RU2476893C1 - Apparatus for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers - Google Patents

Apparatus for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers Download PDF

Info

Publication number
RU2476893C1
RU2476893C1 RU2011128879/28A RU2011128879A RU2476893C1 RU 2476893 C1 RU2476893 C1 RU 2476893C1 RU 2011128879/28 A RU2011128879/28 A RU 2011128879/28A RU 2011128879 A RU2011128879 A RU 2011128879A RU 2476893 C1 RU2476893 C1 RU 2476893C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
phase
amplitude
frequency
Prior art date
Application number
RU2011128879/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011128879A (en
Inventor
Михаил Николаевич Пиганов
Геннадий Павлович Шопин
Сергей Викторович Тюлевин
Сергей Викторович Елизаров
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority to RU2011128879/28A priority Critical patent/RU2476893C1/en
Publication of RU2011128879A publication Critical patent/RU2011128879A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2476893C1 publication Critical patent/RU2476893C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: result is achieved by adjusting and generating orthogonal output voltages of the test amplifier and controlled attenuator in a wide frequency range with subsequent conversion thereof from the Cartesian coordinate system to a polar coordinate system. The apparatus for measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers has a unit for generating quadrature signals 1, a rectangular pulse former 2, the test amplifier 3, a controlled phase changer 4, a saw-tooth voltage generator 5, a digital inverter 6, a device for automatic control of the transfer constant 7, a controlled attenuator 8, a short pulse former 9, a coordinate conversion unit 10, an amplitude detector 11, an RS flip-flop 12, a comparator 13, a first reference voltage source 14, a phase-determining unit 15, a second reference voltage source 16, an adder 17, a subtractor 18, a phase indicator 19, an amplitude indicator 20 and a dual-threshold comparator 21.
EFFECT: high accuracy of measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of an amplifier.
2 dwg

Description

Изобретение относится к микроминиатюризации и технологии радиоэлектронной аппаратуры и может быть использовано для контроля параметров усилителей при их производстве.The invention relates to microminiaturization and technology of electronic equipment and can be used to control the parameters of amplifiers in their production.

Известно устройство для измерения амплитудно-частотной характеристики усилителя со сложным режекторным фильтром (авторское свидетельство СССР №859962, МПК G01R 27/28, опубл. 30.08.81. Бюл №32), содержащее усилитель-ограничитель, генератор горизонтальной развертки, последовательно соединенные генератор качающейся частоты, сумматор, исследуемый усилитель, детектор, параллельно соединенные входами элементы задержек, выходы которых подключены к формирователям импульсов, генераторы синусоидального напряжения фиксированных частот, выходы которых параллельно подключены к сумматору, блок управления аттенюатором, управляемый аттенюатор, подключенный выходом к сигнальному входу осциллографического индикатора.A device for measuring the amplitude-frequency characteristics of an amplifier with a complex notch filter (USSR author's certificate No. 859962, IPC G01R 27/28, publ. 30.08.81. Bull No. 32), containing an amplifier-limiter, horizontal scan generator, connected in series to the oscillating oscillator frequencies, adder, studied amplifier, detector, delay elements connected in parallel with the inputs, the outputs of which are connected to pulse shapers, sinusoidal voltage generators of fixed frequencies, the outputs of which are parallel connected to the adder, the control unit attenuator controlled attenuator connected to the signal input of output oscillographic display.

Недостатком устройства является низкая точность снятия амплитудно-частотной характеристики и невозможность снятия фазочастотной характеристики усилителей.The disadvantage of this device is the low accuracy of the amplitude-frequency characteristics and the inability to remove the phase-frequency characteristics of the amplifiers.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для измерения разности фаз, реализующие компенсационный метод (Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения: Учебн. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1985, с.216) и содержащее установочный и измерительный фазовращатели и индикатор фиксированного фазового сдвига.Closest to the proposed invention is a device for measuring the phase difference that implements the compensation method (Kukush VD Electroradio measurements: Textbook for universities. - M .: Radio and communications, 1985, p.216) and containing installation and measuring phase shifters and fixed phase shift indicator.

Недостатком устройства является низкая точность снятия фазочастотной характеристики и невозможность снятия амплитудно-частной характеристики усилителей.The disadvantage of this device is the low accuracy of phase-frequency characteristics and the impossibility of taking the amplitude-private characteristics of the amplifiers.

В основу изобретения поставлена задача расширить функциональные возможности устройства, а также повысить его точность снятия амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик усилителей.The basis of the invention is the task to expand the functionality of the device, as well as to increase its accuracy in removing the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the amplifiers.

