SU978068A1 - Устройство дл измерени фазоамплитудных характеристик четырехполюсников - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  автоматического измерени  зависимости фазового сдвига на выходе исследуемого четырехполюсника от изменени  амплитуды гармонического сигнала на его входе.

Известно устройство, содержащее в своем составе источник испытательного сигнала, соединенный со входом испытуемого четырехполюсника и фазометра , соединенный с его выходом Cl.

К недостаткам известного устройства следует отнести низкую точность измерени -в широком частотном и динамическом диапазонах входных испытательных сигналов.

Наиболее, близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  фазоамплитудных характеристик четырехполюсников. Известное устройство содержит последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, формирователь испытательного сигнала, двухканальный измерительный преобразователь, низкочастотный фазометр и индикатор, а также схему управлени  фазоизмерительным устройством.

С его помо1 фью возможно измерение характеристик в динамическом диапазоне до 75 дБ с фазоамплитудной погрешностью ±1,5° , но в частотном диапазоне лишь до 40 МГц, причем при измерении в более широком динамическом и частотном диапазоне погрешность измерени  возрастает до нескольких единиц градусов 2.

10

Claims (2)

1. Недостатком такого устройства дл  измерени  фазоамплитудных характеристик четырехполюсников  вл етс  низка  точность измерени  в широком ди15 намическом и частотном диапазонах. Низка  точность измерени  обусловлена тем обсто тельством, что известные двухканальные преобразователи, с помов1ью которых осуществл етс  ста20 билизаци  амплитуды испытательного сигнала и перенос измер емой разности фаз на фиксированную частоту, на которой работает низкочастотный фазометр , внос т сумественные амплитуд25нозависимые фазовые сдвиш, возрастающие с ростом .частоты испытательного сигнала. Амплитудно-занимаемые фазовые сдвиги в измерительных преобразовател х внос тс  входными устрой30 .ствами и смесител ми. С целью устранени  вли ни  смесителей на точность измерени  в двухканальные преобразователи ввод т входные устройства, позвол ющие сжать динамический диапазон испытательного сигнала до уровн , при котором амплитуднозависимые фазовые гдвиги смесителей достаточно малы. Так, в известном устройстве эту задачу выполн ют усилители с АРУ. Од- нако известные компрессоры амплитуды в том числе и усилители с АРУ, в. про цессе стабилизации амплитуды сами внос т существенные фазовые сдвиги, значительно возрастающие с расширением частотного диапазона. Цель изобретени  - расширение динамического и частотного диапазонов Поставленна  цель достигаетс  тем что в известное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, ин дикатор, формирователь испытательног сигнала, двухканальный измерительный преобразователь, у которого выходы соединены со входами низкочастотного фазометра, один из входов соединен с одним из выходов формировател  испытательного сигнала непосредственно а два других соединены со вторым выходом формировател  испытательного сигнала через исследуемые четырехполюсники , а также блок управлени , соединенный трем  выходами соответственно с управл ющим входом формировател  испытательного сигнала, низ кочастотного фазометра и индикатора соединенного с выходом низкочастотного фазометра, введены два запомина ющих блока, блок вычитани , порого вый блок, два управл ющих ключа и элемент совпадени , причем генератор тактовых импульсов соединен со входом формировател  испытательного сиг нала через элемент совпадени , вход которого соединен также с одним из входов блока управлени , входы порогового блока соеденеиы с выходами двух канального измерительного преобразовател , а три выхода порогового блок соединены соответственно со вторьм входом элемента совпадени , с управл ювдим входом двухканального измерительного преобразовател  и .с другим входом блока управлени , выход низко частотного фазометра через один из управл емых ключей и запоминающий блок соединен с одним из входов блок вычитани  и одновременно через второ управл емый ключ.