SU970261A1 - Измеритель разности фаз и отношений амплитуд сигналов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и предназначено дл  измерени  разности фаз и отно шений амплитуд слабого синусоидального сигнала или спектральных компонент сигнала со сплошным спектром. Устройство может быть использовано в электронике и в технике СВЧ дл  измерени  параметров полупроводниковых приборов (ЛП), элементов и СВЧ узлов, где требуютс  слабые (10-4- Вт) зондирующие синусоидальные сигналы или шумовые сигналы . Устройство может использоватьс  в-технике антенных измерений в качестве приемного устройства дл  измерени  амплитудных и фазовых характеристик антенн.

Известно устройство, предназначеш ое дл  измерени  разности фаз и отжэНаений амплитуд сигналов. К такому устройству относитс  измеритель разности фаз ФК2-18 .

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  чувствительность и невозможность измерени  по. сигналу со сплошньм спектром.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  модул ционный измеритель

слабых сигналов (модул ционный приемник ) , состо щий из модул тора вч или СВЧ энергии с генератором ВЧ модулирующего сигнала, приемника пр мого усилени  или супергетеродинного приемника с квадратичным детектором и синхронного детектора с интеграторс и и устройством индикации 12.

to

Однако такой модул ционный приемник измер ет мс цность слабых шумовых или синусоидальных сигналов, но не измер ет разности фаз.

Цель изобретени  - расширение

15 функциональных возможностей посредством обеспечени  одновременного измерени  разности фаз и отношений амплитуд слабого синусоидального сигнала или спектральных компонент

20 шумсвого сигнала.

Указанна  цель достигаетс  тем, что измеритель, содержащий модул ционный приемник, снабжен фазометрическим блоком, состо щим из двух

25 входных каналов, каждый из которых включает последовательно соединенные разв зывающий вентиль и линию переменной длины, присоединенную к общему квадратурному направленному

30 ответвителю с двум  входами, два выхода которого присоединены к двум входам двуплечего модул тора модул ционнрго приемника.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого измерител .

Измеритель содержит фaзoмeт pичecкий блок 1, вентили 2 и 4 линии 3 и 5 переменной длины, квадратурный направленный ответвитель (КНО) б, двуплечий модул тор 7 (входит в состав модул ционного приемника), модул ционный приемник 8.

Устройство состоит из Фазометрического блока и модул ционного приемника . Фазометрический блок имеет два канала, условно называемые опорный канал и измерительный канал. Каждый канал на входе содержит разв зывающие вентили 2 и 4, соединенные с лини ми 3 и 5 переменной длины . Выходы линийпеременной длины каждого канала подключены к входам КНО 6, выходы которого подключены к двум входам двуплечего модул тора 7 модул ционного приемника 8.

Работа устройства основана на интерференции Фурье-компо.нент двух частей одного и того же сигнала, подаваемых с выхода разделител  на входы фазометрического блока. На выходе КНО получаютс  два сигнала, приведенна  разность спектральных плотностей средних квадратов напр жений которых пропорциональна синусу разности фаз спектральных компонент двух частей зондирующего сигнала . Квадрирование после преобразовани , усреднение и сравнение осуществл етс  модул ционным приемником . Действительно спектральные плотности амплитуд сигналов на входах КНО можно представить в виде

Е , е.

5Vi

EZ Е(,)

де Ер - спектральна  плотность амплитуды входного шумового (или синусоидального сигнала ) ;

k ,k - коэффициенты передачи,отра жающие амплитудные изменени  спектральной плотности амплитуды входного сигнала при прохождении от входа делител  до входрв КНО; Hl(,f2. Фазовые изменени  спектральной плотности амплитуды входного сигнала при прохождении от входа делител  до входа КНО.

На выходах КНО имеем следующие пектральные плотности амплитуды игналов;

,. Ео-ЕоК.к,,е -9°ЧЕк,к, k , (k,,.j k,5. Уг. k) амплитуды коэффициентов передачи КНО с i-ro входа на j -ый выход.

Приведенные к входам модул ционного приемника спектральные плотности среднего квадрата напр и ени  имеют вид

,--E7Ef ,KiSiM AVf ,

r -- , ,Кг 51иГ 3.

Модул ционный приемник измер ет величину oi пропорциональную

o,V4

.k sinAV,, «i.-.f

/f л- л.,г a-Ln tiT0

где разность фаз между спектральными плот ност ми двух сигналов , прошедших разные пути от точки разветвлени  до выходов КНО. При изменении длины линии переенной длины o((B измерительном канале на Д, / V модул ционный приемник будет измер ть велкч1лнус 2,.соъЛ осле подключени  исследуемого четырехполюсника к одному из выходов разделител  и к входу измерительного канала фазометрического блока приёмник измерит при начальной длине линии переменной длины

k k-tkj.kg- sin ( «f, ) а при изменении длины на X/4

cos (u-f- fg).

Ы.,где k и амплитуда и фаза коэфk . фициента передачи четырехполюсника. Изменение фазы V и амплитуды k, вносимое четырехполюсником, находитс  по измеренным значени м из формул

.aKctgll-airc - ,

V JW,)%()

(o(m«ii)

Аналогичным образом измер ютс  изменени  фазы и амплитуды, вызванные изменением положени  исследуемой антенны относительно выбранного отсчетного положени , например от положени , при котором сигнал от нее максимальный.

Устройство измер ет разность фаз при изменении амплитуды сигнала более чем на +30 дБ на входе изме-. рительного канала относительно сигнла на входе опорного канала при минимальном синусоидальном сигнале .

Погрешность измерени  разности фаз и отношений амплитуд не превышает погрешности измерени  аналогичных величин с помощью серийно выпускаемых приборов.

Claims (2)

1. Предлагаемое устройство имеет чувствительность на два пор дка выше чем у серийно выпускаемых образцов приборов и может измер ть не только по синусоидальному сигналу, но и по шумовому сигналу. Испольэование устройства в антенной технике в качестве приемного устройства при измерении параметров антенн, где требуетс  одновременное измерение разности фаз и отношени  амп литуд слабых сигналов, дает экономию средств при разработке, исслед вании и эксплуатации антенн. Устройство может быть использовано также в электронике дл  иссле довани  параметров ПП и в технике СВЧ дл  исследовани  параметров СВЧ элементов и узлов вместо сложных и дорогих измерительных установок , которые не выпускаютс  серийно . В конструкции устройства можно применить серийно выпускаемые радио метры СВЧ (измерители слабых шумовых и синусоидальных сигналов), поэтому использование устройства даст экономию средств при разработке измерительных установок или сте дов дл  аналогичных целей. I Формула изобретени  Измеритель разности фаз и отноше ний амплитуд сигналов, содержащий модул ционный приемник, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей посредством обеспечени  одновременного измерени  разности фаз и отношений амплитуд слабого синусоидального сигнала или спектральных компонент шумового сигнала, он снабжен двухканальным фазометрическим блоком, в каждом канале которого содержатс  последовательно соединенные разв зывающий вентиль и лини  переменной длины, подключенна  своим выходом к общему квадратурному направленному ответвителю с двук  входами, два выхода которого присоединены к двум входам двуплечего модул тора модул ционного приемника. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Радиоизмерительные приборы. Проспект-каталог. Центральный отраслевой орган научно-технической информации , экое, М., 1979.
2. 2.Троицкий B.C.- ЖТФ , т.XXI, вып. 8, с. 994, 1951.

   L.

   . J