Измеритель амплитудно-частотной характеристики свч тракта

 

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ.АМПЛИТУДНОЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЧ-ТРАКТА содержащий последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжен1Гй, и управляемый СВЧ-генератор, выход которого подключен к одной из входных клемм измерителя, второй выходной клеммой соединенного через СВЧ-детектор с входом управляемого усилителя, вы .ходпоЬледнего соединен с входом блока индикации, управляющий вход которого соединён с выходом генератора линейно изменяющегося напряжения и ;С входом последовательно coeдиненных аналого-цифрового преобSJf ....., разователя, дешифратора и блока установки управляющих сигналов, выходом соединенного с управляющим входом упомянутого усилителя, отличающийся , тем, что, с целью сокращения времени измерений, в него введены компаратор, элемент НЕ, переключатель и импульсный генератор , при этом один из входов компаратора.соединен с выходом управляемого усилителя, второй вход компаратора подключен к источнику Опорного напряжения, а выход компаратора непосредственно соединен с первым реверсивным входом блока установки управляющих сигналов и через элемент НЕ-- с вторым реверсивным входом блока установки управляющих сигналов, второй, виход генератора линейно-изменяющегося напряжения соединен с первым управляющим входом блока установки управляющих Сигналов, а выход,импульсного генератора через переключатель - с вторым управляющим входом блока установки управляющих сигналов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ1 (51) 01 R 27 28 е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3366165/18-21 (22) 10.12.81 (46) 30.06.83. Вюл. 9 24 (72) .G.Р. Зиборов и А.H. Трушкин (71) Севастопольский приборостроительный институт (53) 621.317.757(088.8) (56) .1 ° "Электронная техника. Электроника СВЧ". Сер. 1, вып. 11, 1978, с. 81-84 (прототип). (54)(57) 1. ИЗМЕРИТЕЛЬ. АМПЛИТУДНОЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЧ-ТРАКТА, содержащий последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения, и управляемый

СВЧ-генератор, выход которого под-: ,ключен к одной-иэ входных клемм измерителя, второй выходной клеммой соединенного через СВЧ-детектор с входом управляемого усилителя, выход последнего соединен с входом . блока индикации, управляющий вход .которого соединен с выходом генера-: тора линейно изменяющегося напряже-. ния и с входом последовательно соединенных аналого-цифрового преобраэователя, дешифратора и блока установки управляющих сигналов, выходом соединенного с управляющим входом упомянутого усилителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью сокращения времени измерений, в него введены компаратор, элемент

НЕ, переключатель и импульсный генератор, при этом один иэ входов компаратора соединен с выходом управляемого усилителя, второй вход компаратора подключен к источнику опорного напряжения, а выход компаратора непосредственно соединен.с первым реверсивным входом блока ус-: тановки управляющих сигналов и через элемент HE - с вторым реверсивным 3 входом блока установки управляющих сигналов, второй, выход генератора линейно-изменяющегося напряжения соединен с первым управляющим нхо- С дом блока установки управляющих ,сигналов, а выход, импульсного генератора через переключатель - с вторым управляющим входом блока установки управляющих сигналов.

1026083

4О

2. Измеритель по и. 1, о т л ич ающий с я тем, что блок ус,тановки управляющих сигналов выпол нен н виде N-трехвходовых элементов И, N-ренерсинных счетчиков, коммутатора и цифроаналогового преобразонателя, при этом первые входы N-элементов И соединены с соответствующими сигнальными нходами блока установки управляющих сигналон и c N-управляющими входами коммутатора, вторые входы И-элементов

И подключены к первому управляющему входу блока установки упранляю1

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения амплитудно-частотных характеристик АЧХ1 радиотехнических устройств н диапазоне высоких и сверхвысоких частот (СВЧ).

Известен измеритель АЧХ, содержащий последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения, управляемый СВЧ-генератор, СВЧ-тракт, СВЧ-детектор, упранляемый усилитель и блок индикации, вход горизонтального отклонения которого подключен к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения и через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, дешифратор, блок переменных резисторов и ключ †.к входу управления управляемого усилителя (1) .

Недостатком известного измерителя является значительное время

era настройки из-за проведения калибровки вручную путем регулировки блока переменных резисторов . Кроме того, точность калибровки ограничена точностью, с которой оператор корректирует в режиме калибровки собственную амплитудно-частотную характеристику измерителя, выравнивания ее в горизонтальную прямую линию на экране блока индикации.

