Способ калибровки синфазно-квадратурного преобразователя

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании многофункциональных измерителей параметров СВЧ-цепей и анализаторов цепей. Цель изобретения - повышение точности калибровки - достигается тем, что в предлагаемом способе подают измеряемый сигнал при первом значении сдвига фаз и опорный сигнал при втором значении сдвига фаз, а затем опорный сигнал при втором значении сдвига фаз и измеряемый сигнал при нулевом значении сдвига фаз и определяют скалярные константы щ, па из математических выражений, приведенных в описании, Устройство, реализующее данный способ, содержит программно-управляемые аттенюаторы 1 и 2, фазовращатели 3 и 4, синфазно-квадратурный преобразователь 5 сигналов в низкочастотные напряжения , преобразователь 6 сигнала в низкочастотное напряжение, усилители 7, 8 и 9, электронный коммутатор и аналогоцифровой преобразователь 11 напряжений. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s 6 01 R 35/00

ГОСУДАРСТВЕ HHHA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4666204/21 (22) 06,02.89 (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (72) И. И. Чупров (53) 621.317.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 951181, кл. G 01 R 27/04, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1322199, кл. G 01 R 27/32„1985. (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ СИНФАЗНОКВАДРАТУРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании многофункциональных измерите, лей параметров СВЧ-цепей и анализаторов цепей. Цель изобретения — повышение точности калибровки — достигается тем, что в

„„ Ц„„1677682 А1 предлагаемом способе подают измеряемый сигнал при первом значении сдвига фаз и опорный сигнал при втором значении сдвига фаэ, а затем опорный сигнал при втором значении сдвига фаз и измеряемый сигнал при нулевом значении сдвига фаэ и определяют скалярные константы п1, пг из математических выражений, приведенных в описании, Устройство, реализующее данный способ, содержит программно-уп равляемые аттенюаторы 1 и 2, фазовращатели 3 и 4, синфазно-квадратурный преобразовагель 5 сигналов в низкочастотные напряжения, преобразователь 6 сигнала в низкочастотное напряжение, усилители 7, 8 и 9, электронный коммутатор и аналогоцифровой преобразователь 11 напряжений. } ил.

1677682

25 схема устройства

R1 е1; Si =Þ

R3 = Е1 + п11:+ ЕЗ

S3 Ю+гпг + е4 (3) 50

Изобретение относится к измерительной технкке и может быть использовано при создании многофункциональных измерителей параметров СВЧ цепей и анализаторов цепей (АЦ).

Цель изобретения — повышение точности калибровки.

Способ калибровки синфазно-квадратурного преобразователя (СКП) опорного 01 и измеряемого Uz сигналов в напряжения R и S, равные

R = I U1I (е1 + m1x+ п1у+ ез (х + уг)), S = 011 (ег + п1гх+ пгу + е4 (х + y )), где х = р соз p; y =p sin p р = I — 1, 02

01

p — разность фаз между сигналами U1, 02 е1 — е4, п11, тг, п1, n2 — скалярные константы, определяющие параметры СКП, реализующиеся в следующей последовательности.

Первоначально проводят измерение напряжений R1, S1 при выключенном сигнале 02(х = У вЂ” О) Затем измеряют напряжения R2 и $2 при выключенном сигнале 01(01 = О, 02 =

= 1): пг = ЕЗ $2 = Е4 .(2) Измерения напряжений Вз и $з при равных входных сигналах 01 и 0г(х = 1, у = О) имеют вид системы:

На основе полученных данных проводят вычисления констант е1 — е4, гп1, m2 из результатов измерений (1) — (3), Вновь проводят измерения напряжений R4 и S4 при сдвиге фазы сигнала Uz на рг (х = xz = cos pz; y = yz = sin фг).

R4= IU1I (е1+ m1xz+ пгуг+ ез)

$4= 101! (ег+ mzxz+ п2У2+ е4) (4) Измерения напряжений Rs u S5 при сдвиге фазы сигнала Uz на рг и сигнала

U1 íà р1 (х = соз (p2+ p1); у = sin (pz +

+ P1);

R5= 1011 (е1+ m1(х1х2 У1У2)+

+ п2(х2х1 + х1У2) + е 3)

35 = 101 (Е2+ Яг (х1х2 У1У2)+

+ п2(х2У1+ х1уг) + е 4) а также, измерения напряжений Rg u Яз при сдвиге фазы сигнала U1 на р1 (х1 = соз р1; у1= sin p1):

Re = 1011 (е1+ m1х1+ n1У1+ ез) g

ss = I 01! (e 1 + mzx1 + п2У! + е4) J, (6) Полученные результаты используются для вь1Числения констант п1 и пг из СиСтЕмЫ уравнений (4) — (6) при 101! = 1 и неизвестных х1, у1, х2, у2.

Таким образом, способ позволяет исключить погрешности определения констант п1 и п2, вносимые погрешностью задания фазы pz и погрешностью рассогласования. в тракте передачи сигнала Uz при введении в него фазового сдвига pz.

