Разделы сайта

Анализ технических возможностей измерительного фазового моста

Одним из основных узлов всех приборов, построенных по предлагаемому методу, является измерительный фазовый мост (ИФМ), который в значительной мере и определяет его рабочий диапазон частот, динамический диапазон амплитуд, пределы и погрешности определения комплексных коэффициентов передачи испытуемых смесителей.

В этой связи необходимо проанализировать возможности ИФМ, особенно применительно к измерению сдвигов фаз смесителей.

Для измерения действительного сдвига фаз, вносимого испытуемым смесителем во входной сигнал при его гетеродинном преобразовании в сигнал промежуточной частоты необходим второй опорный (эталонный) смеситель.

Эти два смесителя подвергаются двум видам испытаний, при одном определяется разность, а при другом - сумма сдвигов фаз, вносимых смесителями в сигнал промежуточной частоты (ПЧ) в процессе гетеродинного преобразования частоты.

После этого может быть вычислен действительный сдвиг фаз любого из смесителей.

Если вычислить ФЧХ опорного смесителя, он может в дальнейшем использоваться для измерения действительного сдвига фаз любого испытуемого устройства, содержащего преобразователь частоты.

При этом необходимо, чтобы рабочий режим опорного смесителя не менялся по сравнению с тем, для которого была вычислена его ФЧХ, особенно уровень мощности сигнала гетеродина.

В случае реализации структурных схем включения испытуемого и опорного смесителей, приведенных на рисунке 7 для определения разности и суммы их сдвигов фаз уровень сигнала на входе испытуемого смесителя меняется на величину коэффициента передачи опорного смесителя. Коэффициент передачи испытуемого смесителя может быть больше и меньше единицы.

Для диодного смесителя он меньше, а для транзисторного больше единицы.

Кроме того, испытуемое СВЧ-устройство, содержащее преобразователь частоты - смеситель, может содержать ряд других узлов: фильтры, аттенюаторы, УПЧ и т.д. и выполняться, как уже отмечалось ранее, в виде неразъемного модуля.

В любом случае это приводит к изменению рабочего режима испытуемого и опорного смесителей.

С целью снижения или полного исключения этого изменения в ИФМ необходимо включить последовательно соединенные аттенюатор и усилитель. Такие узлы должны компенсировать изменение уровня мощности сигнала при переходе от одной схемы соединения ИФМ к другой.

Для выявления особенностей построения ИФМ при измерениях суммы и разности сдвигов фаз смесителей на рисунках 8, 9 и 10 приведены структурные схемы ИФМ в этих режимах.

Анализ этих схем позволяет наглядно выявить перечень узлов, которые необходимо включать в ИФМ в режимах измерения суммы и разности фаз.

сдвиг фаз в полосовом фильтре;

сдвиг фаз в аттенюаторе;

сдвиг фаз в усилителе;

сдвиг фаз в испытуемом смесителе;

сдвиг фаз в опорном смесителе;

сдвиг фаз в смесителе ПЧ измерительного канала;

сдвиг фаз в смесителе ПЧ опорного канала.

Рисунок 8 - Структурная схема включения смесителей для измерения разности фаз

Потери преобразования серийно выпускаемых смесителей не превышают 10 дБ, поэтому коэффициент усиления усилителя не может быть меньше этой величины. В случае испытания смесителя с коэффициентом передачи больше единицы для сохранения уровней сигналов неизменными на его входах и входе опорного смесителя требуется применение аттенюатора. Однако в этом случае, как видно из структурных схем, приведенных на рисунках 9 и 10, существенно меняется рабочий режим самого опорного смесителя. Поэтому представляется более целесообразным применение в качестве опорного именно диодного смесителя, имеющего коэффициент передачи меньше единицы. При соединении смесителей в ИФМ для измерения разности сдвигов фаз уровень сигнала на входе усилителя увеличивается, что приводит к изменению уровня сигнала на входе испытуемого смесителя, для компенсации которого последовательно с усилителем и надо включить аттенюатор.

Перейти на страницу: 1 2 3

Самое читаемое:

Исследование аналого-цифрового преобразователя с помощью Elvis
Цель настоящей работы исследование процессов протекающих в аналого-цифровых преобразователях (АЦП) с помощью комплекта виртуальных измерительных приборов для учебных лабораторий «NI ELVIS». В качестве исследуемого АЦП разработан лабораторный стенд. Для конкретизации поставленных выше целей определим актуальность поставленной задачи ...