Устройство для измерения сверхвысокой частоты

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Может использоваться для измерения сверхвысоких частот в радиотехнических устройствах различного назначения. Цель изобретения - расширение ди апазона измеряемых частот при одновременном , увеличении быстродействия. Устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, д ргический элемент И 2, стробоскопический смеситель 3, генератор опорных частот 4, вычислитель 5,цифроаналоговый преобразователь 6,гетеродин 7, смеситель 8, усилитель преобразованной частоты 9, частотомер 10, детектор II, триггер 12, одновибратор 13. Для достижения поставленной цели в устройство введены коммутатор 14, второй одновибратор 15, второй детектор 16, счетчики 17 и 18, логический элемент И 19. S 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51).4 G 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A8TOPCHCNY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

С0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3719970/24-21 (22) 04.04.84 (46) 23.03.86. Вюл.¹- ll (72) И.И;Криваль, Г.А.Мирских и Л.Г.Цыпкун (53) 621.317(088.8) (56) Патент США ¹ 3932814, кл. G 01 R 23/00, опублик.1976.

Патент Японии № 48-59980, кл С Ol R 23/00, опублик.1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СВЕРХВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Может использоваться для измерения сверхвысоких частот в радиотехнических устройствах различного назначения. Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых частот при одновременном увеличении быстродействия. Устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, логический элемент И 2, стробоскопический смеситель 3, генератор опорных частот 4, вычислитель

5, цифроаналоговый преобразователь

6, гетеродин 7, смеситель 8, усилитель преобразованной частоты 9, частотомер 10, детектор ll, триггер 12, одновибратор 13. Для достижения поставленной цели в устройство введены коммутатор 14, второй одновибратор 15, второй детектор 16, счетчики 17 и 18, логический элемент И 19.

1 ил.

1219

25 г

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения сверхвысокой частоты в радиотехнических устройствах различного назначения. 5

Целью изобретения является расши рение диапазона измеряемых частот,, при одновременном увеличении быстродействия и упрощении конструкции.

На чертеже приведена структурная !О схема предложенного устройства.

Устройство для измерения сверхвысокой частоты содержит генератор

1 тактовых импульсов, первый эле,мент И 2, стробоскопический смеси- 15 тель 3, генератор 4 опорных частот, вычислитель 5, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразова-I тель 6, гетеродин 7, смеситель 8, усилитель 9 преобразованной частоты, 20 частотомер 10, а также последовательно соединенные первый детектор

ll, триггер 12 и первый одновибратор 13, коммутатор 14, второй одновибратор 15, второй детектор 16, первый счетчик 17, второй счетчик !8 и второй элемент .И 19, при этом выход генератора,1 тактовых импуль-. сов подключен к первому входу перво-. го элемента И 2, к второму входу, З0 которого подключен выход первого одновибратора,13, выход ;первого элемента И 2 подключен к входу циф-, роаналогового преобразователя 6, выход гетеродина 7 подключен к перво 35 му входу стробоскопического смесителя 3, выход усилителя 9 преобразо-; ванной частоты подключен к входу первого детектора 11, а выход частотомера 10 подключен к первому входу 40 вычислительного устройства 5. Выход коммутатора 14 соединен с вторым входом стробоскопическрго смесителя 3, выходы генератора 4 опорных частот соединены с cHI.HaiIbHbIMH входами коммутатора 45

14, к управляющему входу которого подключен выход второго одновибратора 15, выход стробоскопического смесителя 3 соединен с входом второго детектора 16, выход которого

50 соединен с входом второго детектора 16, выход которого соединен с входом второго одновибратора 15, первым входом второго элемента И 19 и входом первого счетчика 17, 55 выход триггера 12 подключен к второ- . му входу второй схемы И 19, выход которой соединен с входом второго

975 2 счетчика 18, выход первого счетчика

17 подключен к второму входу вычислителя 5, а выход второго счетчика

18 подключен к третьему входу вычислителя.

Устройство для измерения сверхвысокой частоты работает следующим образом.

