Панорамный измеритель группового времени запаздывания четырехполюсников

Авторы патента:

ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ГРУП ПОВОГО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ , содержащий генератор качающейся частоты, два смесителя, следящий гетеродин, генератор пилообразного напряжения и индикатор, при этом первый выход генератора качающейся частоты соединен с входом смесителя опорного канала и с выход ной клеммой для подключения исследуемого /четырехполюсника, входная клемма измерителя соединена с входом смесителя измерительного канала, причем гетеродинные входы обоих Нзме1)ительный канал Л смесителей объединены и соединены с выходом следящего гетеродина, первый вход которого соединен с вторым .выходом генератора качающейся частоты , а второй вход - с первым входом генератора качающейся частоты и первым выходом генератора пилообразного напряжения, второй выход которого соединен с синхронизирующим входом индикатора, о т.л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения с одновременным упрощением измерителя, в него введены фазовый и синхронный детекторы , полосовой фильтр и генератор модулирующей частоты, причем выходы смесителей обоих каналов соединены с входами фазового детектора, выход (Л которого через последовательно соединенные полосовой фильтр и синхронный детектор соединён с индикатором, а генератор модулирующей частоты включен между вторьми входами гене-, ратора качающейся частоты и синхрон .ного детектора. пл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕ(НИХ

РЕСПУБЛИК

З(59 G 04 F 10 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3365895/18-21 (22) 15.12.81 (46) 15.07.83 Вюл. Р 26 (72) A.-A.A.Ãèëèñ (53) 621 ° 317.77 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 468186, кл. G 01 R 25/00, 1975.

2. Патент США М 3968427, кл. G 01 R 27/00, 1975..(54). (57) ПАНОРАМНЫЙ измеРНТЕлЬ ГРуп

ПОВОРО ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ, содержащий генератор ка чающейся частоты, два смесителя, следящий гетеродин, генератор пилообразного напряжения и индикатор, при этом первый выход генератора качающейся частоты соединен с входом смесителя опорного канала и с выход ной клеммой для подключения исследуе« мого четырехполюсника, входная клемма измерителя соединена с входом смесителя измерительного канала, причем гетеродинные входы обоих

„„SU„„102 1 А смесителей объединены и соединены с выходом следящего гетеродина, первый вход которого соединен с вторым выходом генератора качающейся часто- ты, а второй вход вЂ” с первым входом генератора качающейся частоты и первым выходом генератора пилообразного напряжения, второй выход которого соединен с синхронизирующим входом индикатора, о т.л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерения с одновременным упрощением измерителя, в него введены фазовый и синхронный детекторы, полосовой фильтр и.генератор модулирующей частоты, причем выходы .смесителей обоих каналов соединены е

Р с входами фазового детектора, выход которого через последовательно соединенные полосовой фильтр и синхронный детектор соединен с индикатором, а генератор модулирующей частоты включен между вторыми входами гене-, ратора качающейся частоты и синхрон.ного детектора.

1029133

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения группового времени запаздывания (ГВЗ ) четырехполюсников в широком диапазоне частот, в частности на СВЧ.

Известен измеритель ГВЗ четырехполюсников, содержащий генератор гармонических.колебаний, амплитудный модулятор, исследуемый четырехполюс ник, генератор модулирующей частоты 10 два смесителя, генератор вспомогательной частоты, два полюсовых фильт" ра и фазометр.

Работа измерителя основана на использовании амплитудно-модулиро- 15 ванного гармонического колебания.