соединен с другим входом блока вычитани , выход которо го, в свою очередь, через второй запоминающий блок соединен со входом ввода коррекции низкочастотного фазометра , управл емые входы первого и второго ключа соединены, соответственно , с четвертым и п тым выходами блока управлени , а управл ющие входы вышеназванных запоминающих блоков соединены с шестыми и седьмыми выходами того же блока управлени . На чертеже показана структурна  схема предлагаемого устройства. Устройство Дл  измерени  фазоамплитудных характеристик четырехполюсников содержит последовательно соединенные генератор 1 тактовых импульсов , элемент 2 совпадени , формирователь 3 испытательного сигнала, исслддуемые четырехполюсники 4 и 5, двухканальный измерительный преобразователь 6, низкочастотный фазометр 7, индикатор 8, Выход низкочастотного фазометра 7 через управл емый ключ 9 и запомина10 чий блок 10 подключен к одному из входов блока 11 вычитани  и одновременно через второй управл емый ключ 12 подключен к другому входу блока 11 вычитани , выход которого через второй запоминающий блок 13 подключен ко входу ввода коррекции низкочастотного фазометра 7. Входы порогового блока 14 соединены с выходами двухканального измерительного преобразовател  б, а вуходы порогового блока подключены ко второму входу элемента 2 совпадени , к управл ющему входу двухканального измерительного преобразовател  6 и ко входу блока 15 управлени , к другому входу которой подключен выход элемента 2 совпадени . Выходы блока 15 управлени  подключены: первый - к формирователю 3 испытательного сигнала, второй - к низкочастотному фазометру 7, третий - к индикатору 8, четвертый и п тый - к управл ющим входам ключей 9, шестой и седьмой - к управл ющим входам запоминающих блоков 10 и 13. Формирователь 3 испытательного сигнала содержит задающий генератор, блок смещени  частоты, двоичный счетчик и модулирующий блок и служит дл  получени  сигнала в виде амплитудномодулированного гармонического колебани , поступающего на исследуемый четырехполюсник. Одновременно с его помощью формируют сигнал,  вл ющийс  гетеродинным дл  смесителей двухканального измерительного преобразовател  . Двухканальный измерительный преобразователь б содержит входные блоки, смесители и осуществл ют перенос измер емой разности фаз на фиксированную частоту, а также компрессию ам.плитуды входного сигнала. При использовании электронно-лучевой трубки дл  одновременного измерени  и наблюдени  ФАХ блок 15 управлени  фазоизмерительным устройством осуществл ет развертку луча ЭЛТ, заает врем  измерени , врем  обратного хода луча; во врем  обратного хоа луча формирует на экране ЭЛТ нулевую линию и т.д. Пороговый блок 14 срабатывает при достижении сигналом на любом из входов заданного уровн . При измерении ФАХ в динамическом диапазоне более 100 дБ таких уровней может оказатьс  несколько. Входные блоки двухканального изме рительного преобразовател  6 имеют два режима работы. При малых амплиту дах входного сигнала, лежащих на уров не собственных шумов смесителей, вход ные блоки работают в режиме усилени  а после срабатывани  порогового блока 141переход т в режим ослаблени  вход ного сигнала. Уровни срабатывани  порогового блока и значение коэффициента ослаблени  входных блоков выбираютс  исход  из того, чтобы амплитуда сигнала на входе смесителей измерител ного преобразовател  в процессе изме рени  ФАХ все врем  находилась в диапазоне , в котором амплитудно-зависимые фазовые сдвиги, вносимые смесител ми , допустимо малы. Устройство работает следуюс им образом . Импульсы тактового генератора 1, поступа  на вход двоичного счетчика, управл ющего работой мо лирующего блока формировател  3 испытательного сигнала, дискретно измен ют его коэффициент передачи. В результате на вход исследуемых четырехполюсников 4 и 5 подаетс  испытательный сигнал со ступенчатым изменением амплитуды. Изменение фазы исследуемого четырехполюсника от амплитуды на его входе переноситс  двухканальным измерительным преобразователем б на фиксированную частоту низкочастотного фазометра 7, который, в свою очередь, преобразует изменение фазы в удобную дл  индикации величину, в данном случае в напр жение. На экране ЭЛТ индицируетс  измер ема  фазоамплитудна  характеристика в виде последовательности дискретных точек. Пусть первоначально амплитуда испытательного сигнала на входе иссле:-, дуемого четырехполюсника соответствует минимальному значению его динамического диапазона. После начала измерени  ФАХ процесс нарастани  амплитуды испытательного сигнала ка входе четырехполюсника будет продолжатьс  до тех пор, пока не достигнет порогового значени . При достижении амплитуды входного сигнала порогового значени  пороговый блок 14 с помощью элемента 2 совпадени  отключает генератор 1 тактовых импульсов от входа формировател  3 испытательного сигнала и на входе исследуемого четырехполюсника фиксируетс  значение амплитуды испытательного сигнала, при котором был достигнут порог срабатывани . Одновременно пороговый блок 14 выра батывает команду дл  блока iS управлени , по получении которой открываетс  ключ 9 и гаситс  индикатор 8. Низкочастотный фазометр оказываетс  подключенным к запоминающему