27, основной канал третьего направленного ответвителя 12, переключатели 11 и 9, основной канал второго направленного ответвителя 8 и поглощается вентилем 26. С выхода вторичного канала второго направленного ответвителя 8 снимается СВЧ сигнал, пропорциональный фазовому сдвигу измерительного тракта при распространении обратной парциальной волны:This signal is fed through the second tee 13 to the input of the second stroboscopic frequency converter 15, from the output of which the signal of the first intermediate frequency through the electronic switch 16 is fed to the input of the frequency converter 17. At the next time, also equal to half the switching period, when the first attenuator 6 is turned off and the second attenuator 7 is turned on, the microwave backward wave from the second output of the first tee 5 passes sequentially through the included second controlled attenuator 7, the second ferrite gate 27, the main channel of the third directional coupler 12, switches 11 and 9, the main channel of the second directional coupler 8 and is absorbed by the valve 26. From the output of the secondary channel of the second directional coupler 8 is removed microwave drove proportional to the phase shift of the measuring path during the propagation of the backward partial wave:
K3fosin(ie>t+^o6p) K 3f o sin (i.e.> t + ^ o6 p)
Этот сигнал поступает через второй тройник 13 на вход второго стробоскопического преобразователя 15, с выхода которого сигнал первой промежуточной частоты через электронный , коммутатор 16 подается на вход преобразователя 17 частоты. Таким образом, на входе преобразователя 17 частоты формируется фазомодулированное напряжение, определяемое формулой (3), в которой индекс фазовой модуляции равен « Μ'ηρ-Ψοερ· Даль нейшая обработка информации осуществляется аналогично калибровке измерителя на измерение прямых фазовых сдвигов.This signal is fed through the second tee 13 to the input of the second stroboscopic converter 15, the output of which is the signal of the first intermediate frequency via electronic, the switch 16 is fed to the input of the frequency converter 17. Thus, at the input of inverter 17 is formed of phase-modulated voltage determined by formula (3), wherein the phase modulation index is equal to «Μ'ηρ-Ψοερ · D al Nation data processing is carried out similarly calibrated meter to measure the direct phase shifts.
В режиме измерения фазовых сдвигов исследуемого четырехполюсника переключатели 9 и 11 переводятся в положение б-б', блок 14 управления и генератор 1 качающейся частоты переводятся в автоматический режим. .При этом в момент каждого измерения осуществляется автоматическая остановка свипирования генератора 1 качающейся частоты, в результате чего, например, при измерении фазовых сдвигов невзаимных четырехполюсников возможно наблюдение на экране электроннолучевой трубки частотных зависимостей прямого, обратного и невзаимного фазовых сдвигов.In the mode of measuring the phase shifts of the studied four-port network, the switches 9 and 11 are translated into position b-b ', the control unit 14 and the oscillating frequency generator 1 are transferred to automatic mode. Moreover, at the moment of each measurement, the sweep of oscillating frequency generator 1 is automatically stopped, as a result of which, for example, when measuring phase shifts of nonreciprocal four-terminal networks, it is possible to observe the frequency dependences of the forward, reverse, and nonreciprocal phase shifts on the cathode ray tube screen.
В режиме измерения фазового сдвига взаимного четырехполюсника блок. 14 управления начинает вырабатывать управляющие импульсы типа меандр” с частотой следования F^p и 2F^np. СоотношениеSnp|F|^-η, где F^y- частота качания генератора, определяет число точек измерения п в пределах полосы качания. На экране электроннолучевой трубки луч очерчивает линию, которая представляет собой зависимость фазового сдвига от частоты СВЧ генератора. Очевидно, что в те моменты времени, когда СВЧ сигнал поступает в измерительный трак=т через первый аттенюатор 6, на выходе синхронного детектора будет сигнал, определяемый выражением (8).In the mode of measuring the phase shift of the mutual four-terminal device. 14 control begins to generate control pulses of the meander type with a repetition rate of F ^ p and 2F ^ n p. The relation Snp | F | ^ -η, where F ^ y is the oscillation frequency of the generator, determines the number of measurement points n within the oscillation band. On the screen of the cathode ray tube, the beam outlines a line that represents the dependence of the phase shift on the frequency of the microwave generator. It is obvious that at those times when the microwave signal enters the measuring path = m through the first attenuator 6, the signal determined by expression (8) will be at the output of the synchronous detector.
