Измеритель независимых фазовых сдвигов пассивных четырехполюсников

 

Изобретение может быть использовано при изготовлении и настройке различных радиоэлектронных устройств . Цель изобретения - расширение области испольтов ния - достигается зл сиет чоэможност1 измерения фазового сдвига пассивш х четырехполюсников с большими невтаимными потерями. Для в устройст«о введены третий направленный ответьитель 13, второй вентиль 14,последовательно соединенные четвертый напр.1 ответвитель 15 и управ- j ч хо й фазовращатель 16, к управляюае 1; входу которого подключен гене- pirop 20 низкой частоты, последовательно соединенные третий вен иль 17, второй фазовращатель 18 и второй аттенюатор 19. Тестовый сигнал на измеритель подается от генератора 1 через первый вентиль. Измерение фазовых производится путем балансировки измерителя без исследуемого четырехполюсника 4 и с его включением с помощью первого детектора 3 и первого индикатора 9, второго детектора 11 и второго индикатора 12, при этом отсчет фазовых сдвигов производится по шкапам первого 5 и второго 18 фазовращателей и первого 6 и второго 19 аттенюаторов . 1 ил. о Ј (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСт1 ЬЛИН

ÄÄSUÄÄ 16262 (>g)g С 01 к 27728

"„ :.ЯРАЯ ! -",, "Чг!1М

" 1 Еп.А

О! 1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АB t GI"CÕÎ,ÀÓ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НО1,1ИТЕТ

IÎ ИЗОЫРКтв",ИЯМ И О ИЪТ ИМ

ПРИ ГКНТ СССР 2 ) 4667 -; i /." I (22) 27.03.89

a) 07.02.9!. Бюл. и 5 (7!) Севастопольский; риборострои !.w ьный (72) A. Ь . Кондрашихин., B. R. Саламатин н А.В.Мельников (53) 621.317,?5 (088,8) (56) Авторско.-. свидетелтство CI CP !

1 1084696, кл. G 01 R1 17/00, !982.

Авторское свидетель"тво СССР !! 1478149, кл. G 01 R ?7/28, 1987. (54) ИВ& КР!!ТЕЛЬ НЕВБА 1!1НЫХ ФАЗСВ . IX

СДВИГ Od ПАССИВНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЗТОСНИКОВ (57) 11зобретение може быть использовано при изготовлении и настройке различных радиоэлектронных устройств. Цель изобретения — расширение области использов ния — достигается эа счет возможност измере— ния фазового сдвига пассивн .х четырехполюсников с большими нев =3аимными потерями, Для эого в устрой=тво введены третий направленный ответви-.ель 13, второй вентиль 14,последовате-.ьно соединенные четвертый напра л. .нный ответвитель 15 и управ ч=м..й фазовращатель 16, к управляюце.з, входу которого подключен генератор 20 низкой частоты, последовательно соединенные третий вентиль !

7, второй фазовращатель 18 и второй атсенюатор 19, Тестовый сигнал на изме интел подается от ге ератора

1 через первый вентиль. Измерен е фазовых сдвигов производится путем балансировки измерителя без исследуемого четырехполюсника 4 и с его включением с помощью первого детектора 8 и первого индикатора 9, второго детектора Il и второго индикатор.. 12, при этом отсчет фазовых сдвигов производится по шкалам первого 5 и второго 18 фазовращателей и первого 6 и второго 19 аттенюаторов, ил, .1626200

Изобретение относится к области электроизмерений и может быть использовано при изготовлении и настройке различных радиоэлектронных

5 устройств. !

1елью изобретения является расширение области использования за счет воэможности измерения невзаимного фазового сдвига пассивных четырех- !р полюсников с большими невзаимными потерями путем введения второго опорного канала и управляемого фаэовращателя.

На чертеже приведена структурная электрическая схема измерителя.

Измеритель невзаимных фазовых сдвигов пассивных четырехполюсников содержит последовательно соединенные генератор 1 и первый вентиль 2,последовательно соединенные первый двунаправленный ответвитель 3, второй выход которого соединен с входной клеммой для подключения -исследуемого четырехполюсника 4, первый фазоврашатель 5 25 и первый аттенюатор 6, последовательно соединенные второй двунаправленный ответвитель 7, второй вход которого соединен с выходной клеммой для подключения исследуемого четырехполюс- 30 ника 4, первый детектор 8 и первый индикатор 9, а также короткозамыкатель 10 и последовательно соединенные второй детектор 11 с вторым индикатором 12, третий двунаправленный ответвитель 13, присоединенный между выходом первого вентиля 2 и вторым входом первого двунаправленного ответвителя 3, второй вентиль 14,присоединенный между выходом первого 40 аттенюатора 6 и первым входом второго двунаправленного ответвителя 7, последовательно соединенные четвертый двунаправленный ответвитель 15 и электрически управляемый фазовраша4 тель 16, присоединенные между вторым выходом второго двунаправленного ответвителя 7 и входом короткозамыкателя 10, последовательно соединенные третий вентиль 17, второй фазовра" щатель 18 и второй аттенюатор 19, присоединенные между вторым входом четвертого двунаправленного ответвителя 15 и вторым выходом третьего двунаправленного ответвителя 13 гене55 ратор 20 низкой частоты, выход которого соединен с управляющим входом электрически управляемого Ьазовращателя 16, согласованную нагрузку 21, присоединенную к второму выходу четвертого двунаправленного ответвителя

15, и согласованную нагрузку 22,присоединенную к первому входу первого двунаправленного ответвителя 3, при этом вход второго детектора 11 соединен с вторым входом третьего двунаправленного ответвителя 13.