Данная задача решается в устройстве для снятия амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик усилителей, которое содержит управляемый фазовращатель, согласно изобретению в него дополнительно введены последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов, элемент НЕ, формирователь импульсов малой длительности, RS-триггер, блок определения фазы и индикатор фазы, а также двухпороговый компаратор и генератор пилообразного напряжения, выход которого связан с управляющим входом управляемого фазовращателя, блок формирования квадратурных сигналов, первый выход которого подключен к входной клемме испытуемого усилителя, а также ко входу формирователя прямоугольных импульсов, а второй выход связан с сигнальным входом управляемого фазовращателя, устройство автоматической регулировки коэффициента передачи, первый вход которого подключен к выходной клемме испытуемого усилителя, управляемый аттенюатор, сигнальный вход которого подключен к выходу управляемого фазовращателя, а управляющий вход и выход - соответственно к выходу и второму входу устройства автоматической регулировки коэффициента передачи, блок преобразования координат, первый и второй входы которого также подключены к выходам соответственно испытуемого усилителя и управляемого аттенюатора, компаратор, первый и второй источники опорного напряжения, амплитудный детектор, вход которого также связан с выходом управляемого аттенюатора, индикатор амплитуды, суммирующее и вычитающее устройства, первые входы которых объединены и подключены к выходу амплитудного детектора, вторые входы объединены и подключены к выходу первого источника опорного напряжения, а выходы связаны соответственно с первым и вторым пороговыми входами двухпорогового компаратора, сигнальный вход которого и вход индикатора амплитуды объединены и подключены к первому выходу блока преобразования координат, второй выход которого подключен к первому входу компаратора, второй вход которого связан с выходом второго источника опорного напряжения, а выход - со вторым входом RS-триггера.This problem is solved in a device for recording the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers, which contains a controllable phase shifter, according to the invention, it is additionally introduced serially connected shaper of rectangular pulses, element NOT, shaper of pulses of short duration, RS-flip-flop, phase detection unit and phase indicator , as well as a two-threshold comparator and sawtooth voltage generator, the output of which is connected to the control input of the controlled phase shifter, the unit is formed quadrature signals, the first output of which is connected to the input terminal of the tested amplifier, as well as to the input of the square-wave pulse generator, and the second output is connected to the signal input of the controlled phase shifter, an automatic transmission coefficient adjustment device, the first input of which is connected to the output terminal of the tested amplifier, controlled attenuator whose signal input is connected to the output of the controlled phase shifter, and the control input and output, respectively, to the output and the second input of the device an automatic adjustment of the transfer coefficient, a coordinate conversion unit, the first and second inputs of which are also connected to the outputs of the tested amplifier and controlled attenuator, a comparator, first and second sources of reference voltage, an amplitude detector, the input of which is also connected to the output of the controlled attenuator, an amplitude indicator, which summarizes and a subtracting device, the first inputs of which are combined and connected to the output of the amplitude detector, the second inputs are combined and connected to the output of the first and voltage reference point, and the outputs are connected respectively with the first and second threshold inputs of a two-threshold comparator, the signal input of which and the amplitude indicator input are combined and connected to the first output of the coordinate conversion unit, the second output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the output of the second reference voltage source, and the output is with the second input of the RS-trigger.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, а на фиг.2 - эпюры, поясняющие принцип его работы: а - эпюры напряжения на первом выходе блока формирования квадратурных сигналов; б - эпюры напряжения на втором выходе блока формирования квадратурных сигналов; в - эпюры напряжения на выходе формирователя прямоугольных импульсов; г - эпюры напряжения на выходе элемента НЕ; д - эпюры напряжения на выходе формирователя импульсов малой длительности; е - эпюры напряжения на втором (фазовом) выходе блока преобразования координат; ж - эпюры напряжения на выходе компаратора; з - эпюры напряжения на выходе RS-триггера.Figure 1 presents a block diagram of the proposed device, and figure 2 - diagrams explaining the principle of its operation: a - voltage diagrams at the first output of the block generating quadrature signals; b - voltage plots at the second output of the quadrature signal generation unit; c - voltage plots at the output of a rectangular pulse shaper; g - plot voltage at the output of the element is NOT; d - voltage plots at the output of a pulse shaper of short duration; e - voltage plots at the second (phase) output of the coordinate transformation unit; g - voltage diagrams at the output of the comparator; h - plot voltage at the output of the RS-trigger.

