Калибратор фазы

 

Изобретение может быть использовано для проверки измерительных приборов различного назначения. Цель - расширение области применения. Устройство содержит опорный генератор 1, делители 2 и 3 частоты, частотно-фазовые дискриминаторы 4, 5 и 19, генераторы 6, 7 и 22, управляемые напряжением , смесители 8, 9 и 21, аттенюаторы 10 и 11, строб-преобразователи 12 и 13, вольтметры 14 и 15, формирователи 16 и 17 стробимпульсов, блок 18 опорных частот. Цель достигается измерением амплитуды выходного сигнала на фиксированной низкой частоте делителя частоты, а также синхронной установкой любой требуемой сетки частоты. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 35 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCXOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ rHHT СССР (21) 4670072/21

{22) 30.03.89

46) 23.02.91. Бюл. № 7

71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Л. С. Субботин и А. А. Тунгусов (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1351444, кл. G 01 R 35/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 911397, кл. G 01 R 35/00, 1980. (54) КАЛИБРАТОР ФАЗЫ (57) Изобретение может быть использовано для проверки измерительных приборов раз„„Я0„„1629889 А 1

2 личного назначения. Цель — расширение области применения. Устройство содержит опорный генератор 1, делители 2 и 3 частоты, частотно-фазовые дискриминаторы 4, 5 и 19, генераторы 6, 7 и 22, управляемые напряжением, смесители 8, 9 и 21, аттенюаторы 10 и 11, строб-преобразователи 12 и 13, вольтметры 14 и 15, формирователи 16 и 7 стробимпульсов, блок 18 опорных частот. Цель достигается измерением амплитуды выходного сигнала на фиксированной низкой частоте делителя частоты, а также синхронной установкой любой требуемой сетки частоты.

1 ил.

1629889

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при поверке измерительных приборов различного назначения.

Цель изобретения — расширение области применения калибратора фазы путем обеспечения калиброванной регулировки амплитуды и частоты выходных сигналов.

На чертеже приведена структурная схема калибратора фазы.

Калибратор фазы содержит опорный генератор 1, делители 2 и 3 частоты (ДЧ), частотно-фазовые дискриминаторы (ЧФД) 4 и 5, генераторы 6 и 7, управляемые напряжением (ГУН), смесители (СМ) 8 и 9, аттен1оаторы (АТТ) 10 и 11, строб-преобразователи (СП) 12 и 13, вольтметры 14 и 5, формирователи 16 и 17 строб-импульсов (ФСИ), блок 18 опорных частот (БОЧ), частотно-фазовый дискриминатор 19, делитель 20 с переменным коэффициентом деления (ДПКД), смеситель 21 и генератор 22, управляемый напряжением.

Первый канал содержит последовательно соединенные генератор 1, делитель 2, дискриминатор 4, генератор 6, аттенюатор 10, строб-преобразователь 12, вольтметр 14.

Между выходом генератора 6 и вторым входом дискриминатора 4 включен смеситель 8.

Второй канал представляет собой последовательную цепь, включающую опорный генератор 1, делитель 3, дискриминатор 5, генератор 7, аттеьпоатор 11, строб-преобразователь 13, вольтметр 15, а также смеситель 9, включенный между выходом генератора 7 и вторым входом дискриминатора 5. Третий канал содержит последовательно соединенные опорный генератор 1, блок 18, дискриминатор 19, генератор 22, смеситель 21 и делитель 20, выход которого соединен с вторым входом дискриминатора 19, а второй вход смесителя 21 — с вторым выходом блока 18.

Кроме того. выход генератора 22 соединен с вторыми входами смесителей 8 и 9 и входами формирователей 16, 17, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами строб-преобразователей 12 и 13. Вторые входы делителей 2 и 3 являются входами управления фазой, а выходы аттенюаторов IO и 11 — выходами всего устройства.

Поскольку предложенный калибратор имеет симметричную структуру, его работу можно пояснить на примере одного выходного канала.

Канал представляет собой кольцо ФАПЧ по вторичным биениям, состоящее из дискриминатора 4, генератора 6, смесителя 8.

Опорный сигнал низкой частоты создается делителем 2 с коэффициентом деления V из сигнала опорного генератора 1. Опорный сигнал высокой частоты, необходимый для работы смесителя 8, формируется в генераторе 22. В режиме синхронизма кольца

ФАПЧ выполняется условие Хуну=(щк 22+fgt. 2=f a 22+f I/ Л (! )

Делитель 2 одновременно выполняет функцию дискретного фазовращателя, что позволяет регулировать фазу сигнала генера5 тора 6 дискретными приращениями по 2л/Л путем воздействия одиночными управляющими импульсами на вход управления фазой, Выходным сигналом канала является сигнал генератора 6. Ослабление его производится аттенюатором 10.

Из выражения (1) следует, что при неизменной величине fyq 2=f 1/N частота выходного сигнала в канале определяется частотой выходного сигнала генератора 22 третьего канала. Таким образом, третий t5 канал выполняет роль синхронного гетеродина, выдающего сетку высоких частот, которые формируются из опорной частоты генератора I. Третий канал представляет собой систему ФАПЧ по вторичным биениям с делителем 20 в цепи промежуточного сигнала и формированием опорных НЧ- и ВЧсигналов блока 18 из опорной частоты в соответствии с выражением

f 2Z=fe1e +К1ИЧ е (2) где fBy 18 — сетка высоких частот блока 18;

25 „ч18 — сетка низких частот блока 18;

К вЂ” коэффициент деления делителя 20 с переменным коэффициентом деления.

