SU1734026A1 - Способ развертки СВЧ-сигналов в широкополосных строб осциллографах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  метрологического обеспечени  стробоскопических осциллографов с предельно широкой полосой пропускани . Цель изобретени  - повышение максимальной частоты синхронизации СВЧ-сигналов и стабильности их развертки. Способ предусматривает формирование импульсов синхронизации, случайное стробирование СВЧ-сигнала, временную селекцию стробиро- ванных значений СВЧ-сигнала и отклонение луча в вертикальной плоскости напр жением, пропорциональным стробированным значени м сигнала, а в горизонтальной плоскости - напр жением, пропорциональным временному сдвигу строб-импульсов относительно экстремальных значений сигнала. При этом формирование импульсов синхронизации производ т путем случайного стробировани  экстремальных значений сигнала и амплитудной селекцией их соответствующих экстремальных значений амплитуды расширенных импульсов , а отклонение (развертка) сигнала в вертикальной плоскости осуществл етс  путем временной селекции случайно строби- рованных значений сигнала с заданной временной задержкой относительно случайно стробированных экстремальных значений сигнала.3 ил. ч Ј

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  метрологического обеспечени  строб- осциллографов с предельно широкой полосой пропускани .

Цель изобретени  - повышение максимальной частоты синхронизации немодулированного СВЧ-сигнала и стабильности его развертки.

На фиг.1 и 2 приведены эпюры напр жени , по сн ющие предлагаемый способ развертки; на фиг.З - устройство дл  осуществлени  способа

На фиг.1 представлены: а) отрезки синусоидального сигнала wtc. экстремальные (максимальные) значени  которого случайно стробируютс  через интервалы времени Ti, Та, Тз. .(Т - период повторени  входного сигнала); б) строб-импульсы U стр, случайно совпадающие с экстремальным значением сигнала; в) результат строб- преобразовани  экстремальных значений сигнала в расширенные импульсы экспоненциальной формы , пунктиром отмечен уровень ЕОД полога амплитудной селекции, г) формирование импульсов UA

VI

CJ

fe

1ЧЭ

о

синхронизации под действием усиленных расширенных импульсов исм1 с амплитудой , превышающей Е0д; д) формирование медленного ступенчатого напр жени  1)Мп, обеспечивающего горизонтальную развертку сигнала на ЭЛТ; е) формирование строб- импульсов с временным сдвигом n-At (где п...-3,-2,-2,0,1,2,3...) относительно строб-импульсов Ucrpi, формирующих синхроимпульсов . Отрицательные значени  п означает опережение Ucrpi по отношению к истр2, ж) результат преобразовани  мгновенных значений сигнала, сдвинутых относительно экстремальных значений, в виде расширенных импульсов 11см2, в) результат временной селекции случайно стробиро- ванных значений сигнала, сдвинутых относительно экстремальных на заданную величину, результат представл ет собой напр жение вертикального отклонени  сигнала на ЭЛТ; и) отображение на экране осциллографа сигнала отклонением луча по вертикали - напр жением, пропорциональным стробированным значени м сигнала, а по горизонтали - напр жением Умп, пропорциональным временному сдвигу n . At относительно экстремального значени  сигнала .

Пооперационно способ заключаетс  в следующем (фиг,1): подаем входной СВЧ- сигнал (эпюра а); формируем импульсы синхронизации путем случайного стробировани  экстремальных значений входного сигнала (эпюра б) и амплитудной селекции расширенных импульсов (суммы входного сигнала и строб-импульсов) - эпюра в; формируем напр жение развертки горизонтального отклонени  (эпюра д); осуществл ем случайное стробирование входного сигнала на заданную временную величину относительно строб-импульсов, формирующих синхроимпульсы; селектируем во времени только те случайно стробиро- ванные значени  сигнала (эпюра ж), которые имеют временную задержку на заданную величину, полученную за счет сдвига строб-импульсов (эпюра з), формирующих напр жение вертикального отклонени  по отношению к строб-импульсам , формирующим синхроимпульс; формируем напр жение развертки вертикального отклонени  (эпюра з).

Недостатком всех известных способов развертки  вл етс  недостаточна  стабильность момента прив зки начала развертки к входному сигналу и вследствие этого относительно низка  (не более 18 ГГц) максимальна  частота синхронизации сигнала который можно развернуть на экране осциллографа . Этот недостаток обусловлен тем, что импульс синхронизации формируетс  в присутствии собственных шумов элементов схемы осциллографа. Известные

пути уменьшени  вли ни  шумов на момент прив зки в насто щее врем  исчерпаны (фильтраци  источников питани , экранирование и др.).

Снижение вли ни  шумов на точность

0 момента прив зки достигаетс  тем, что хот  шумы и модулируют по амплитуде сигнал, преобразованный в результате случайного стообиоовани , однако последующие усиление и амплитудна  селекци  обеспечивают

5 отделение экстремальных значений преобразованного сигнала, резко выдел ющихс  на фоне других значений благодар  действию строб-импульсов. Это позвол ет повышением порога селекции повысить

0 стабильность момента прив зки.

Возможность развертки максимальной частоты входного сигнала определ етс  стабильностью синхроимпульса и в данном способе по вл етс  возможность развернуть

5 сигнал частотой не менее 26 Гц.