Устройство содержит блок формирования квадратурных сигналов 1, формирователь прямоугольных импульсов 2, испытуемый усилитель 3, управляемый фазовращатель 4, генератор пилообразного напряжения 5, элемент НЕ 6, устройство автоматической регулировки коэффициента передачи 7, управляемый аттенюатор 8, формирователь импульсов малой длительности 9, блок преобразования координат 10, амплитудный детектор 11, RS-триггер 12, компаратор 13, первый источник опорного напряжения 14, блок определения фазы 15, второй источник опорного напряжения 16, суммирующее устройство 17, вычитающее устройство 18, индикатор фазы 19, индикатор амплитуды 20 и двухпороговый компаратор 21.The device comprises a quadrature signal generating unit 1, a rectangular pulse shaper 2, a test amplifier 3, a controlled phase shifter 4, a sawtooth voltage generator 5, a HE 6 element, an automatic transmission coefficient adjustment device 7, a controlled attenuator 8, a short pulse shaper 9, a coordinate conversion unit 10, amplitude detector 11, RS trigger 12, comparator 13, first reference voltage source 14, phase detection unit 15, second reference voltage source 16, summing the trinity 17, a subtractor 18, a phase indicator 19, an amplitude indicator 20 and a two-threshold comparator 21.

В устройстве последовательно соединены формирователь прямоугольных импульсов 2, элемент НЕ 6, формирователь импульсов малой длительности 9, RS-триггер 12, блок определения фазы 15 и индикатор фазы 19, а также двухпороговый компаратор 21 и генератор пилообразного напряжения 5, выход которого связан с управляющим входом управляемого фазовращателя 4. Первый выход блока формирования квадратурных сигналов 1 подключен к входной клемме испытуемого усилителя 3 и входу формирователя прямоугольных импульсов 2. Второй выход блока формирования квадратурных сигналов 1 подключен к сигнальному входу управляемого фазовращателя 4. Первый вход устройства автоматической регулировки коэффициента передачи 7 подключен к выходной клемме испытуемого усилителя 3. Сигнальный вход управляемого аттенюатора 8 подключен к выходу управляемого фазовращателя 4. Управляющий вход и выход управляемого аттенюатора 8 подключены соответственно к выходу и второму входу устройства автоматической регулировки коэффициента передачи 7. Первый и второй входы блока преобразования координат 10 также подключены к выходам соответственно испытуемого усилителя 3 и управляемого аттенюатора 8. Вход амплитудного детектора 11 также связан с выходом управляемого аттенюатора 8. Первые входы суммирующего устройства 17 и вычитающего устройства 18 объединены и подключены к выходу амплитудного детектора 11, а их вторые входы объединены и подключены к выходу первого источника опорного напряжения 14. Выходы суммирующего устройства 17 и вычитающего устройства 18 связаны соответственно с первым и вторым пороговыми входами двухпорогового компаратора 21. Сигнальный вход последнего и вход индикатора амплитуды 20 объединены и подключены к первому (амплитудному) выходу блока преобразования координат 10. Второй (фазовый) выход блока 10 подключен к первому входу компаратора 13, второй вход которого связан с выходом второго источника опорного напряжения 16, а выход - со вторым входом RS-триггера 12.The device is connected in series with a rectangular pulse shaper 2, an element NOT 6, a short pulse shaper 9, an RS-trigger 12, a phase detection unit 15 and a phase indicator 19, as well as a two-threshold comparator 21 and a sawtooth voltage generator 5, the output of which is connected to the control input controlled phase shifter 4. The first output of the quadrature signal generating unit 1 is connected to the input terminal of the tested amplifier 3 and the input of the rectangular pulse shaper 2. The second output of the quadrature generating unit 1 signal is connected to the signal input of the controlled phase shifter 4. The first input of the automatic gear ratio adjustment device 7 is connected to the output terminal of the tested amplifier 3. The signal input of the controlled attenuator 8 is connected to the output of the controlled phase shifter 4. The control input and output of the controlled attenuator 8 are connected respectively to the output and the second input of the device for automatically adjusting the transmission coefficient 7. The first and second inputs of the coordinate transformation unit 10 are also connected to the output respectively, of the tested amplifier 3 and the controlled attenuator 8. The input of the amplitude detector 11 is also connected to the output of the controlled attenuator 8. The first inputs of the summing device 17 and the subtracting device 18 are combined and connected to the output of the amplitude detector 11, and their second inputs are combined and connected to the output of the first source reference voltage 14. The outputs of the summing device 17 and the subtracting device 18 are connected respectively to the first and second threshold inputs of the two-threshold comparator 21. The signal input after it and the input of the amplitude indicator 20 are combined and connected to the first (amplitude) output of the coordinate transformation unit 10. The second (phase) output of the unit 10 is connected to the first input of the comparator 13, the second input of which is connected to the output of the second reference voltage source 16, and the output to the second input of the RS-trigger 12.