блоку 10, в котором записываетс  измеренное значение фазы дл  данной амплитуды. По истечении времени записи пороговый блок 14 переключает входные блоки двухканального измерительного преобразовател  б в-режим ослаблени  и вырабатывает команду дл  блока 15 управлени . По получении этой команды. блок управлени  запирает ключ 9 и открывает ключ 12 так, что низкочастотный фазометр оказываетс  непосредственно подключен ко входу блока 11 вычитани . Одновременно с этим на блок 11 вычитани  поступаетзначение разности фаз, ранее записанное в запоминающем блоке 10. Вычитающий блок 11 вырабатывает сигнал, пропорциональный скачку фазы, возникшему в результате переключени  входных блоков преобразовател  6. Этот сигнал коррекции записываетс  в запоминающем блоке 13, с выхода которого вводитс  в низкочастотный фазометр 7 таким образом , что компенсирует ранее возникший скачок фазы. После этого значение фаз дл  амплитуды испытательного сигнала , при котором был достигнут порог срабатывани , индицируетс  индикатором 8. По истечении времени, необходимого дл  введени  коррекции и индика ции разности фаз дл  рассматриваемого значени  амплитуды, блок управлени  вырабатывает команду на запирание ключа 12 и разрешение прохождени  мпульсов генератора 1 тактовых импульсов на вход формировател  испытательного сигнала 3. Процесс измерени  ФАХ продолжаетс . После окончани  всего цикла измерени  ФАХ входные и запоминающие блоки возвращаютс  в первоначальное положение. Таким образом, в предлагаемом устройстве в момент, когда амплитуда сигнала на входе смесител  достигает значени , при котором могут возникнуть недопустимые с1мплитуднозависимые фазосые сдвиги, происходит остановка процесса измерени  ФАЗ, изменение коэффициента передачи входных блоков измерительного преобразовател  б на величину, гарантируемую при дальнейшем продолжении измерени  ФАХ, отсутствиетамплитуднозависимых фазовых сдвигов смесителей.-, Возникающее при этом за счет изменени  коэффициента передачи входных устройств приращение фазы устран етс  в результате автоматического введени  поправки в низкочастотный фазометр. Частотный диапазон измерени  фаэо амплитудных характеристик четырехпоюсников , разработанный по предлагаемой схеме, в п ть раз превышает частотный диапазон известного устройства при менЫией погрешности измерени . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  фаэрамплитудных .характеристик четырехполюсников , содержащее генератор тактовых импульсов, индикатор, формирователь испытательного сигнала, двухканальный измерительный преобразователь, у которого выходы соединены с входами, «йз кочастотного фазометра, один из вхо-дов соединен с из выходов фог ли ровател  испытательного сигнала непо средственно, а два Других - с вторым выходом формировател  испытательного сигнала через исследуеглле четырехпон люсники, а также блок управлени , со единенный . трем  вьисодами соотйетственно с управл ющим входом формирова тел  испытательного сигнала, низкочастотнога .фазометра и индикатора, соединенного с. выходом низкочастотного фазометра, отличают ее с   тем, что, с целью расширени  динамического и частотного диапазонов , в него введены два запоминающих блока, блок вычитани , пороговый бло два управл емых ключа и элемент совпадени , причем генератор тактовых импульсов соединен, с входом формиров тел  испытательного сигнала через элемент совпадени , выход которого соединен также с одним из входов блока управлени , входы порогового бло .ка соединены с выходом двухканального измерительного преобразовател , а три выхода порогового блока соединены соответственно с вторым входом . элемента совпадени , с управл ющим входом двухканальногр измерительного преобразовател  и с другим входом блока управлени , выход низкочастотного фазометра через один из управл емых ключей и запоминаюишй блок соединен с одним из входов блока вычитани  и одновременно через второй управл емый ключ соединен с другим входом блока вычитани , выход которого через . второй запоминающий блок соединен с входом ввода коррекции низкочастотного фазометра, управл емые входы первого и второго ключей соединены соответственно с четвертым и п тым выходами блокауправлени / а управл ющие входы запоминающих блоков соединены с шестым и седьмым выходами того же блока управлени . Источники информации, прин тые вез внимание при экспертизе 1.Витмаер Г. А. и др. Об автомат тизации комплексных измерений фазоста,. бильных УСТРОЙСТВ. Труды IV Всесоюзной конференции. Каунас, 1971, т. III,, с. 65-68.
2. 2.Витмаер Г. А. и др. Прибор дл  автоматического измерени  фазоамплитудных характеристик четырехполюсников . ПТЭ, 1971, .№ 5; с. 266.