В качестве индикаторов 9 и 12 могут быть использованы осциллографические индикаторы или вольтметры пиковых значений.

Измеритель работает следующим о6разом, Сигнал от генератора 1 через первый вентиль 2 и третий двунаправленный ответвитель 13 попадает в первый двунаправленный ответвитель 3 и иэ него через исследуемый четырехполюс,— ник 4 и первый опорный канал, образованный первым фазовращателем 5, первым аттенюатором 6 и вторым вентилем 14, проходит во второй двунаправленный ответвитель 7, откуда часть сигнала попадает на первый детектор

8, а оставшаяся часть отражается от коро; козамыкателя 10. Разделившись в четвертом двунаправленном ответвителе 15, отраженный короткозамыкателем 10 сигнал через четырехполюсник

4 и второй опорный канал, образованный третьим вентилем 17,вторым фазовращателем !8 и вторым аттенюатором

19, попадает в третий двунаправленный ответвитель 13, откуда часть сигнала попадает на второй детектор 11.

Перед началом измерений проводится балансировка измерителя. Для этого вместо исследуемого четырехполюсника 4 в тракт включается отрезок линии передачи равной геометрической длины. С помощью первого фазовращателя 5 и первого аттенюатора 6 добиваются минимального сигнала по первому индикатору 9, а с помощью второго фазовращателя 18 и второго аттенюатора 19 — минимального сигнала по второму индикатору 12. После этого включают в тракт исследуемый четырехполюсник 4 и снова добиваются минимальных показаний первого и второго индикаторов, Изменение коэффициентов передачи первого фазовращателя 5 и первого аттенюатора 6 относительно их значений при балансировке соответствует модулю и фазе коэффициента передачи (без учета электрической длины отрезка линии передачи) исследуемого

5 162 тырехполюсника 4 в прямом направлении.

Изменение коэффициентов передачи второго фазовращателя 18 и второго аттенюатора 19 от- осительно их значенич при балансировке соответствует комплексному коэффициенту передачи исследуемого четырехполюсника 4 в обратном направлении.

Сигнал, г.сдаваемый на первый детектор 3, можно найти етодом ориентированных граФов. Пренебрегая потерями вентилей и слагаемыми второго, третьего и более высоких порядков малости (HpIIàïðàâëåííîñòü ответвителей, отражения от входа и выхода ответвителей, переотражения детекторов и др.), с::гнал н, первом детекторе 8 запишется в виде

2 4 2. К где Š— комплексная амплитуда сигr нала генератора 1;

S = S е и d = d е «1 — коэффи1 циент передачи и переходное ослабление первого двунаправленного ответвителя 3;

S = S е "2и d = d е «Ь2- коэф«ьиЯ. 2. 2. циент передачи и переходное ослабление второго двунаправленного ответвителя 7;

= d e «гЬ> — коэффи 3 циент передачи и переходное ослабление третьего двунаправленного ответвителя 13;

<«II i III <

S< S e 4и «14 = d e . — коэффи4 4 циент передачи и переходное ослабление четвертого двунаправленного ответвителя

< а = i«I е 1 « — коэффициент переа1 а1 дачи последовательно соединенных первого фазовращателя 5 и первого аттенюатора 6; е « г2 — коэффициент отражеХ2 XZ ния выхода четырехполюснцка 4;

Г = Г е — коэффициент отражеи ния короткозамыкателя 10 с учетом вносимого фазового сдвига электрически управляемого фазовращателя 16; и

h«n e « " г — коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника 4 я прямом направлении (от генератора 1) ., где 2111/Я вЂ” электрическая длина оте

35 резка линии передачи.

Очевидно, минимальный сигнал на первом индикаторе 9 имеет место при условии л S1 «12

« а S2d

"q а, —;; — — Ь,-, .

2и1

45 Условия балансировки по второму индикатору 12: л S 82$а«11

0 м

83 4 (4) 50 (t y qq .+y +(11 +

? й1

dy 4

Затем в тракт включается исследуемый четырехполюсник 4 на первом детекторе 8 представляет собой в общем случае сумму двух сигналов, один из которых промодулирован по фазе генератором 20 низкой

6200 6

Сигчал, подаваемый на вт рой детектор 11, имеет виц

1 г 3 4 а (d1 "а 2 г 3 4 1 а 2

2) (< 28а«13 Б

+ dа „S>) + ЕгБ, S Г11, «1, (2)

1«Рг, 10 где Г = 1 е — коэффициент отраХ, 1« жеиия входа четь рехполюсника 4; ,1 Л 1ЧФ2 са = « е - коэф«Ьициент пере2 «12 дачи последова15 тельно соединенных второго фазоврашателя 18 и второго аттенюатора 19;

Б bОБ e коэффициент пере

20 дачи исследуемого четырехполюсника

4 в обратнсм направлении (от короткозамыкателя 10)

25 Во время балансировки вместо исследуемого четырехполюсника 4 в тракт включается отрезок линии передачи.