Устройство работает следующим образом. На первом и втором выходах блока формирования квадратурных сигналов 1 формируются гармонические сигналы одинаковой амплитуды напряжения U1 и одинаковой частоты f, но сдвинутые по фазе друг относительно друга на 90°. Синусоидальный сигнал (U1sinωt, где ω=2πf) с первого выхода блока 1 (U1-1, фиг.2,а) поступает на вход испытуемого усилителя 3. Косинусоидальный сигнал (-U1cosωt=U1sin(ωt-90°)) со второго выхода блока 1 (U1-2, фиг.2, б) поступает на сигнальный вход управляемого фазовращателя 4.The device operates as follows. At the first and second outputs of the quadrature signal generation unit 1, harmonic signals of the same voltage amplitude U 1 and the same frequency f, but 90 ° phase-shifted relative to each other, are formed. The sinusoidal signal (U 1 sinωt, where ω = 2πf) from the first output of block 1 (U 1-1 , Fig. 2, a) is input to the tested amplifier 3. The cosine signal (-U 1 cosωt = U 1 sin (ωt- 90 °)) from the second output of block 1 (U 1-2 , Fig. 2, b) is fed to the signal input of the controlled phase shifter 4.

С изменением частоты блока формирования квадратурных сигналов 1, из-за неравномерности амплитудно-частотных характеристик испытуемого усилителя 3 и управляемого фазовращателя 4, изменяются амплитуды их выходных напряжений, причем неодинаково. Для исключения этого выходное напряжение управляемого фазовращателя 4 поступает на сигнальный вход управляемого аттенюатора 8, а выходные напряжения испытуемого усилителя 3 и управляемого аттенюатора 8 подают соответственно на первый и второй входы устройства автоматической регулировки коэффициента передачи 7. Последнее сравнивает амплитуды этих выходных напряжений и формирует на своем выходе постоянное напряжение. Оно поступает на управляющий вход аттенюатора 8 и поддерживает амплитуду выходного напряжения управляемого аттенюатора 8 (U8) равной амплитуде выходного напряжения испытуемого усилителя 3 (U8=U3) независимо от частоты.With a change in the frequency of the block for generating quadrature signals 1, due to the non-uniformity of the amplitude-frequency characteristics of the tested amplifier 3 and the controlled phase shifter 4, the amplitudes of their output voltages change, and not the same. To avoid this, the output voltage of the controlled phase shifter 4 is supplied to the signal input of the controlled attenuator 8, and the output voltages of the tested amplifier 3 and the controlled attenuator 8 are supplied respectively to the first and second inputs of the automatic transmission coefficient adjustment device 7. The latter compares the amplitudes of these output voltages and generates output constant voltage. It goes to the control input of the attenuator 8 and maintains the amplitude of the output voltage of the controlled attenuator 8 (U 8 ) equal to the amplitude of the output voltage of the tested amplifier 3 (U 8 = U 3 ) regardless of frequency.

С изменением частоты блока формирования квадратурных сигналов 1 меняется также фазовый сдвиг выходного напряжения испытуемого усилителя 3 (относительно его входного напряжения). При этом нарушается ортогональность выходных напряжений испытуемого усилителя 3 и управляемого аттенюатора 8. Необходимое изменение фазы напряжения на втором выходе блока формирования квадратурных сигналов 1, равное фазовому сдвигу φ выходного напряжения испытуемого усилителя 3 на частоте f и восстанавливающее указанную ортогональность, осуществляется управляемым фазовращателем 4. Для этого генератор пилообразного напряжения 5 (на основе последовательно соединенных генератора прямоугольных импульсов, элемента И и счетчика, а также ЦАП и компаратора) формирует пилообразный сигнал. Он поступает на управляющий вход фазовращателя 4, увеличивая фазовый сдвиг его выходного напряжения до тех пор, пока напряжения на выходе испытуемого усилителя 3 и управляемого аттенюатора 8 не станут ортогональными. Эти напряжения одинаковой амплитуды (U=U8=U3) поступают соответственно на первый и второй входы блока преобразования координат 10, который осуществляет их перевод из прямоугольной системы координат в полярную. На первом (амплитудном) выходе блока 10 формируется постоянное напряжение

