Панорамный измеритель ксв и ослаблений

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения частотных КСВ. Цель изобретения - повышение точности измерения больших ослаблений и малых КСВ. Панорамный измеритель КСВ и ослаблений содержит генератор 1 качающейся частоты, направленные ответвители 2 и 3 соответственно падающей и отраженной волн, первый 4, второй 5 и третий 6 детекторы, измеритель 7 отношений, панорамный индикатор 8, усилитель 9, переключатель 10, первый 11, второй 12 и третий 13 дополнительные переключатели исследуемый четырехполюсник 17. Введение блока 14 извлечения квадратичного корня, блока 15 вычитании, источника 16 опорного напряжения позволяет измерять малые ослабления и большие КСВ с высокой точностью. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

° 1 . с с I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1306086 (21) 4697711/09 (22) 29.05.89 (46) 23.08.91. Бюл. М 31 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) А.Н.Трушкин (53) 621.317.343 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 798638, кл. G 01 R 27/28, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1306086, кл. G 01 R 27/28, 1982. (54) ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КСВ И

ОСЛАБЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения частотных

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения частотных

КСВ.

Цель изобретения — повышение точности измерения больших ослаблений и малых

КСВ.

На чертеже приведена структурная электрическая схема панорамного измерителя KCB и ослаблений, Панорамный измеритель КСВ и ослаблений содержит генератор 1 качающейся частоты, направленные ответвители 2 и 3 соответственно падающей и отраженной волн, первый 4, второй 5 и третий 6 детекторы, измеритель 7 отношений, панорамный индикатор 8, усилитель 9, переключатель 10,, 5 0 „, 1672385А2

KCB. Цель изобретения — повышение точности измерения больших ослаблений и малых

КСВ. Панорамный измеритель КСВ и ослаблений содержит генератор 1 качающейся частоты, направленные ответвители 2 и 3 соответственно падающей и отраженной волны, первый 4, второй 5 и третий 6 детекторы, измеритель 7 отношений, панорамный индикатор 8, усилитель 9, переключатель 10,первый 11, второй 12 и третий

13 дополнительные переключатели,исследуемый четырехполюсник 17. Введение блока

14 извлечения квадратичного корня, блока

15 вычитания, источника 16 опорного напряжения позволяет измерять малые ослабления и большие КСВ с высокой точностью.

1 ил. первый 11, второй 12 и третий 13 дополнительные переключатели, блок 14 извлечения квадратного корня, блок 15 вычитания, источник 16 опорного напряжения и исследуемый четырехполюсник 17, Измеритель работает следующим образом.

Первый этап калибровки, Выход основного канала направленного ответвител я 3 соединяется с третьим детектором

6. Переключатели 10-13 устанавливаются в первое положение. Выходной сигнал третьего детектора 6 Us поступает через переключатель 10 на второй вход измерителя 7 и на вход усилителя 9. Выходной сигнал первого детектора 4 04 поступает на первый вход

1672385

55 измерителя 7, при этом на его выходе имеется напряжение

07 = К6 К7 06/04, где К6 — коэффициент, имеющий размерность напряжения;

K7 — коэффициент усиления канала делимого измерителя 7, Напряжение 07 через переключатели

11 и 13 поступает на вход панорамного индикатора 8. Регулируя К7, добиваются единичногоо уровня напряжения 07, при этом

К6 = 04/06. (1)

Второй этап кànèáрoaêè.

Переключатели 10-13 устанавливаются во второе положение. При этом сигнал 06 с выхода третьего детектора через переключатель 10 поступает на второй вход измерителя 7, а сигнал 04 — на его первый вход.

Выходной сигнал измерителя 7 через переключатели 11 и 12 поступает на первый вход блока 15, на второй вход которого поступает выходное напряжение 016 источника 16.

При этом блок 15 вырабатывает сигнал

015 = К15(016- 07), где K15 — масштабный коэффициент блока

15, который через второй вход и выход третьего дополнительного переклЮчателя

13 подается на панорамный индикатор 8.

