Устройство для измерения быстроизменяющихсяфазовых сдвигов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЮТЕЛЬСТВУ

Союз Советски»

Социалистически»

Республик р>838609 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 0709,79 (21) 2820441/18-21 с присоединением заявки ИУ (23) Приоритет

Опубликовано 150681 Бюллвтвнь Н» 22Дата опубликования описания 15.06,81 (s>)e. к .

G 01 R 25/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 6 21. З17.. 77 (088. 8) (72) Автор изобретения

В, А.Щелоков (73) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БЫСТРОИЗМЕНЯЮЩИХСЯ

ФАЗОВЫХ СДВИГОВ

Изобретение относится к радиоиз— мерениям, в частности к устройствам для измерения фазовых сднигон, и мо-. жет быть использовано при измерении фаэовой стабильности клистронон, ламп бегущей волны и других усилителей СВЧ, а также зависимости параметров э тих приборов от режимов питания, Известно устройство для измерения быстрых фазовых сдвигов, содержащее

СВЧ генератор, опорный генератор, измерительный и опорный каналы, усилитель и фазоизмеритель (1).

Однако быстродействие такого устройстна ограничено узкополосностью устройства обработки информационного сигнала в кнадратурных сумматорах„ низкой точностью измерения, неоднозначностью регистрации фазовых сдвигов.

Известно устройство для измерения быстромен яющейся Фазы, содержащее

СВЧ генератор, опорный и измерительный каналы СВЧ, опорный генератор, 25 смеситель, усилитель промежуточной частоты и Фазовый детектор (2), Недостатком этого устройства является невысокая погрешность измерений инеодноэначность индикаций Фазы СВЧ. 3() цель изобретения — повышение точности измерения и достижение однозначности при индикации фазоных сдвигов

СВЧ.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор СВЧ, направленный ответвитель, опорный генератор, смеситель, соеди— ненный с усилителем промежуточной частоты, и фазовый детектор, причем генератор СВЧ соединен со входом направленного ответвителя, подключенного через выводы исследуемого объекта ко входу смесителя, введены удвоитель частоты, фазовый модулятор, сумматор, ограничитель и фазосдвигатег.ь, причем второй выход направленного ответвителя соединен с первым входом фазового модулятора, второй и третий входы которого через удвоитель частоты и непосредственно соединены с опорным генератором, а выход — co входом смесителя, при этом второй выход опорного генератора через фазосдвн-гатель соединен с управляющим входом разового детектора, выход сумматора через ограничитель соединен r. перным входом фазового детектора, а первый и нторой входы его подключены к опор838609 ному генератору и выходу усилителя промежут очной частоты, Ва фиг„1 приведена функциональная схема устройства для измерения быстрои з мен яющи хся it às оных сдни го в; н а фиг. 2 — закон фаэовой модуляции опорного СВЧ сигнала.

Устройство состоит из генератора

СВЧ 1, олорного генератора 2, удвоителя 3 частоты, направленного ответвителя 4, фазового модулятора 5, иэ— меряемого объекта 6, смесителя 7, усилителя 8 промежуточной частоты, сумматора 9, ограничигеля 10, фазовогоо детектора 11 и фазосдвигателя

12 „

Устройство работает следующим образом, СВЧ сигнал генератора 1 разветвля;-=тся направленным отнетнителем 4 на дна канала, в одном иэ которых устананлен объект 6 измерения, а в дру:-ам — фазовый модулятор 5.

Разность фаз сигналов, поступающих на смеситель ранна 5 1}Π— M sin Я t + и!г Я}1п ?lent + Ч} „ГДе М,(i — инДексы

Фазоной модуляции сигнала опорной частоты и его нторой гармоники, определяе .ые амплитудой этих сигналов; }- — фа=; оный i д}зи г, вносимый О бъс ятом

6 из}}ерения, Перемен }1Ое напряжение на ныхОдс смс.сителя. равно

П = П 1-.n s ь }}

После разло}кения н ряд Фурье сиг-. нал пернОй Гаг}1!Они ки МОжно э аписать

Н н}1Т1 "}с —: 2ПсонЧ Е,(74к,, (.М „) ) <с-o s t + 2}3} s i n

+ 14 „,, !М„) ) sing к — 1 (М,}) " .. „}„,}х г,}г (О}} =- Ji cos (Я + )) г

ГДЕ "I " КОЭффИЦИЕНТ г Э авИСЯЩИЙ ОТ

Йели 1ин}1 индексон фазовой модуляции и характеризующий потери энергии «а перннос фазы СВЧ фазе ПЧ. Величина и =}0,72 получается при М} = 2,08 и

М, = 1,21 и соответствует потерям

3 дБ, что вполне допустимо. Расчетный ",акон изменения а Р во времени, при Ч вЂ” const (закон модуляции Фазы как показал чиггенный расчет, про- 413 неденный на ЭВМ, каждому не нулевому значени!о М„соответствует несколько значений М,}, при которых амплитуды при cos Ч}и sin Ч} равны. Это означает, -1то при изменении Ч сигнал первой гармоники лишен амглитуднсй мо-. дуляции и его фазе пеггедается фаэ а

СВЧ, т . е. выражение (1) приводится

Y. виду в фазовом модуляторе) приводим на фиг, 2; гунктипом дана пилообразная аппроксимация.

На выходе смесителя 7 УПЧ 8 выделяет перную гармонику модулирующего сигнала и далее сигнал гоступает на сумматор 9, где складынается с сигналом той же частоты. Суммарный сигнал после ограничения н ограничителе

10 поступает на информационный вход фазового детектора 11, на опорный вход которого поцается сигнал опорного генератора 2 через фазосдвигатель 17 на 90

Предл агае мое изобретение поз вол яет повысить точность измерения быстрых фазовых сдвигов, уменьшить погрешность измерения с 20-30 до 5-7}}}, а также достигнугь однозначности при индикации фазовых сднигон CBg.

Формула изобретения

Устройство для измерения быстроизменяющихся фазовых сдвигов, содержащее генератор .ВЧ, направленный отнетнитель, опорный генератор, смеситель, соединенный с усилителем промежуточной частоты, и фазовый детек— тор, причем генератор СВЧ соединен со входом направленного Отнетнителя, подключенного через выводы исследуемого объекта, ко нходу cìåñèòåëÿ, о т л и ч а ю щ е е сятем,,что,,с целью повышения точности при достйженил Однозначности измерений, н него нведены удвоитель частоты, фазовый модулятор., сумматор, ограничитель и фазосднигатель, причем второй выход направленного Отнетнителя соединен с перным входом фазового модулятора, второй и третий нходы которого через удвоитель частоты и непосредственно соединены с опорным генератором, а выход — с входом смесителя, при этом второй выход опорного генератора через фазосднигатель соединен с управляющим входом фазового детектора,ны— ход сумматора через ограничитель coe— динен с первым входом фазового детектора,а первый и второй входы его подключены к опорному генератору и выходу усигителя промежуточной .частоты.

Источники информации, принятые во внимания при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

} 167909„ кл. G 01 R 25/02, 1965, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 338860„ кл . G 01 B 25/ОО, 1970 . азВ ОВ

Составитель Н. Медведева

Редактор М, Петрова Техред А. А« Корректор Г. Назарова

Заказ 4421/69 Тираж 7 32 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. ужгород, ул. Проектная, 4