В исходном состоянии первый одновибратор 13 под воздействием сигнала с выхода триггера 12 находится в состоянии, при котором первая схема И 2 разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 1 тактовых импульсов на цифроаналоговый преобразователь 6. Второй одновибратор 15 под действием сигнала. с выхода второго детектора 16 находится в таком состоянии, что коммутатор

14, управляемый вторым одновибрато" ром 15, пропускает опорную частоту

f „,, сформированную генератором 4 опорных частот, на второй вход стробоскопического смесителя 3.

На первый вход смесителя 8 поступает сигнал частотой f+. подлежащей изменению. На второй вход смесителя

8 поступает сигнал с выхода гетеро-. дина 7. В начальный момент работы устройства частота гетеродина 7 ниже некоторой опорной частоты f „

Ов| (которая совпадает с начальной частотой гетеродина, принятой в качестве начала отсчета его частоты),поступающей с выхода генератора 4 опорных частот через коммутатор 14 на второй вход.страбоскопического смесителя 3.

На первый вход стробоскопического смесителя 3 поступает сигнал с выхода гетеродина 7. Под действием напряжения или тока с выхода цифроаналогового преобразователя 6 (управляемого импульсами генератора 1 тактовых импульсов через первую схему И 2) гетеродин 7 перестраивается, причем частота его увеличивается. При совпадении частоты гетеродина 7 с частотой Й „,, сформированной генератором

4 опорных частот, подаваемой через коммутатор 14 на второй вход стробоскопического смесителя 3, на выходе последнего образуется низкочастотный сигнал, который детектируется вторым детектором 16 и поступает на второй одновибратор .15. На выходе второго одновибратора 15 под воздействием приложенного сигнала формируется постоянное напряжение, которое перекопление импульсов в первом 17 и втором 18 счетчиках..

Количество импульсов М, накопленное первым счетчиком 17 пропорциоУ нально частоте гетеродина f„, на которой произошла остановка, так как где f „,,f „ — опорные частоты, l0 формируемые генератором 4 опорных частот.

Накопленное количество и импульсов во втором счетчике 18 несет информацию о номере гармоники N гетеродина, на котором произошло преобразование. Это значение определяется из соотношений

f — Nf х

Nf ПЧ

<ПЧ

f пч1 + folic

N =

II fI

Используя приближенные значения преобразованной частоты, равные, например, середине полосы пропускания усилителя 9 преобразованной частоты, можно записать

Л т

ПЧ1 ПЧ2 ПЧ1 тогда

2f пч

N = — —— с

nf0пz

Сигнал преобразованной частоты

Еп„ измеряется частотомером 10, а значение измеряемой устройством частоты f„ вычисляется вычислителем

40 где f„„

Вычислитель 5 работает по следующей программе: проверяет наличие информации на входах (т.е. информа-. ции 0 n, M и fq„ ); если информация присутствует на всех трех входах, то вычисляет значение f к

3 1219975 водит коммутатор 14 в состояние, при котором на второй вход стробоскопического смесителя 3 поступает сигнал опорной частоты Е и (Й Оп «Гоп, ), сформированный генератором 4 опорных частот (сигнал частоты f от входа

ОП стробоскопического смесителя 3 при этом отключается). Гетеродин 7 под воздействием цифроаналогового преобразователя 6 продолжает перестраиваться вверх по частоте. При совпадении частоты гетеродина 7 с каждой из последующих гармоник опорной частоты f« на выходе стробоскопического смесителя 3 появляется сигнал, который детектируется вторым детектором 16 и начинает заполнять первый счетчик 17.

В процессе возрастания частоты гетеродина 7, при достижении некоторого значения его частоты f на выходе смесителя 8 появится сигнал преобразованной частоты f попадаПЧ1 ющий в полосу пропускания усилителя

9 преобразованной частоты и соответствующий прямому преобразованию входчастоты fï÷ f„ Nf г номер гармоники частоты гетеродина 7, на котором произошло преобразование.

Этот сигнал усиливается усилителем

9 преобразованной частоты, детектируется первым детектором ll и запус.кает триггер 12. Выходной сигнал триггера 12 открывает второй элемент

M И 19, разрешая тем самым прохождение импульсов с,выхода второго детек- З5 тора 16 на вход второго счетчика 18.