Изменяя соответствующим образом fBY 18, 30 f„и К, можно получить любую требуемую сетку ч астот f 22.

Из выражений (1) и (2) следует, что диапазон выходных часто г калибратора сдвинут на фиксированную величину относительно диапазона f+ 2 . Это обстоя 5 тельство позволяет использовать в устройстве контроль уровня выходного сигнала на фиксированной частоте строб-преобразования, которое осуществляется СП 12 следующим образом. аа

В процессе регулировки уровня выходного сигнала аттенюатором 10 информация об изменении амплитуды передается в стробпреобразов .тель 12, где входной сигнал стробируется короткими импульсами с фор45 мирователя 16. Поскольку частота формирования строб-импульсов на практике ограничена, то в ФСИ 16 при необходимости осуществляется предварительное деление частоты 1д 2 для надежной работы в диапазоне СВЧ.

В строб-преобразователе 12 сигнал с частотой f@u 8 преобразуется с одной из высших гармоник строб-импульсов, отстоящей на величину промежуточной частоты fny 8=

° ) — — (О, 1/A . При этом частота сигнала строб-преобразования

f12= М 8 — П f16=fnV 8. (3) где f18 = ч„,22/М вЂ” частота стробирования;

1629889

Составитель М. Кнтановн

Редактор В. Данко Техрел A. Kpa)«)y) Корректор T. Милен

Заказ 438 Тираж 404 !1олпис))<)<

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретснинм и о)крц) н»м ):р ) I Кl! (((I

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рауьнскан )i:)б .. 4 5

ПроизволствсHHo-излательский комбинат «1! )T<))T», г. XrK) I >. . !,)):. »

М вЂ” коэффициент деления в ФСИ 16:

n — номер гармоники строб-импульсов.

Выражение !3) показывает, что вольт метр 14 работает на фиксированной частоте, поэтому не вносит амплитудно-частотных погрешностей при работе калибратора в широком диапазоне частот. Амплитудная погрешность аттенюатора 10 не влияет на точность регулировки амплитуды выходного сигнала, так как отсчет ее производится по вольтметру 14. Следовательно, при работе в диапазоне амплитуд и частот погрешности определяются только строб-преобразователем 12. Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что строб-преобразование является наиболее перспективным методом переноса амплитудной информации из диапазона СВЧ в область НЧ.

Калибратор фазы в диапазоне частот до 1000 МГц обеспечивает ослабление (плавное либо дискретное) уровня выходного сигнала 500 мВ от 0 до 50 дБ с погрешностью стробпреобразования не более 0,25Я. Погрешность низкочастотного вольтметра, Hàпример, типа ВЗ-40 на промежуточной частоте jiz=100 кГц не превышает +2,5Я по паспортным данным. Таким образом, суммарная погрешность регулирования амилитулы выходного сигнала в предложенном калибраторе составит не более +ЗЯ, в то время как применяемый на практике в качестве эталонного прецизионный ступенчатый аттенюатор TT-4132/А имеет паспортную погрешность в этом диапазоне частот )-1.5 лБ, что эквивалентно 15 — 19о. Кроме того, в калибраторе управление всеми параметрами выходных сигналов может быть обеспечено программно, а также отсутствуют принципиальные ограничения частотного диапазона

Фг>рлдн.га изобретен(г.!

Калибратор фазы, солержаший опорный генератор, лва идентичных канала, состоя-! цих из последовательно соединенных делителя частоты, частотно-фазового лискри минатора, генератора, управляемогî í lllpHжением, и смесителя, выход которого сослинен с вторым входом частотно-фазового лискриминатора, причем выхол опорного генератора соединен с входами делителей IBñтоты, вторые вхолы которых являются Входами управления фазой, а к выход)!ч генераторов, управляемых напряжением, полключены аттенюяторы, соединенные с )3!!ходами каналов, и третий канал, oîoòoÿHLèè

ИЗ ПОСЛЕЛОВатсльно СОСЛиненных чяетотиоJ фазового детектора. генср; торя, управ,!ясмого напряжением. и смесителя, oг.г)а(ак)и4ийся теч, что, с цсльк> расширения облг!сти применения пут< м Обесги чения не 3;)f3))0)i»<>ii калиброваннои регулировки частоты и )xilI20 литулы fihlxo;!HI )x сигналов. 13 кяжлый и3

:I Вчх илснтич fl ы х к!l ))гl,! ОВ ВBc лс!1ы 110(. . 1<. лователь !10 сосли не H Hhl(форм про!)атсл и строо-ич пульсов, Tpo()-преобразователь и

f30Ë ЬTXI ET P. И Р И 9TOXI 13TOPOI1 B XO;1 <. TPO()-I) P L ОорязОВВТ(ля <. ()E.. >II II). и с ВЫ ХО.IOм Kllllг),1я, а H третий канал лополнитсг!) но ввс l(ны б 1 О и О П 0 p H hl X I я <. т О Т, В к. 1 )0 1(. H и Ы 1! ч с ж л X

Bhlxolox) oIIopHo) генератора и ВхО;10хl частотно-фазового летскторя, и л(литсль с переменным коэффициснточ лелсния, вклк>чс,)30 H h) и меж. гу В ьl xoл() ч <. месите.зя и flT()p hl м вхолоч частотно-ф 13îâ< гo гстсктор;1, ири этом второй Bb)xo;I, б..и>кя ollopnhlx )яст<>т соелинен с вторым вхолом сч«си o,lf), ll )снсратор, управляемый напряжснисч третьеи> канала, с(цлинен с входах!и формирова) слей строб-им иульсо!3 и Вторь!ми ))хо,)я ми смесителей первогo и второго каналов.