Принцип работы заключается в измерении разности фаз огибающей амплитудно-модулированного сигнала на входе и выходе четырехполюсника (1 j.; 20

Недостатком известного измерителя является невозможность измерения ГВЗ

СВЧ устройств, содержащих ограничители при использовании сигнала с амплитудной модуляцией. 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является панорамный измеритель ГВЗ четырехполюсников, содержащий генератор качающейся частоты (ГКЧ), следящий З0 гетеродин, два смесителя и два частотных дискриминатора, включенные в опорный и .измерительный каналы, а также блок вычитания, дифференциа-. тор, делитель, генератор пилообраз- 35 ного напряжения (ГПН), блок управления и индикатор. При этом первый выход ГКЧ соединен с входом смесителя опорного канала, а исследуемый четырехполюсник включается между 40 выходом ГКИ и входом смесителя измерительного канала . Гетеродинные входы обоих смесителей объединеиы и подключены к выходу следящего гетеродина первый вход которого соединен 45 с вторым выходом ГКЧ,,а второй входвЂ” с первым входом ГКЧ и первым выхо дом ГПН, второй выход которого соединен с вторым входом индикатора. Выходы смесителей через частотные дис, криминаторы раздельно подключены к входам блока вычитания, выход которого через делитель соединен с первым входом индикатора. Цифференциатор включен между третьим выходом

ГКЧ и вторым входом делителя, 55 третий вход которого соединен с блоком управления, другие два выходы которого раздельно соеДинены с ГПН и вторым входом ГКЧ. Второй выход ГПН подключен к входу блока управления, 60 а третий выход вЂ” к синхронизирующему входу индикатора.

Панорамный измеритель ГВЗ четырехполюсников работает следующим образом.

Генератор качающейся частоты выдает сигнал, меняющийся по частоте.

Часть этого сигнала поступает на вход исследуемого четырехполюсника, а другая часть сигнала " на первый вход смесителя опорного канала. Выходной сигнал исследуемого четырехполюсни-! ка, содержащий информацию об измеряемом ГВЗ,поступает на первый вход смесителя измерительного канала.

Входные сигналы смесителей под воздействием сигнала следящего гетеродина в смесителях преобразуются в сигналы промежуточной частоты (ПЧ ), которые поступают на входы частотных дискриминаторов. Выходные сигналы частотных дискриминаторов, пропорциональные производной мгновенной фазы выходных сигналов смесителей, поступают на блок вычитания, на выходе которого получается сигнал, пропорциональный произведению коэффициента скорости изменения качающейся частоты Ы и измеряемой величины

ГВЗ. Выходной сигнал блока вычитания в делителе делится .на коэффициент ь, который формируется дифференциатором из напряжения ГКЧ и подается на второй вход делителя.

Выходной сигнал делителя, пропорциональный отношению разности мгновенных частот в измерительном и опорном каналах к коэффициенту скорости изменения качающейся частоты, определяет ГВЗ исследуемого четырехполюсника и подводится к индикатору для отображения частотной характеристики

ГВЗ. Блок управления синхронизирует работу ГУЧ, ГПН и делителя, а ГПН выдает сигнал для перестройки частоты следящего гетеродина 2).

Недостатком этого устройства является зависимость точности измерения ГВЗ от линейности частотной

;характеристики ГКЧ.При этомдля достижения требуемой точности измерения

ГВЗ предъявляются жесткие требования к линейности частотной характеристики ГКЧ. Например, в рабочем диапазоне частот 0,5-1300 МГц при нелинейности частотной характеристики ГКЧ 1% погрешность измерения

ГВЗ составляет 1 нс.

Целью изобретения. является повышение точности измерения с одновременным упрощением измерителя.

Указанная цель достигается TBMr что в панорамный измеритель группового времени запаздывания четырехполюсников, содержащий генератор качающейся частоты, два смесителя, следящий гетеродин, генератор пилообразного напряжения и индикатор, при этом первый выход генератора качающейся частоты соединен с входом смесителя опорного канала и с выходной клеммой для подключения исследуемого четырехполюсника, входная клем1029133

"вых= "в сд + > "х

ВНИИПИ Заказ 4976/45 Тираж 411 Подписное

Филиал ППП "Патент", ма измерителя соединена с входом смесителя измерительного канала, причем гетеродинные входы обоих смесителей объединены и соединены с выходом следящего гетеродина, первый вход которого соединен с вторым выходом