Гетеродин 7 продолжает перестраиваться вверх по частоте до появления (при некотором значении f его часГ тоты) на выходе смесителя 8 второго сигнала преобразованной частоты, соответствующего зеркальному преоб- х разованию входной частоты (f„

И ПЧЯ

= NfÄ вЂ” й„) . Сигнал преобразованной частоты усиливается усилителем пре- 45 образованной частоты и детектируетс я М,п первым детектором 11. Выходной сигнал первого детектора 11 опрокидывает триггер 12, при этом его выходной ПЧ сигнал запускает первый одновибраПЧZ тор 13, Выходной сигнал одновибратора 13 поступает на первую схему

И 2, запрещая тем самым подачу имйульсов с выхода генератора 1 тактовых импульсов на цифроаналоговый преобразователь 6. При этом перестройка гетеродина 7 прекращается, а следовательно, прекращается и на(f + Nf ) — — — — f

2f пч

oo s оп 2 nf ПЧ2

ong — середина полосы пропуска ° ния усилителя 9 преобразованной частоты; — числа, поступающие в вычислитель 5 из счетчиков

1 7 и 18 соответственно, — значение преобразованной частоты, измеренное частотомером 10.

5 12 если информация хотя бы на одном из трех входов отсутствует, производится повторная проверка наличия информации до тех.пор, пока необходимая информация не будет присутствоУстройство для измерения сверхвысокой частоты, содержащее последова5 тельно соединенные генератор тактовых импульсов, первый элемент И, цифроаналоговый преобразователь, гетеродин, смеситель, сигнальный вход которбго соединен с входом

1О устройства, усилитель промежуточной частоты, первый детектор, триггер, первый одновибратор, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а также стробоскопичес-.

15 кий смеситель, вход которого соединен с выходом гетеродина, генератор опорных частот, частотомер, вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход

20 соединен с вычислителем, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью .расширения диапазона измеряемых частот при одновременном увеличении быстродействия, в него введены

25 коммутатор, второй одновибратор, второй детектор, первый счетчик, второй счетчик и второй элемент И, при этом выход коммутатора соединен с вторым входом стробоскопического

30 смесителя, выходы генератора опорных частот соединены с сигнальными входами коммутатора, к управляющему входу которого подключен выход второго одновибратора, выход стробоскопического смесителя соединен с входом второго детектора, выход которого соединен с входом второго одновибратора, первым входом второго элемента И и входом первого счет40 чика, выход триггера подключен ко второму входу второго элемента И, выход которой соединен с входом второго счетчика, выходы первого и второго счетчиков подключены к второму и третьему входам вычислителя. вать.

Составитель В.Новоселов

Редактор Т.Кугрышева Техред В.Кадар Корректор Е.Рошко

Заказ 1318/52 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4

Длительность импульса второго одновибратора 15 должна быть выбрана не менее времени Т перестройки гетеродина от нижней до верхней его частоты и не более времени Т< + Т, где Т вЂ” время соответствующее мак2

У симальнай разрешающей способности частотомера (обычно 1 с).

Длительность импульса второго од новибратора 13 должна быть не менее

Т и не более Т + Т, где Т вЂ” время, в течение которого значение преобразованной частоты находится в полосе пропускания усилителя 9 (это время устанавливается в зависимости от допустимой нестабильности частоты входного сигнала). Введение новых элементов, их взаимных связей и связей с элементами известного устройства позволяет исключить погрешность в определении номера гармоники, а следовательно, использовать при измерении более высокие номера гармоник и, как следствие, расширить диапазон измеряемых частот. Одновременно увеличивается быстродействие устройства, так как становится возможным параллельное определение частоты гетеродина, номера его рабочей гармоники и преобразованной частоты в отличие от известного устройства, где это определение осуществляется последовательно. Кроме того, в предложенном устройстве отсутствует канал преобразования частоты гетеродина, работающий в диапазоне сверхвысоких частот, что упрощает устройство.

19975 Ь

Формула изобретения