Цель изобретения — сокращение времени измерений. указанная цель достигается тем, что в измеритель АЧХ СВЧ-тракта, содержащий последовательно соединен. ные генератор линейно-изменяющегося напряжения, управляемый СВЧ-гене ратор, выход которого подключен к одной из входных клемм измерителя, второй входной клеммой соединенного через СВЧ-детектор с входом управляемого усилителя, выход последнего соединен с входом блока индихации, управляющий вход которого соещих сигналов, а третьи входы N-элементов И соединены со вторым управ,ляющим входом блока установки управ ляющих сигналов, выходы Н-элементов

И соединены с соответствующими сигнальными входами N-ренерсивных счет чиков; вход вычитания которых подключен к первому а вход сложения— к второму реверсивным входам блока установки управляющих сигналов, ны-. ходы всех N-реверсивных счетчиков через коммутатор соединены с сооТ ветствующими входами цифроаналогового преобразователя. динен с выходом генератора линейноизменяющегося напряжения и с входом последовательно соединенных аналого- цифрового преобразователя, дешифратора и блока установки управляющих сигналов, выходом соединенного с управляющим входом упомянутого усилителя, введены компаратор, элемент

НЕ, переключатель и импульсный генератор, при этом один из входов компаратора соединен с выходом управляемого усилителя, второй вход . компаратора подключен к источнику опорного напряжения, а выход компаратора непосредственно соединен с первым реверсивным входом блока установки. Управляющйх сигналов и через элемент HE — с вторым реверсив- ным входом блока установки управляющих сигналов, второй выход генератора линейно-изменяющегося напряжения соединен с первым управляю- . щим входом блока установки управляющих сигналов, а выход иМпульсного генератора через переключатель с вторым управляющим входом блока устанонки управляющих сигналов.

Блок установки управляющих сигналов выполнен в виде N-трехнходовых элементов И, N-реверсивных счетиков, коммутатора и цифроаналогового преобразователя; при этом первые входы N-элементов И соединены с соответствующими сигнальными входами блока устанонки управляющих сигналов и с М-управляющими входами коммутатора, вторые нходы N-элементов И подключены к первому управ;яяющему входу блока установки управляющих сигналов, а третьи входы

N-элементов И соединены с вторым упранляющим нходом блока установки управляющих сигналов, выходы N-эле:ментов И соединены с соответствуюими сигнальными входами N-реверсив 4

1026083 ных счетчиков, вход вычитания которых подключен к первому, а вход сло жения — к второму реверсивйым входам блока установки управляющих сигналов, выходы всех N-реверсивных счетчиков через коммутатор соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя.

На чертеже изображена функционал ная схема измерителя.

Измеритель содержит генератор 1 линейн0 изменяющегося напряжения, управляемый СВЧ-генератор 2, СВЧтракт 3, СВЧ-детектор 4, управляемый усилитель 5, блок 6 индикации, аналого-цифровой преобразователь 7, дешифратор 8, Н-трехвходовых элементов И 9-10, N-реверсивных счетчиков 11-.12, коммутатор 13 цифроаналоговый. преобразователь 14, переключатель 15, импульсный генератор 16, коглпаратор 17, элемент

НЕ 18, блок 19 установки управляющих сигналов и входные клеммы 20 и 21 измерителя..

Напряжение источника опорного напряжения ббозначено U2.

Измеритель работает следующим .образом.

Генератор 1 вырабатывает на первом выходе периодический линейно изменяющийся сигнал развертки Ug. с периодом Т, а на втором выходепрямоугольные импульсы прямого хода, длительность которых равна длительности Т> прямого хода развертки. Во время прямого хода развертки под действием сигнала U3 блок 6 осуществляет развертку по горизонтали, а генератор 2 изменяет частоту выходного СВЧ-сигнала по линейному закону. С выхода генератора 2

СВЧ-сигнал через СВЧ-тракт 3 подается на СВЧ«детектор 4, который пре,образует его в низкочастотный сигнал

Па= К25 () 2 () 5Э (f) к2 2() 4 ( где К вЂ” постоянный коэффициент;

S (f)=S<(f)S>(f) - собственная амплитудно-частотная характеристика измерите" ля, неравномер": ность которой обусловлена нерав номерностью амплитудно-частотных характеристик

СВЧ-генератора

2-S (f) и СВЧдетектора 4

ss(f) l

S2(f) — амплитудно-час тотная характеристика СВЧ-трах та 3.

Сигнал Ug усиливается усилителем

5. Выходной сигнал усилителя 5 с учетом (1) будет равен

Ug = к,и, = к,K2sg(f)sq(f)(2)

Сигнал Uq подается на вход вертикального отклонения блока 6 индикации, который индицирует иа экране амплитудно-частотную характерись- . тику СВЧ-тракта 3.

Работе измерителя в режиме из10 мерения предшествует режим калибров ки, в котором СВЧ-трактом 3 служит

СВЧ-устройство с равномерной амплитудно-частотной характеристикой

S2(f) = K = const, например, отре15 зок регулярного волновода. При этом сигнал П4 воспроизводит собственную амплитудно-частотную характеристику измерителя

K2 K Sq(f) (3)

Аналого-цифровой преобразователь

7 преобразует сигнал U9 в ход, определяющий номер i = 1, 2,..., N-участка аппроксимации корректирую щей функции. Дешифратор 8 преобразует выходной код аналого-цифрового преобразователя 7 в сигнал управления, поступающий на один из

N-входов управления коммутатора

13, а также на один из первых входов элементов И 9-10. На вторые входы элементов И 9-10 подается им.пульс прямого хода с второго выхода генератора 1.