Figure 00000001
, которое несет информацию об измеряемой амплитуде выходного сигнала усилителя 3. Оно поступает на сигнальный вход двухпорогового компаратора 21 и вход индикатора амплитуды 20.With a change in the frequency of the quadrature signal generating unit 1, the phase shift of the output voltage of the tested amplifier 3 also changes (relative to its input voltage). In this case, the orthogonality of the output voltages of the tested amplifier 3 and the controlled attenuator 8 is violated. The necessary change in the voltage phase at the second output of the quadrature signal generating unit 1, equal to the phase shift φ of the output voltage of the tested amplifier 3 at the frequency f and restoring the indicated orthogonality, is carried out by the controlled phase shifter 4. For this sawtooth voltage generator 5 (based on a series-connected rectangular pulse generator, an element And and a counter, as well as P and comparator) forms a sawtooth signal. It arrives at the control input of the phase shifter 4, increasing the phase shift of its output voltage until the voltage at the output of the tested amplifier 3 and the controlled attenuator 8 becomes orthogonal. These voltages of the same amplitude (U = U 8 = U 3 ) are respectively supplied to the first and second inputs of the coordinate transformation unit 10, which transfers them from a rectangular coordinate system to a polar one. At the first (amplitude) output of block 10, a constant voltage is formed
Figure 00000001
, which carries information about the measured amplitude of the output signal of the amplifier 3. It is fed to the signal input of a two-threshold comparator 21 and the input of the amplitude indicator 20.

Одновременно с этим амплитудный детектор 11 преобразует амплитуду выходного переменного напряжения аттенюатора 8 в постоянное напряжение, равное U, которое поступает на первые входы суммирующего устройства 17 и вычитающего устройства 18. На вторые входы этих устройств поступает напряжение небольшой величины с выхода первого источника опорного напряжения 14.At the same time, the amplitude detector 11 converts the amplitude of the output alternating voltage of the attenuator 8 into a constant voltage equal to U, which is supplied to the first inputs of the summing device 17 and the subtracting device 18. A small voltage is supplied to the second inputs of these devices from the output of the first reference voltage source 14.

На выходах суммирующего устройства 17 и вычитающего устройства 18 образуются постоянные напряжения, задающие соответственно верхнюю и нижнюю границы области допустимых значений напряжения, формирующегося на первом (амплитудном) выходе блока преобразования координат 10 в момент восстановления ортогональности напряжений на его входах. Необходимость введения такой зоны допуска связано с тем, что напряжение на первом (амплитудном) выходе блока 10 в указанный момент времени может приближаться к искомому U по уровню как сверху, так и снизу.At the outputs of the summing device 17 and the subtracting device 18, constant voltages are generated, which respectively set the upper and lower boundaries of the region of permissible voltage values, which is formed at the first (amplitude) output of the coordinate transformation unit 10 at the time of restoration of the orthogonality of the voltages at its inputs. The need to introduce such a tolerance zone is due to the fact that the voltage at the first (amplitude) output of block 10 at a specified point in time can approach the desired U in terms of both top and bottom.

Выходные напряжения суммирующего устройства 17 и вычитающего устройства 18 поступают соответственно на первый и второй пороговые входы двухпорогового компаратора 21.The output voltages of the summing device 17 and the subtracting device 18 are respectively supplied to the first and second threshold inputs of the two-threshold comparator 21.

Если напряжение на первом (амплитудном) выходе блока преобразования координат 10 лежит в заданной зоне допуска (когда формирование ортогональных напряжений на его входах завершено), то на выходе двухпорогового компаратора 21 формируется логическая «1», в противном случае - логический «0». Напряжение с выхода двухпорогового компаратора 21 поступает на вход генератора пилообразного напряжения 5. При наличии логического «0» на входе генератора 5 рост пилообразного напряжения на его выходе продолжается, а при наличии логической «1» - прекращается. В последнем случае изменение разности фаз, вносимое управляемым фазовращателем 4, также прекращается.If the voltage at the first (amplitude) output of the coordinate transformation unit 10 lies in a predetermined tolerance zone (when the formation of orthogonal voltages at its inputs is completed), then a logical “1” is generated at the output of the two-threshold comparator 21, otherwise a logical “0” is formed. The voltage from the output of the two-threshold comparator 21 goes to the input of the sawtooth voltage generator 5. If there is a logical “0” at the input of the generator 5, the growth of the sawtooth voltage at its output continues, and if there is a logical “1”, it stops. In the latter case, the change in phase difference introduced by the controlled phase shifter 4 also stops.