Путем регулировки уровня опорного напряжения 016 добиваются по шкале панорамного индикатора 8 нулевого уровня сигнала (нулевой отметки) на выходе блока 15.На пряжение U16, полученное в результате такой регулировки, остается Hpèçìåííûì для режима измерения малых ослаблений

016 = 07, (2)

Режиму измерения КСВ предшествует режим калибровки, состоящий из двух этапов.

На первом этапе калибровки к выходу основного канала направленного ответвителя 3 подключается короткозамыкатель.

Переключатели 10-13 устанавливаются в третье положение, Сигнал 05 с выхода детектора 5 через первый вход и выход переключателя 10 подается на второй вход измерителя 7, сигнал 04 поступает на первый его вход. Напряжение

07 = К 7 К5 05/04, где К5 — коэффициент усиления канала делимого измерителя 7, подается через переключатель 11 на блок

14, сигнал на выходе которого U14 = K14f07, где К14 — масштабный коэффициент блока

14.

Сигнал 014 через переключатель 9 поступает на индикатор 8, проградуированный в значениях КСВ. Оператор путем регулировки добивается по шкале панорамного индикатора 8 установки единичного

35 уровня напряжения (сигнала, соответствующего модулю коэффициента отражения, равного единице или KCB = ) на выходе блока 14. При этом K5U5 = 04 и, следовательно

014 = К14Й .

Значение коэффициента

K5 = 0а/05 (3) остается неизменным на период измерения

КСВ.

На втором этапе калибровки переключатели 10-13 устанавливаются в четвертое положение. Сигнал U5 с выхода детектора 5 через первый вход и выход переключателя

10 подается на второй вход измерителя 7, на первый вход которого поступает сигнал.

Сигнал с выхода измерителя 7 07 = к7 подается через переключатель 11 на блок 14, сигнал на выходе которого 014 =- К14К7.

Сигнал 014 через переключатель 12 поступает на первый вход блока 15, на второй вход которого подается сигнал 016. Блок 15 вырабатывает сигнал

015 = К15(016 - 014 ). который подается через переключатель 13 на панорамный индикатор 8. Путем регулировки уровня опорного напряжения 016 olle ратор добивается сигнала нулевого уровня (нулевой отметки на шкале панорамного индикатора 8) на выходе блока 15. Напряжение

016 = 014, (4) установленное в результате такой регулировки, остается неизменным для режима измерения больших КСВ. На этом калибровка заканчивается, В режиме измерения больших и средних ослаблений между выходом основного канала направленного ответвителя 3 и входом третьего детектора 6 включается исследуемый четырехполюсник 17, Переключатели 10-13 устанавливаются в первое положение, При ослаблении исследуемого четырехполюсника 17, равного максимальному измеряемому ослаблению, на выходе усилителя 9 сигнал отсутствует. Уровень сигнала генератора 1 устанавливается таким, чтобы первый детектор 4 работал на верхней границе квадратичного участка. Третий детектор 6 при этом работает на нижней границе квадратичного участка характеристики, так как исследуемым четырехполюсником

17 внесено большое ослабление. По мере уменьшения ослабления, когда третий детектор 6 выходит на верхнюю границу квадратичного участка, на выходе усилителя 9 появляется напряжение, пропорциональное выходному сигналу третьего детектора

1672385

6, которое поступает на управляющий вход генератора 1, уменьшает уровень сигнала до тех пор, пока рабочая точка третьего детектора 6 не вернется на нижнюю границу квадратичного участка. Соответственно ус- 5 танавливается на нижнюю границу квадратичного участка и рабочая точка первого детектора 4. Дальнейшее уменьшение ослабления исследуемого четы рехполюсника

17 приводит к тому, что рабочая точка треть- 10

его детектора 6 двигается к верхней границе квадратичного участка (в область малых ослаблений).

Таким образом, характеристики ослабления исследуемого четырехполюсника 17 15 измеряется в динамическом диапазоне, равном удвоенному диапазону квадратичности характеристики третьего детектора 6, С учетом условия (1) первого этапа калибровки сигнал на входе панорамного ин- 20 дикатора 8 будет иметь вид

ur- к ur, где Кх = K6U6/U4 — модуль коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника

17, 25

Значение Кх отсчитывается по шкале панорамного индикатора 8.