В случае запитки кольцевого тракта со стороны первого и второго аттенюаторов 6 и 7 одновременно, например, при измерении Έρρ , в ответвитель 8 вследствие ориентации его,на обратную волну попадает сигнал, прошедший исследуемый четырехполюсник в обратном направлении и внесет существенную дополнительную погрешность в измерение ψρρ, При измерении %р(ТоБр в предлагаемом измерителе эта погрешность устраняется наличием в измерительном тракте в каждый момент времени только одной из противоположно направленных парциаль^ ной волны.In the case of feeding the annular path from the side of the first and second attenuators 6 and 7 at the same time, for example, when measuring Έρρ, the coupler 8, due to its orientation, receives a signal that passes the studied quadrupole in the opposite direction and introduces a significant additional error in the measurement of ψρρ, When measuring% p ( ToBr in the proposed meter, this error is eliminated by the presence in the measuring path at each moment of time of only one of the oppositely directed partial waves.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802963478A SU938193A1 (en) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | Four-terminal network phase shift automatic meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802963478A SU938193A1 (en) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | Four-terminal network phase shift automatic meter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU938193A1 true SU938193A1 (en) | 1982-06-23 |
Family
ID=20910921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU802963478A SU938193A1 (en) | 1980-07-22 | 1980-07-22 | Four-terminal network phase shift automatic meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU938193A1 (en) |
-
1980
- 1980-07-22 SU SU802963478A patent/SU938193A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS61237065A (en) | 2-channel transmissivity/reflectivity analyzer | |
| SU938193A1 (en) | Four-terminal network phase shift automatic meter | |
| US2686294A (en) | Beat detector circuit | |
| SU1022072A1 (en) | Device for measuring phase shift of two-ports | |
| SU918890A1 (en) | Device for measuring four-terminal network amplitude-frequency and phase-frequency characteristics | |
| RU2099729C1 (en) | Noise characteristics meter of superhigh and high-frequency transmitters | |
| SU1075195A2 (en) | Device for measuring amlitude frequency and phase frequency characteristics of four-terminal network | |
| SU1492310A1 (en) | Panoramic four-terminal network gain meter | |
| SU1788479A1 (en) | Device for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of two-port networks | |
| SU1704105A2 (en) | Apparatus for measuring amplitude-frequency and phase- frequency characteristics of the four-terminal networks | |
| US3363249A (en) | X-band r. f. test set employing a single tuning control | |
| SU1518805A1 (en) | Modulation tourniquet radio polarimeter | |
| SU519652A1 (en) | Range meter characteristics of quadrupoles | |
| SU1385088A1 (en) | Complex reflection factor meter | |
| SU924622A1 (en) | Device for measuring communication line phase-frequency characteristics non-linearity | |
| SU1693567A1 (en) | Two-frequency modulation radiometer | |
| SU1350623A1 (en) | Reflection factor modulus meter | |
| SU1442935A1 (en) | Device for measuring amplitude and phase parameters of microwave devices | |
| SU1166014A1 (en) | Device for measuring phase-frequency characteristic of microwave path | |
| SU1171726A1 (en) | Meter of standing-wave ratio and rejection ratio | |
| SU995014A2 (en) | Automatic four-detector meter of complex parameters | |
| RU2646948C1 (en) | Device for measuring complex transmission and reflection coefficients of microwave devices with frequency conversion up | |
| SU819738A1 (en) | Non-coupled four terminal network phase shift meter | |
| SU1645913A1 (en) | Device for measuring vswr of two-port | |
| SU1092426A1 (en) | Device for meascring phase shift of uhf four-terminal networks |