В режиме калибровки переклЮчатель 15 замкнут и пропускает счет35 ные импульсы, вырабатываемые импульсным генератором 16, на,третьи входы элементов И 9-10.

Дальнейшую работу измерителя s режиме калибровки рассмотрим на примере формирования первого участ ка аппроксимации корректирующей функции.

При появлении управляющего сиг .нала на первом выходе дешифратора.

45 8 и импульса прямого хода на втором . выходе генератора 1 элемент Й 9 открывается и пропускает счетные импульсы на счетный вход счетчика .11, а коммутатор 13 подает выходнОй кОД счетчика 11 на ВХОды ЦифрОаналогового преобразователя 14, ко- торый преобразует этот код в сигнал

Ug управления коэффициентом передачи К = Q (U<) усилителя 5.

Компаратор 17 сравнивает сигнал

U с опорным сигналом У2. При выполнении условия U > 02 компаратор 17 переключается в состояние логической единицы и его выходной сигнал переключает счетчик 11 в режим вы60 читания. С приходом каждого импульса на счетный вход счетчика 11 его

1 выходной код уменьшается на единицу. При этом сигнал V< уменьшается ,на величину 3 U. соответствующую i

65 единице младшего разряда цифроана1026083 (2

В 2 4 ) 2® "5 2 )) 1 З 4(Ч

Составитель Л. Муранов

Редактор Н. Безродная Техред Б.далекорей Корректор A,Òÿñêî

Заказ 4553/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 логового преобразователя 14, а коэффициент передачи К усилителя 5 уменьшается на величину 6 цйК, /dU

В результате сигнал уменьшается на величину П4 dUdK< / dU .

Укаэанные изменения сигналов будут происходить до тех пор, пока при поступлении m-го импульса на счетный вход счетчика 11 не окажется выполненным условие U 5 (. Ug.

При выполнении условия П c U компаратор 17 переключается в состояние логического нуля. Элемент

HE 18 инвертирует выходной сигнал компаратора 17 и переключает счетчик 11 в режим сложения. С приходом очередного (m+t)-ro импульса на счетный вход счетчика 11 его выходной код увеличивается на единицу.

При этом сигнал U увеличивается на величину лц, а коэффициент передачи К усилителя 5 увеличивается на величйну Ь UdK< /dUq. В результате сигнал Uy увеличивается на величину U4 UdK /Ж, что приводит к выполнению условия U > Ug.

Дальнейшая работа измерителя на первом участке аппроксимации будет происходить аналогично описанным выше случаям. В установившемся режиме калибровки сигнал Ug колеблется относительно порогового значения Ug с амплитудой ц4ЫЙК /dU и с погрешностью, при которой будет выполняться равенство

Up = Uq (4)

На других участках аппроксимации измеритель работает аналогично.

Подставляя (2) и (3) в (4), находим

1 к к 54Н) I

Выражение (5) показывает, что, коэффициент передачи усилителя 5 обратно пропорционален собственной амплитудно-частотной характеристике измерителя, что:и обеспечивает коррекцию неравномерности этой характеристики в диапазоне частот генератора 2.

В режиме калибровки блок 6 инди кации индицирует прямую горизонтальную линию, соответствующую нулевому затуханию СВЧ-тракта 3.

Период повторения счетных импульсов, вырабатываемых генератором 16, выбирается больше времени, необходимого для однократного срабатывания элементов И 9-10, счетчиков 11-12 коммутатора 13, цифроаналогового преобразователя 14, усилителя 5, ком

5 паратора 17 и элемента HE 18.

В режиме измерения СВЧ-трактом

3 служит измеряемое СВЧ-устройство.

При этом переключатель 15 разомкнут и отключает выход генератора 16 от входов элементов И 9-10, а коды счетчиков 11-12 сохраняют значения, полученные в режиме калибровки. Другие элементы измерителя работают в режиме измерения аналогично тому, 15 как они работают в режиме калибровки. Коэффициент передачи усилителя

5 определяется соотношением (5). Выходной сигнал усилителя 5 будет равен

20 где К = U К3 — постоянный коэффи25 E циент.

При этом блок индикации 6 acortpoизводит амплитудно-частотную характеристику измеряемого СВЧ-тракта

$ (е).

3() В режиме измерения частота СВЧгенератора может перестраиваться внешним сигналом, подаваемым на вход управления СВЧ-генератора вместо выходного сигнала генератора лиЗ5 нейно-изменяющегося напряжения.

Одним из вариантов реализации устройства является измеритель, в котором в отличие от описанного усилитель, управляемый аналоговым сигналом., заменен усилителем, управляемым кодом, входы управления которого соединены непосредственно или через дополнительный дешифратор

45 с выходами коммутатора.

Введение новых элементов — коМпаратора, элемента НЕ, элементов И, реверсивных счетчиков, коммутатора, цифроаналогового преобоазовате5О ля, переключателя и импульсного генеоатооа — позволяет автоматизировать пооцесс калибровки и повысить ее точность, что значительно сокра.щает время и тоудоемкость калибровки, 55 à следовательно, повышает произво:,дительность измерений.