Устройство для измерения девиации частоты

 

Изобретение относится к технике электроизмерений и предназначено для измерения девиации частоты сигналов с произвольным законом модуляции, является дополнительным изобретением к авт. св. № 1288609. Цель изобретения - повышение точности измерении при одновременном расширении диапазона рабочих частот устройства. Для достижения этой цели в устройство введены два регулируемых аттенюатора 8 и 9, два амплитудных детектора 10 и 11. блок 12 вычитания и второй фильтр 13. Устройство также содержит блок 1 фазовой дискриминации , блок 2 выделения максимума амплитуды напряжения, фильтр 3, схему 4 деления , индикатор 5 девиации частоты, линию 6 задержки и фазоврашатель 7. Во всем рабочем диапазоне входных частот в устройстве поддерживается равенство входных напряжений блока I фазовой дискриминации. Это устраняет смещение центров дискри.минационной характеристики устройства относительно нулевого уровня и значительно расширяет его рабочий диапазон. 3 ил. со to со СО о фиг.1 Го

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D4 G01 R2312.1. ) 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1288609 (2l) 3792461/24-21 (22) 26.06.84 (46) !5.07.87. Бюл. № 26 (72) С. А. Косарев, В. В. Дмитриев и А. Н. Дебальчук (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1288609, кл. G 01 R 23/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к технике электроизмерений и предназначено для измерения девиации частоты сигналов с произвольным законом модуляции, является дополнительным изобретением к авт. св. № 1288609.

Цель изобретения — повышение точности

Ы) 1323976 А 2 измерений при одновременном расширении диапазона рабочих частот устройства. Для достижения этой цели в устройство введены два регулируемых аттенюатора 8 и 9, два амплитудных детектора 10 и 11, блок 12 вычитания и второй фильтр 13. Устройство также содержит блок 1 фазовой дискриминации, блок 2 выделения максимума амплитуды напряжения, фильтр 3, схему 4 деления, индикатор 5 девиации частоты, линию

6 задержки и фазовращатель 7. Во всем рабочем диапазоне входных частот в устройстве поддерживается равенство входных напряжений блока 1 фазовой дискриминации.

Это устраняет смещение центров дискриминационной характеристики устройства относительно нулевого уровня и значительно расширяет его рабочий диапазон. 3 ил.!

323976

Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для измерения девиации частоты сигналов с произвольным законом модуляции.

Цель изобретения — повышение точности

5 измерении при одновременном расширении диапазона рабочих частот устройства за счет стабилизации центров линейных рабочих участков детекторной характеристики устройства относительно нулевой линии, что осуществляется в широком диапазоне входных частот.

На фиг. 1 изобра>кена функциональная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 -- эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит олок 1 фазовои дискриминации, блок 2 выделения размаха напряжения, фильтр 3, схему 4 деления, индикатор 5 девиации, вход которого подключен к выходу схемы 4 деления, первый вход которой соединен с выходом бло- 2г« ка 2 выделения размаха напряжения, а е< второй вход — — с выходом фильтра 3, I«ричем первый и второй выходы блока 1 фазовой дискриминации подключены соответственно к входу блока 2 выделения рc«>г маха напря>кения и входу фильтра 3.

УРОме того, УcTPOHcTв0 соде!эжит .,t«HHI«I

6 задержки, фазовращатель 7, регулируемые аттенюаторы 8 и 9, амплитудные детекторы 10 и 11, блок 12 вычитания и второй фильтр !3, выход которого соединен с управляющими входами первого 8 и второго 9 регулируемых аттенюаторов, выходы которых подключены соответственно к входу линии

6 задер>кки и входу фазоврац<,ателя 7. Выход линии 6 задержки подклю«ен к входу первого амплитудного детектора !О, а выход фазовращателя 7 — к входу второго ампли35 тудного детектора !1. Выходы первого 10 и второго 11 амплитудных детекторов подключены соответственно к первому и второму входам блока 12 вычитания. выход которого подключен к входу второго фильт- 40 ра 13. Информационные входы регулируеМь«х аттенюаторов 8 и 9 подключены к входу устройств". а выходы ли «ии 6 задержки и фазовращателя 7 подклк>чены соответственно к первому и второму входам блока

1 фазовой дискриминации.

Устройство работает следукэ«ци««образом.