Синусоидальный сигнал U1sinωt с первого выхода блока формирования квадратурных сигналов 1 (U1-1, фиг.2, а) поступает также на вход формирователя прямоугольных импульсов 2, с выхода которого (U2, фиг.2, в) на вход элемента НЕ 6 поступает сигнал прямоугольной формы. На выходе элемента НЕ 6 образуется его инвертированный сигнал (U6, фиг.2, г). Последний поступает на вход формирователя импульсов малой длительности 9, на выходе которого по фронту входного сигнала формируется прямоугольный импульс малой длительности (U9, фиг.2, д). Этот импульс поступает на первый вход (S - вход) RS-триггера 12 и устанавливает его в единичное состояние (U12, фиг.2, з).The sinusoidal signal U 1 sinωt from the first output of the block for generating quadrature signals 1 (U 1-1 , Fig. 2, a) is also fed to the input of the rectangular pulse shaper 2, from the output of which (U 2 , Fig. 2, c) to the input of the element NOT 6 receives a square wave signal. At the output of the element NOT 6, its inverted signal is formed (U 6 , FIG. 2, g). The latter is fed to the input of a pulse shaper of short duration 9, at the output of which a rectangular pulse of short duration is formed along the front of the input signal (U 9 , Fig. 2, d). This pulse is supplied to the first input (S - input) of the RS-flip-flop 12 and sets it to a single state (U 12 , FIG. 2, h).

Одновременно с получением напряжения на первом (амплитудном) выходе блока преобразования координат 10 (когда формирование ортогональных напряжений на его входах завершено) на его втором (фазовом) выходе формируется спадающее пилообразное напряжение (U10-2, фиг.2, е). Компаратор 13 сравнивает это напряжение с выходным напряжением второго источника опорного напряжения 16. Последнее выбирается немного меньше максимального напряжения на втором (фазовом) выходе блока преобразования координат 10, соответствующего максимуму спадающего пилообразного сигнала в точке разрыва (U16, фиг.2, е). На время превышения первым входным напряжением компаратора 13 уровня второго на его выходе формируется прямоугольный импульс (U13, фиг.2, ж). Этот импульс поступает на второй вход (R - вход) RS-триггера 12 и устанавливает его в нулевое состояние (U12, фиг.2, з).Simultaneously with obtaining a voltage at the first (amplitude) output of the coordinate transformation unit 10 (when the formation of orthogonal voltages at its inputs is completed), a decreasing sawtooth voltage is formed at its second (phase) output (U 10-2 , FIG. 2, e). The comparator 13 compares this voltage with the output voltage of the second reference voltage source 16. The latter is selected slightly less than the maximum voltage at the second (phase) output of the coordinate transformation unit 10, corresponding to the maximum of the falling sawtooth signal at the break point (U 16 , FIG. 2, e). When the first input voltage of the comparator 13 exceeds the second level, a rectangular pulse is formed at its output (U 13 , FIG. 2, g). This pulse is supplied to the second input (R - input) of the RS-flip-flop 12 and sets it to the zero state (U 12 , Fig. 2, h).

При помощи управляемого фазовращателя 4 обеспечивается необходимое изменение разности фаз его входного и выходного напряжений, равное фазовому сдвигу испытуемого усилителя 3. Это эквивалентно восстановлению ортогональности выходных напряжений испытуемого усилителя 3 и управляемого аттенюатора 8. Тем самым создается задержка τ формирования спадающего пилообразного напряжения на втором (фазовом) выходе блока преобразования координат 10. Таким образом, на выходе RS-триггера 12 формируется прямоугольный импульс (U12, фиг.2, з), в котором соотношение τ/Т несет информацию о фазовом сдвиге испытуемого усилителя 3. Импульсный сигнал с выхода RS-триггера 12 поступает на вход блока определения фазы 15. Блок 15 формирует постоянное напряжение, пропорциональное измеряемому фазовому сдвигу усилителя (φ=2πτ/Т), которое снимается с помощью индикатора фазы 19.Using a controlled phase shifter 4, the necessary change in the phase difference of its input and output voltages is provided, which is equal to the phase shift of the tested amplifier 3. This is equivalent to restoring the orthogonality of the output voltages of the tested amplifier 3 and the controlled attenuator 8. This creates a delay τ for the formation of a decreasing sawtooth voltage on the second (phase ) output of the coordinate conversion unit 10. Thus, the output of RS-trigger 12 is formed a rectangular pulse (U 12, 2, s), wherein the aspect ratio The τ / T solution carries information about the phase shift of the tested amplifier 3. The pulse signal from the output of the RS flip-flop 12 is fed to the input of the phase determination unit 15. Block 15 generates a constant voltage proportional to the measured phase shift of the amplifier (φ = 2πτ / T), which is removed using the phase indicator 19.