На чертеже представлена структурная

Устройство содержит программно-управляемые аттенюаторы 1 и 2, входы которых являются входами сигналов U1 и Uz измерителя, фазовращатели 3 и 4, синфазно-квадратурный преобразователь (СКП) 5 сигналов U1u Uz в низкочастотные напряжения R и S, преобразователь 6 сигнала 01 в низкочастотное напряжение Ч1. Вход сигнала U1 измерителя через последовательно соединенные аттенюатор 1 и фазовращатель 3 соединен со входом преобразователя 6 и входом опорного напряжения СКП 5, а вход сигнала Uz через последовательно соединенные аттенюатор

2 и фазовращатель 4 подключен к измерительному входу СКП 5, Выход напряжения V1 преобразователя

6 и выходы напряжений R u S СКП 5 соотI ветственно .через усилители 7, 8 и 9 соединены с соответствующими входами электронного коммутатора 10, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 11 напряжений

V1, R u S . Выходы АЦП 11 и управляющие входы аттенюатаров 1 и 2, фазовращателей 3 и 4 и коммутатора 10 соединены с соответствующими входами и выходами управляюще-вычислительного блока 12.

Калибровка СКП в соответствии со способом состоит из следующей последовательности операций.

На входы измерителя подают сигналы

U1 0г и по программе, заложенной в память блока 12 измеряют с помощью СКП

1677682

R = I Ul I (Е 1+ mix+ п1у + ЕЗ (х + у )), S = I Ul I (62+ mzx+ лгу+ и (х + у }), Rz = $г = 0 = бз = 64.

40 К4= lUll (е1+m2X2+п1уг+ 6з);.

$4 IUI I (62 + Nzxz+ п2у2+ E4), Rs = I U1 l (1 + Nl (xlx2 — у 1у2) +

+ п2 (х2У1+ хlУ2) + ЕЗ), 45

$5 = 011 (62+ N2 (xlx2 уlуг)+

+ R2 (Х2У1 + Х1У2) + E4).

Вб = I 011 (61 + mlxl + пlуl + ЕЗ) г

$6 = 011 (1 + mzxl + пгу1+ 64) при условии I Ul I = 1.

Составитель В. Степанкин

Редактор Н. Химчук Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Заказ 3114 Тираж 387 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

5, преобразователя 6, коммутатора 10 и

АЦП 11 отношения напряжений R /Vl u

S /V1, которые принимают равными R и $

1 при IUII =1.

По результатам измерений R и $ устанавливают значения Ul и Uz, соответствующие значениям х - 1, х = О, и на передней панели измерителя нажимают кнопку "Калибр", которая включает программу автоматической калибровки (on ределения параметров) СКП 5. По команде из блока 12 с помощью аттенюатора напряжений Rl /Ч1

1 и Sll/Vl, равных Rl u Sl.

После этого включают сигнал Uz и с помощью аттенюатора 1 выключается сигнал

U1. При этом измеряют Rz и $2, которые

I I принимаются равными Rz u Sz. В тех случаях, когда значения 6з и а можно принять равными нулю, измерения Rz и $г не про1 I изводят, а сразу принимают

Затем включают сигнал 01 и измеряют отношения Из /Vl и $э /Vl, которые приниI I мают равными Яз и $з в (3).

По команде из блока 12 включается фазовращатель 4 сдвигающий фазу сигнала Uz на угол р =90, и измеряют отношения

R4 /Ч1 и S4 /Vl, равные R4 и $2 в (4).

Затем включается фазовращатель 3, сдвигающий фазу сигнала Ul на угол

pl= 90О, и измеряют отношения R6/V1 и

$6I/Vl, равные Rq u $6 в (5) при I Ul I = 1.

После выключения фазовращэтеля 4 измеряют отношения Й6 /Vl и $6/Ч1, равные

I 1

R6 и S6 в (6) при I 01I = 1.

Из результатов проведенных калибровочных измерений по программе, заложенной в блоке 12, вычисляются параметры 61, е2, N1, тг, пl, п2, ез, а СКП 5 и выключается фазовращатель 3, На этом заканчивается калибровка

СКП 5 и измерителя в целом и автоматически включается программа измерения отношений Rx /Чl и $х /Чl, Равных R u S nPu

I 1

IUll = 1, и решения системы уравнений относительно х, у при известных 61 — 84, Nl, п1ю mz п2

Формула изобретения

Способ калибровки синфазно-квадратурного преобразователя, заключающийся в том, что на вход калибруемого синфазно5 квэдратурного преобразователя подают опорный и измеряемый входные сигналы при различных соотношениях их фаз и амплитуд, измеряют и запоминают выходные сигналы вида

15 гдех=pcosp;y=pSinpp 0 ! 01!

01, 0г — опорный и измеряемый сигналы;

61, Ег, 63, е4, ml, П12, пl; п2 — скалярные константы, причем соотношения амплитуд

20 и фаз входных сигналов выбирают в следующей последовательности, подают- опорный сигнал при отсутствии измеряемого, затем подают измеряемый сигнал при отсутствии опорного, затем подают измеря25 емый и опорный сигналы, равной величины при нулевом сдвиге фаз и первом значении сдвига фаз, по результатам измерений выходных сигналов рассчитывают скалярные константы 61, 62, ЕЗ, 64, 30 ml Nz, отличающийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, подают измеряемый сигнал при первом значении сдвига фаз и опорный сигнал при втором значении сдвига фаз, а затем опорный сигнал при втором значении сдвига фаэ и измеряемый сигнал при нулевом значении сдвига фаз и определяют скалярные константы пl, пг из уравнений