Предполагая отсутствие в нем потерь, в выражения (1) и (2) подставляют

30 I

2а1 с I exp(i — — — ) и Г пР ОБр йе 3

= ry,- =0, 1626200 (= (. +—

1 2е1 р 1г в случае, частоты. Амплитуда сигнала, снимае- 1 мого с первого детектора 3, будет меняться с частотой, кратной часто- те генератора 20, до тех пор, пока присутствуют оба сигнала. С помощью первого фазовращателя 5 и первого аттенюатора 6 добиваются минимальной амплитуды огибающей амплитудномодул рованного сигнала на экране осциллографического индикатора 9.При этом устраняется влияние переотражений от выхода исследуемого четырехполюсника 4 на погрешность измерения коэффициента передачи.

Тогда модуль и фаза коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника 4 в поямом направлении из (1) с учетом ба. нсировки (3) определяются по изменению коэффициента передачи первого фазовращателя 5 и первого аттенюат .ра Ь относительно балансировки по первому индикатору 9: л n ь р =(25 л где — изменение коэффициента а передачи (ослабления) аттенюатора 6, (0 =10 + - —-- 30

I гце (— изменение фазового сдвига, » вносимого фазовращателем 5, Сигнал на втором детекторе 11 при включенном в . ракт четырехполюснике 35

4 представляет собой амплитудно-модулированный сигнал. С помощью ь горого фазовращателя 18 и второго аттенюатора 19 добиваются минимальной амплитуды огибающей амплитудно-модулированного сигнала на втором индикаторе

12, что соответствует наличию на втором детекторе 11 только сигнала,отраженного от входа четырехполюсчика 4 °

Разница по::азаний второго фазовраща45 теля 18 и второго аттенюатора !9 в этом случае и в случае балансировки по второму иидикатору 12 соответствует модулю и фазе коэффициента передачи четырехполюсника 4 в обратном нап- 50 равлении:

n nl

Об Йг л где 2 — изменение коэффициента пе- 55

4 редачи (ослабления) второго аттенюатора 19 в этом .

I где Я вЂ” изменение фазового сдвига г второго фазовращателя 18 в этом случае.

Как видно из формулы (1), при исг льзовании направленных ответвителей с переходным ослаблением 20

25 дБ "ложный" минимум на втором детекторе 11 может возникнуть лишь в случае, когда потери исследуемого четырехполюсника в прямом направлении составляют более 40 дБ. В этом случае балансировку второго опорного канала следует проводить после балансировки первого опорного канала, когда весь сигнал, прошедший через четырехполюсник 4 и первый опорный канал, будет отражаться от корьткозамыкателя 10. При измерении параметроп четырехполюсников, прямые потери которых не превышают 30 дБ, балансировку второго опорного канала можно проводить одновременно с балансировкой первого опорного канала независимо от его коэффициента передачи.

Формула изобретения

Измерит ель невэ аимных фазовых сдвигов пассивных четырехполюсников, содержащий последовательно соединенные генератор и первый вентиль,последовательно соединенные первый двунаправленный ответвитель, второй

«ыход которого соединен с входной клеммой для подключения исследуемого четырехполюсника, первый фазовращатель и первый аттенюатор, последовательно соединенные второй двунаправлепный ответвитель, второй вьход которого соединен с выходной клеммой для подключения исследуемого четырехполюсника, первый детектор и первый индикатор, а также короткоэамыкатель и последовательно соединенные второй детектор с вторым индикатором, отличающийся ем, что, с целью расширения области использования, в него введены третий двунаправленный ответвитель, второй вентиль, последовательно соединенные четвертый двунаправленный ответвитель и управляемый фазовращатель, последовательно соединенные третий вентиль, второй фазовращатель и вто162б 200

Составитель Н.Михалев

Техред А.Кравчук Корректор Т Малец

Редактор О.Юрковецкая

Заказ 276 Тиразк 409 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ултород, ул. Гагарина, 101 рой аттенюатор, генератор низкой частоты, а также две согласованные нагрузки, подключенные соответственно к выходам первого и третьего направленных ответвителей, при этом выход первого вентиля подключен к первому выводу третьего направленного ответвителя, второй вывод которого подключен к входу второго детектора, третий — к четвертому выводу первого направленного ответвителя,четвертый — к выходу второго аттенюатора, выход первого аттенюатора подключен к третьему выводу второго направленного ответвителя, четвертый вывсд которого подключен к третьему выводу третьего направленного ответвителя, четвертый вывод которого подключен к входу третьего вентиля, а выход генератора низкой частоты подключен к управляющему входу, управляемого фазовращателя, к выходу которого подключен короткозамыкатель.