Устройство для анализа флуктуационных характеристик генераторов
УСТРОЙСТВО ДПЯ АНАЛИЗА ФЛУКТУАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНЕРАТОРОВ , содержащее последовательно соединенные смеситель, полосовой фильтр, дискриминатор, усилитель, амплитудный детекто} и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, смеситель выполнен параметрическим, причем сигнальный вход смесителя соединен с. согласованной нагрузкой, а вход накачки - с исследуемым генератором. э (Л
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСГ1УБЛИН (51)4 G 01 R 23/1b
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ВБ Л
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3444482/24-21 (22) 28.05.82 (46) 07.11.85. Бюл. h"- 41 (71) Горьковский ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский радиофизический институт и
Горьковский государственный университет им.Н.И.Лобачевского (72) В.П.Егорычев, И.Я.Орлов и В.M.Ñîëoâüåâ (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 830257, кл. С 01 R 29/26, 1978. Иалахов А.Н. Флуктуации в автоколебательных системах.-И.: Наука, 1968, с.614. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА
ФЛУКТУАЦИОННЬИ ХАРАКТЕРИСТИК ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее последовательно соединенные смеснтель, полосовой фильтр, дискриминатор, усилитель, амплитудный детектор и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,:что, с целью расширения функциональных возможностей, смеситель выполнен параметрическим, причем сигнальный вход смесителя соединен с. согласованной нагрузкой, а вход накачки — с исследуемым генератором.
1 1190287
Изобретение относится к области электрических измерений и предназначено для измерений флуктуаций в колебательных системах.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения измерения функции распределения и корреляционной функции высокого уровня флуктуаций, сигнала исследуемого гене-10 ратора по сравнению, с флуктуациями, вносимыми измерительной цепью.
На фиг.1 приведена структурная схема устройства анализа флуктуационных характеристик; на фиг.2 - при- 15 меры нормированных распределений низкочастотных флуктуаций генератора.
Устройство содержит согласованную нагрузку 1, подключенную к сигналь-. ному входу параметрического преобра- 20 зователя 2, исследуемый генератор 3, соединенный с входом накачки преобразователя 2, выход которого соединен с последовательно соединенным полосовым фильтром 4:, фазовым дискрими- 25 натором 5, усилителем 6, амплитудным детектором 7 и анализатором 8 статистических характеристик индикатором}.
Дисперсия излучения 4 согласованной нагрузки 1 и дисперсия флуктуа ции б исследуемого генератора 3
2 а находятся В соотношении l2 < z °
Устройство для анализа флуктуационных характеристик генераторов рам или
V(t) = x(t)К 1.1 + my(t)7 где x(t) — низкочастотные флуктуации излучения от согласованной нагрузки 1;
К, — коэффициент усиления преоб-, разователя 2;
h K(ti — флуктуации коэффициента усиления преобразователя 2, обусловленные низкочастотными флуктуациями исследуемого генератора 3;
y(t) — случайный процесс, обусловленный флуктуациями генератора 3;
m — индекс модуляции коэффициента усиления преобразователя 2 низкочастотными флуктуациями исследуемого генератора 3;
Распределение флуктуаций W(Z) на выходе параметрического преобразователя 2 согласно классической методике
z =кх (1+my) где W,(х) — распределение флуктуаций излучения от согласованной нагрузки 1;
W,(х) — распределение флуктуаций исследуемого генератора 3; — — — якобиан преобразования
1 флуктуаций. .) 2
Поскольку дисперсия о излучения согласованной нагрузки 1 заведомо меньше дисперсии 6 излучения генера2 тора 3, то распределение флуктуаций на выходе параметрического преобразователя 2 определяется распределением низкочастотных флуктуаций сигнала исследуемого генератора 3.
На фиг.2 прйведены примеры нормированных распределении флуктуаций ) ий И(г) на выходе преобразователя 2 при
0 = О 01 и O = 2. В этих примерах
Э
z согласованная нагрузка 1 имеет гауссово распределение флуктуаций Wq (х):
1 (х-х)
W (х) = — — — — ехр — — —.—, х=-5
2У;7 . 2;, Распределение флуктуаций W (у) исследуемого генератора 3:
Лапласа ф. — с /Ц1) (14 (у) = — — е
2 2 ,у=О. ботает следующим образо °
Сигналы с согласованной нагрузки
1 и исследуемого генератора 3 поступают на входы параметрического преоб.разователя 2.
Флуктуации на выходе параметричес-40 кого преобразователя 2 представляют собой мультипликативную смесь флуктуаций сигнала согласованной нагрузки 1 и флуктуаций этого сигнала, обусловленных изменением коэффициента 15 усиления K параметрического преобразователя 2, обусловленным, в свою . очередь, флуктуациями сигнала исследуемого генератора 3. Собственные флук. туации преобразователя 2пренебрежимо 50 малы, так как параметрический диод преобразователя 2 работает в бестоковом режиме. Огибающая сигнала V(t) на выходе параметрического преобразователя 2 и на основной частоте имеет 55 вид ф ОО
w(z) = J w, (x).w,(y) )х.
U(t) = хИ)(к. + аK(t)) П, Гармоническое колебание со случайной начальной фазой
1190
v,(Y) =
-r2 -nr -8. -d -4 -2 0 Я
Фиа Х
ВНИИПИ Заказ 6974/47 Тираж 747 Подписное
Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4
1 ц („),(Т"„а" (У) . б А
0,((у) А, А=1
Ш. Равномерное в интервале (а; b)
1 5 а (У с b а= -2
b-a у
0 b (у; ус а,, 2
Из фиг.2 видно, что на выходе параметрического преобразователя 2 распределение сигнала от согласованной нагрузки 1 изменяется в соответствии с распределением плотности ве- роятностей флуктуаций исследуемого генератора 3. Поэтому распределение флуктуаций на выходе преобразователя
2 определяется распределением флуктуаций генератора 3. Дисперсия распределения флуктуаций на выходе преобразователя 2 определяется в данном случае мощностью флуктуаций исследуемого генератора 3 и является ме-. рой случайных погрешностей при измерении амплитуды генерируемых колебаний.
Сигнал на выходе параметрического преобразователя 2 пропорционален флуктуациям сигнала исследуемого генератора Э. Дискриминатор 5 осу. ществляет преобразование фазовых флуктуаций сигнала с выхода фильтра ЗО
4 в амплитудные. После усиления и
287 4 детектирования соответственно в уси лителе 6 и амплитудном детекторе 7 низкочастотные флуктуации сигнала поступают в индикатор-анализатор 8 статистических характеристик. Анализатор 8 осуществляет измерение функции распределения в.корреляционной функции поступающих флуктуаций.
Поскольку флуктуации сигнала исследуемого генератора 3 усиливаются в параметрическом преобразователе 2, практически не обладающем собствен- . ными флуктуациями, то относительный вклад поступающих в анализатор 8 статистических характеристик флуктуаций сигнала генератора 3 значительно больше, чем флуктуаций, обусловленных шумами блоков 4-7. Поэтому в анализаторе 8 практически регистрируются -статистические характеристики и функция корреляции флуктуаций сигнала исследуемого генератора Э.
Подключение к параметрическому преобразователю 2 согласованной нагрузки 1 в виде эталонного генератора, спектральная полоса П которого со спектральной полосой II> генератора
3 находится в соотношении П1(< II> позволяет с повышенной точностью исследовать энергетический спектр флуктуаций исследуемого генератора Э.