5 генератора качающейся частоты, а второй вход вЂ” с первым входом генератора качающейся частоты и первым выходом генератора пилообразного напряжения, второй выход которого соеди- 10 нен с синхронизирующим входом индикатора; введены фазовый и синхронный детекторы, полосовой фильтр и генератор модулирующей частоты, причем выходы смесителей соединены с 5 входами фазового детектора, выход которого через последовательно соединенные полосовой фильтр и синхронный детектор соединен с индикатором, а генератор модулирующей частоты включен между вторыми входами генератора качающейся частоты и синхронного .детектора.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого измерителя ° 25

Панорамный измеритель группового времени запаздывания (ГВЗ } четырехполюсников содержит генератор качающейся частоты (ГКЧ ) 1, следящий гетеродин 2, исследуемый четырехполюсник 3, смесители 4 и 5 измери)тельного канала и опорного канала, генератор пилообразного напряжения

9, индикатор 11, фазовый детектор 6, полосовый фильтр 7, синхронный детектор 8 и генератор 10 модулирующей частоты. При этом первый выход .ГКЧ 1 соединен с входом смесителя 5 опорного канала и через исследуемый четырехполюсник 3 подключен к входу смесителя 4 измерительного кана- 40 ! ла. Гетеродинные входы обоих смесителей объединены и подключены к выходу следящего гетеродина 2, первый вход которого соединен с вторым выходом ГКЧ 1, а второй вход вЂ” c 45 первым входом ГУЧ 1 и первым выходом

ГПН 9, второй выход которого соединен с синхронизирующим входом индикатора 11. Выходы смесителей 4 и 5 соединены с входами фазового детектора 6г выход которого через послеl. довательно соединенные полосовой фильтр 7 и синхронный детектор 8 подключен к индикатору 11, а генератор 10 модулирующей àñòÎò вклю- 55 чен между вторыми входами ГКЧ 1 и синхронного детектора 8.

Предлагаемый измеритель работает следующим образом.

Напряжение ГКЧ 1, модулированное. по частоте гармоническим сигналом Я, расщепляется на две части одна часть сигнала подводится на вход исследуемого четырехполюсника 3, а другая - на вход смесителя 5 опорного канала. Выходной сигнал четырехполюсника 3, огибающая которого содержит информацию об измеряемом

ГВЗ; подводится к входу смесителя

4 измерительного канала. К гетеродинным входам обоих смесителей 4 и

5 подводится выходной сигнал следящего гетеродина 2, частота которого в любой момент времени отличается от качающейся частоты ГКЧ 1 на постоянную величину ды . На выходах смесителей 4 и 5 выделяются сигналы разностной промежуточной частоты дм=

=и - мс. . Фаза сигнала 04 измерительного канала содержит информацию об величине измеряемой ГВЗ. Для выделения этой информации сигналы с выходов смесителей 4 и 5 подводятся на измерительный и опорный каналы фазового детектора 6. С помощью полосового фильтра 7 выделенный сигнал частоты Я подается на один из входов синхронного детектора 8, который подавляет вторую квадратурную составляющую сигнала и определяет знак измеряемой неравномерности ГВЗ.

На второй вход синхронного детекто= ра 8 подводится сигнал от модулирующего генератора 10. Перестройка частоты ГКЧ 1 и следящего гетеродина осуществляется генератором 9 пилообразного напряжения. Выходное напряжение синхронного детектора 8 при определенных условиях пропорционально измеряемой величине ГВЗ где 0 „ - уровень сигнала, подводимовх сд

* го на первый вход синхронного детектора 8;

Таким образом, положительный эффект достигается за счет того, что работа предлагаемого измерителя ГВЗ основана на сравнении фаз сигналов

ПЧ в измерительном и опорном каналах, что позволяет исключить высбкие требования к линейности частотной характеристики ГКЧ и вследствие чего упрощается его структура. При этом точность измерения ГВЗ повышается.

Технико-экономическая эффективность. предлагаемого измерителя заключается в достижении точности измерения ГВЗ в СВЧ диапазоне 0,5 нс.

При этом нелинейность частотной характеристики ГКЧ может быть по" . рядка 10%.

r.Ужгород,ул.Проектная,4