В дальнейшем, увеличивая частоту f блока формирования квадратурных сигналов 1 и сохраняя рост выходного напряжения генератора пилообразного напряжения 5, находят соответствующие значения амплитуды выходного сигнала UA и фазового сдвига φ испытуемого усилителя 3 и строят его амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики.Subsequently, increasing the frequency f of the block for generating quadrature signals 1 and maintaining the growth of the output voltage of the sawtooth voltage generator 5, find the corresponding values of the amplitude of the output signal U A and the phase shift φ of the tested amplifier 3 and construct its amplitude-frequency and phase-frequency characteristics.

Преимуществами устройства по сравнению с прототипом, являются расширенные функциональные возможности устройства и повышенная точность снятия амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик усилителей. Они достигаются путем выравнивания и формирования ортогональности выходных напряжений испытуемого усилителя и управляемого аттенюатора в широком диапазоне частот с последующим преобразованием их из прямоугольной системы координат в полярную. Это делает процесс снятия амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик усилителя независимым от значения его фазового сдвига.The advantages of the device compared to the prototype are the enhanced functionality of the device and the increased accuracy of removing the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the amplifiers. They are achieved by aligning and forming the orthogonality of the output voltages of the tested amplifier and controlled attenuator in a wide frequency range, followed by their conversion from a rectangular coordinate system to a polar one. This makes the process of recording the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the amplifier independent of the value of its phase shift.

Claims (1)

Устройство для снятия амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик усилителей, содержащее управляемый фазовращатель, отличающееся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов, элемент НЕ, формирователь импульсов малой длительности, RS-триггер, блок определения фазы и индикатор фазы, а также двухпороговый компаратор и генератор пилообразного напряжения, выход которого связан с управляющим входом управляемого фазовращателя, блок формирования квадратурных сигналов, первый выход которого подключен к входной клемме испытуемого усилителя, а также ко входу формирователя прямоугольных импульсов, а второй выход связан с сигнальным входом управляемого фазовращателя, устройство автоматической регулировки коэффициента передачи, первый вход которого подключен к выходной клемме испытуемого усилителя, управляемый аттенюатор, сигнальный вход которого подключен к выходу управляемого фазовращателя, а управляющий вход и выход - соответственно к выходу и второму входу устройства автоматической регулировки коэффициента передачи, блок преобразования координат, первый и второй входы которого также подключены к выходам соответственно испытуемого усилителя и управляемого аттенюатора, компаратор, первый и второй источники опорного напряжения, амплитудный детектор, вход которого также связан с выходом управляемого аттенюатора, индикатор амплитуды, суммирующее и вычитающее устройства, первые входы которых объединены и подключены к выходу амплитудного детектора, вторые входы объединены и подключены к выходу первого источника опорного напряжения, а выходы связаны соответственно с первым и вторым пороговыми входами двухпорогового компаратора, сигнальный вход которого и вход индикатора амплитуды объединены и подключены к первому выходу блока преобразования координат, второй выход которого подключен к первому входу компаратора, второй вход которого связан с выходом второго источника опорного напряжения, а выход - со вторым входом RS-триггера. A device for recording the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers, containing a controllable phase shifter, characterized in that it additionally includes serially connected rectangular pulse shaper, an element NOT, a short pulse shaper, RS-trigger, phase detection unit and phase indicator, as well as a two-threshold comparator and a sawtooth voltage generator, the output of which is connected to the control input of a controlled phase shifter, a block for generating quadrature signals, the output of which is connected to the input terminal of the tested amplifier, as well as to the input of the rectangular pulse shaper, and the second output is connected to the signal input of the controlled phase shifter, an automatic gear ratio adjustment device, the first input of which is connected to the output terminal of the tested amplifier, a controlled attenuator, whose signal input is connected to the output of the controlled phase shifter, and the control input and output, respectively, to the output and the second input of the automatic coefficient adjustment device transmission coefficient, coordinate conversion unit, the first and second inputs of which are also connected to the outputs of the tested amplifier and controlled attenuator, comparator, first and second sources of reference voltage, an amplitude detector, the input of which is also connected to the output of the controlled attenuator, amplitude indicator, summing and subtracting devices, the first inputs of which are combined and connected to the output of the amplitude detector, the second inputs are combined and connected to the output of the first reference voltage source, and the outputs are connected respectively with the first and second threshold inputs of a two-threshold comparator, the signal input of which and the input of the amplitude indicator are combined and connected to the first output of the coordinate conversion unit, the second output of which is connected to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the output of the second voltage reference source, and output - with the second input of the RS-trigger.
RU2011128879/28A 2011-07-12 2011-07-12 Apparatus for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers RU2476893C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011128879/28A RU2476893C1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Apparatus for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011128879/28A RU2476893C1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Apparatus for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011128879A RU2011128879A (en) 2013-01-20
RU2476893C1 true RU2476893C1 (en) 2013-02-27