В режиме измерения малых ослаблений переключатели 10-13 устанавливаются во второе положение, При этом рабочая точка 30 третьего детектора 6 находится на верхней границе квадратичного участка характеристики, Сигнал с выхода третьего детектора

6 поступает через переключатель 10 на вход измерителя 7. Напряжение 07 = 07 Кх с его 35 выхода подается через переключатели 11 и

12 на блок 15. Выходной сигнал блока 15 с учетом условия калибровки (2) будет иметь вид

015 = K15U16(1 Kx) . (5) 40

Значение Кх отсчитывается по шкале панорамного индикатора 8.

В режиме измерения малых и средних

КСВ переключатели 10-13 устанавливаются в третье положение. При этом панорамный 45 измеритель КСВ и ослаблений работает в режиме, аналогичном описанному для больших и средних ослаблений соответственно, С учетом условия (3) первого этапа калибровки сигнал на входе панорамного индика- 50 тора 8 будет иметь вид

014 = 014 Гх гае Гк = KsUs/О4 — модуль коэффициента 55 отражения исследуемого четырехполюсника 17, Значение КСВ отсчитывается по шкале панорамного индикатора 8.

В режиме измерения больших КСВ переключатели 10-13 устанавливаются в четвертое положение. При этом рабочая точка второго детектора 5 находится на верхней границе квадратичного участка характеристики. С учетом условия (3) первого этапа калибровки сигнал на выходе блока 14 будет иметь вид

014 = 014 Гх

Напряжение с его выхода подается через переключатель 12 на блок 15, сигнал на выходе которого с учетом калибровки (4) будет иметь вид

4. 15 = K15U16 (1 Гx) . (6)

Значение КСВ отсчитывается по шкале панорамного индикатора 8..

Из выражения (5) нетрудно получить формулу для дк, — относительной погрешности измерения Кх. Для этого из уравненения (5) находят

Kx = 1 - 015/(K15U16).

Формула для дк„определяется иэ следующего выражения:

1 дКХ дКх дкх = K(g 16 + -а1 — Ж15 + дКх

+ д 7 — А 15)

Откуда получают

1 — Кх д к х К (4315 U 16 K 15) где до15,ди16,дк15 — относительные погрешности установки напряжений 015, U16 и масштабного коэффициента К1з, Графики зависимости дкх от Кх, рассчитанной при различных значениях 416 дО15 дк15 приведены на/ фиг, 2.

Анализ формулы (7) и графика показывает, что погрешность измерения Кх тем слабее зависит от BU16 U15 K15 чем меньше ослабление исследуемого четырехполюсника 17, т.е. чем ближе к единице, и составляет

0,03 для Кх = 0,010Б. В то же время погрешность измерения, рассчитанная по формуле дк =+ (0,05Кх+ 0,35) дБ. составит 8,4 .

Из формул (5) и (6) следует, что они идентичны, следовательно, сказанное выше относительно измерения малых ослаблений в полной мере относится и к измерениям больших КСВ, Таким образом, введение блоков 14, 15 и источника 16 позволяет измерять малые ослабления и большие КСВ с высокой точностью.

Формула изобретения

Панорамный измеритель КСВ и ослаблений по авт. св. М 1306086, о т л и ч à e1672385

Составитель M.Êðîìèí

Техред M.Моргентал Корректор A.Îcàóëåíêî

Редактор Т.Иванова

Заказ 2837 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 шийся тем, что, с целью повышения точности измерения малых ослаблений и больших КСВ, выход измерителя отношений соединен с входом панорамного индикатора через введенные последовательно соединенные первый дополнительный переключатель, блок извлечения квадратного корня, второй дополнительный переключатель, блок вычитания и третий дополнительный переключатель, причем второй выход первого дополнительного переключателя соединен с вторыми входами второго и третьего дополнительных переключателей, первый вход второго дополнительного пе5 реключателя соединен с первым входом третьего дополнительного переключателя, а второй вход блока вычитания соединен с выходом введенного источника опорного напряжения.