Устройство дл  осуществлени  способа содержит источник 1 СВЧ-сигнала, первый смеситель 2, второй смеситель 3, первый строб-генератор 4, задающий генератор 5,

0 ключ (К) 6, схему 7 автосдвига, второй строб- генератор 8, генератор 9 медленного ступенчатого пилообразного напр жени , первый усилитель 10 и пороговое устройство , второй усилитель 11, интегратор 12, ге5 нератор 13 импульсов управл ющий, электронно-лучевую трубку 14.

Устройство работает следующим образом .

СВЧ-сигнал от источника 1 через пер0 вый смеситель 2 проходит на второй смеситель 3 с согласованной на коаксиальном выходе нагрузкой. В смесителе 2 сигнал стробируетс  с помощью строб-генератора

5 4, запускаемого задающим генератором 5 в режиме автоколебаний с частотой, котора  не св зана с частотой сигнала. Задающий генератор 5 одновременно запускает схему 7 автосдвига. Схема 7 автосдвига задержи0 вает запуск генератора 8 на временной интервал , задаваемый уровнем медленного ступенчато-пилообразного напр жени  генератора 9. При случайном совпадении в смесителе 2 стоб-импульса с экстремаль5 ным значением сигнала, на выходе смесители 2 формируетс  расширенный импульс с экстремальной амплитудой. При срабатывании порогового устройства 10 выходное напр жение генератора 9 изменитс  на дискретную величину, пропорционально которой изменитс  временной сдвиг строб-генератора 8 относительно строб-генератора 4, Каждое последующее совпадение строб- генератора 4 с экстремальным значением ем сигнала источника 1 сопровождаетс  сдвинутым во времени стробированием последующего значени  сигнала источника 1 строб-генератором 8. В промежутке времени между двум  срабатывани ми порогового устройства 10 в серии расширенных импульсов со случайной амплитудой на выходе смесител  3, усиленных усилителем 11, отбираетс  во времени только один расширенный импульс, соответствующий установленному уровню ступенчатого напр жени  генератора 9. Это временна  селекци  производитс  при подключении интегратора 12 к выходу усилител  11 через ключ К, управл емый импульсным генератором 13, который срабатывает под действием импульса порогового устройства 1. Смеситель 3, строб-генератор 8, усилитель 11, генератор 13, интегратор 12 представл ют собой строб-преобразователь с обратной св зью, в котором из серии случайных значений сигнала селектируют и запоминают только те, которые сдвинуты во времени относительно экстремального значени  сигнала на упор доченную величину. Напр жение обратной св зи в преобразователе с выхода интегратора 12 подключаетс  к смесителю 3, линеаризу  его режим относительно упор дочение стробируемых уровней сигнала, и одновременно используетс  дл  вертикального отклонени  луча электронно-лучевой трубки 14 осциллографа. Дл  отклонении луча по горизонтали используетс  напр жение генератора 9, которое представл ет собой квазипериодически ступенчато нарастающее напр жение со случайным периодом и посто нной амплитудой .

Амплитудна  селекци  стробирован- ных экстремальных значений сигнала производитс  в смесителе 1. Диаграммы на фиг.2 про сн ют работу смесител  1 в режиме амплитудной селекции экстремальных значений сигнала, устанавливаемом напр жением смещени  Ео на смесительном диоде . В правом верхнем углу чертежа

изображена вольт-амперна  характеристика (ВАХ) диода, апроксимированна  полигональной функцией. В исходном положении (отсутствие сигнала и строб-импульсов) напр жением смешени  Е0 рабоча  точка диода установлена на обратной ветви ВАХ - диод заперт. По вертикальной оси времени, проведенной из точки Е0, изображены отрезки синусоидального сигнала, случайно

стробируемые в различные моменты времени . Когда суммарное напр жение Us+Ucrpi- Ео выводит рабочую точку диода на пр мую ветвь ВАХ, диод отпираетс  и через накопительный конденсатор смесител  1 протекает зар дный ток в виде одного из коротких импульсов, показанных в правом верхнем углу на фиг.2. При этом формируетс  на выходе смесител  амплитудное напр жение расширенного импульса согласно интегральному выражению, приведенному на фиг.2.

Очевидно, что в зависимости от уровн  входного сигнала устанавливаетс  тот или иной уровень напр жени  смещени  Ео.

При большем уровне сигнала смещени  должно быть больше, при меньшем - меньше.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ развертки СВЧ-сигналов в широкополосных строб-осциллографах, включающий формирование синхронизирующих импульсов, формирование напр жени  развертки вертикального отклонени  путем случайного стробировани  значений сигнала строб-импульсами, сдвинутыми относительно синхроимпульсов, формирование напр жени  развертки горизонтального отклонени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  частотного диапазона

   исследуемых сигналов, формирование синхроимпульсов производ т путем амплитудной селекции и преобразовани  случайно стробированных экстремальных значений сигнала в расширенные импульсы, а отклонение сигнала по вертикали осуществл ют путем временной селекции случайно стробированных значений сигнала с временной задержкой относительно случайно стробированных значений сигнала.

   т.

   Ъ

   Т ;у7Л1

   1/ /;

   920t7CAl

   Oi

   4