Family

ID=48805071

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011128879/28A RU2476893C1 (en) 2011-07-12 2011-07-12 Apparatus for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2476893C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU212362A1 (en) * А. Н. лик , В. И. Рыжов MEASURATOR OF AMPLITUDE-FREQUENCY AND PHASE-FREQUENCY CHARACTERISTICS OF FOUR-POLES
SU783715A1 (en) * 1978-11-29 1980-11-30 Предприятие П/Я А-7501 Apparatus for measuring amplitude-frequency characteristic of amplifier
SU859962A1 (en) * 1979-11-23 1981-08-30 Предприятие П/Я А-7183 Device for measuring amplitude frequency characteristics of an amplifier with complex rejector filter
SU1137412A2 (en) * 1983-01-14 1985-01-30 Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе Device for measuring amplifier amplitude-frequency characteristic
US7558541B2 (en) * 2004-12-01 2009-07-07 The Boeing Company Amplifier gain and phase stabilizer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU212362A1 (en) * А. Н. лик , В. И. Рыжов MEASURATOR OF AMPLITUDE-FREQUENCY AND PHASE-FREQUENCY CHARACTERISTICS OF FOUR-POLES
SU783715A1 (en) * 1978-11-29 1980-11-30 Предприятие П/Я А-7501 Apparatus for measuring amplitude-frequency characteristic of amplifier
SU859962A1 (en) * 1979-11-23 1981-08-30 Предприятие П/Я А-7183 Device for measuring amplitude frequency characteristics of an amplifier with complex rejector filter
SU1137412A2 (en) * 1983-01-14 1985-01-30 Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе Device for measuring amplifier amplitude-frequency characteristic
US7558541B2 (en) * 2004-12-01 2009-07-07 The Boeing Company Amplifier gain and phase stabilizer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011128879A (en) 2013-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3784823B1 (en) Distance measuring device, distance measuring method, and distance measuring program
US10234483B2 (en) Sampling circuit, sampling method, sampling oscilloscope, and waveform display method
CN105866783A (en) Laser ranging method and laser ranging device utilizing semi-continuous square wave modulation and flight time measurement
CN107356266B (en) Fiber optic gyroscope eigenfrequency measurement method based on even-time eigenfrequency sawtooth wave modulation
JP2014202716A (en) Distance measuring device
RU2476893C1 (en) Apparatus for measuring amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of amplifiers
RU2480775C2 (en) Device for phase-frequency test of amplifiers
RU167006U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU2507526C1 (en) Method to measure thermal impedance of semiconducting diodes with usage of polyharmonical modulation of heating capacity
RU166785U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU2015138626A (en) METHOD FOR MEASURING PHASE SHIFTS BETWEEN TWO HARMONIC SIGNALS OF THE SAME FREQUENCY
CN208257788U (en) A kind of high frequency resolution pulse digit generating system
Bekirov et al. Real time processing of the phase shift and the frequency by voltage signal conversion into the sequence of rectangular pulses
EP3220545A1 (en) Phase measuring device and apparatuses using phase measuring device
RU95412U1 (en) NONLINEAR RADAR STATION FOR DETECTION OF RADIO ELECTRONIC EXPLOSION CONTROL DEVICES
RU2012125444A (en) RADAR METHOD OF MEASURING THE RANGE OF A MOVING OBJECT
RU2555241C1 (en) Function generator
RU2421738C1 (en) Apparatus for measuring frequency deviation of frequency-modulated oscillations
JP2009047579A (en) Gain and phase calibration apparatus
RU2460192C1 (en) Relay of difference in phases of generators connected for parallel operation
SU917122A1 (en) Method of measuring phase shift changes of discontinuous sine signals
RU2661488C1 (en) Method of the distance measurement
SU415606A1 (en)
RU169439U1 (en) AC VOLTAGE TRANSMITTER
RU2234716C1 (en) Method for generating sounding frequency -modulated signal for range finer with periodic frequency modulation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130713