ПУcTh HB «3x0 J, vcTI>OHcTl38 rIo+HcTсЯ <:игнал, напряжение которого

L«=- Л-Sir« <э«, Тогда на выходе линии 6 задержки напряжение имеет вид

U,== Л sir« «I (t- - т), где т — — время задержки сигнала линией 6 задержки.

Предположим, что фазовый сдвиг, в «<ц имый регулируемым фазоврагцателем 7. равен нулю. Тогда на первом и втором выходах блока 1 фазовой дискрими:a I,<«H сигналы имеют следуюгций и«д:

2 ц=л(! cos > / -- / sir< > !);

1,,= — A(j -ов — j + j з«п — ).

Из фи; 2а видно, что напряжение UI () на первом выходе блока 1 фазовой дискриминации имеет такую зависимость от частоты входного сигнала, которая состоит из периодически повторяющихся линейных участков, причем разность частот между двумя соседними горба ми Л<э> определяется только временем задержки сигнала линией 6 задержки, а именно

Л

4<0 =- —" т

На фиг. 2б представлено напряжение на втором выход<- блока 1 фазовой дискриминации. Вблизи точек перехода U|(<э) через нулевой уровень напря>кение U2 практически постоянно.пои этом

U =-,2А

Из приведенных соотношений следует, что крутизна детекторной характеристики устройства (точнее блока фазовой дискриминации ) равна

S=. 2Ak/ Aw, где k= 1,11 — поправочный коэффициент, учитывающий нелинейности, имеющие место для зависимости <«,(«).

Последнее соотношение точно огределяет крутизну детекторной характеристики (i(<>) в точках ее перехода через нулевой уровень.

Если Hà вход устройства подается ЧМ-сигнал, несущая частота которого <э:, а девиация равна Л<;, то устройство проводит его обработку следующим образом.

Г1осредство. «регулируемого фазовращателя 7 осуществляется смещение зависимости

UI(«>) и Ц.(<о) 10 совпадения с одной из бли>кайших точек перехода характеристик через нулевой уровень, что показано пунктирной линией на фиг. 2а,б. Момент точной настройки определяется равенством нулю постоянной составляющей напряжения на первом выходе блока фазовой дискриминации. Блок 2 выделения размаха напряжения устраняет постоянную составляющую напряжения (при наличии остаточной расстройки) и выделяет размах этого напряжения

U, С 3<»„ где С=2А.k-т/л — - постоянный коэффициент.

Таким образом, напряжение на выходе схемы 4 деления прямо пропорционально девиации частоты входного сигнала, а коэффициент пропорциональности определяется величиной r зsаHдержки сигнала в линии

6 задержки.

Сигнал с выхода схемы 4 деления подается непосредственно на вход индикатора девиации «астоты, который отградуирован в соответствующих единицах измерения.

1323976

И1

3

Аттенюаторы 8 и 9, детекторы 10 и 11, блок 12 вычитания и второй фильтр 13 предназначены для устранения рассогласования сигналов на выходе линии 6 задержки и выходе фазовращателя 7 по постоянной составляющей напряжения этих сигналов. Это осуществляется следующим образом.

Сигналы с выходов линии 6 задержки и фазовращателя 7 после амплитудного детектирования соответственно в детекторах 10 и 11 подаются на входы блока 12 вычитания. 10

При наличии рассогласования этих сигналов фильтр13 выделяет постоянную составляющую сигнала рассогласования, которая поступает далее на управляющие входы регулируемых аттенюаторов 8 и 9. В соответствии с величиной рассогласования изменяются коэффициенты передачи регулируемых аттенюаторов, причем так, чтобы величина рассогласования стремилаь к нулю.

Требуемая зависимость коэффициентов передачи от управляющего напряжения (напря- 20 жения рассогласования) представлена на фиг. 3. Таким образом, во всем рабочем диапазоне входных частот поддерживается равенство входных напряжений блока 1 фазовой дискриминации, что устраняет смещение центров дискриминационн(и (детекторной) характеристики устройства относительно нулевого уровня, обусловленное преимущественным ростом потерь в линии задержки по сравнению с потерями в регулируемом фазовращателе, что имеет место при увеличении входной частоты. В результате значительно расширяется рабочий диапазон устройства.

Предлагаемое устройство обеспечивает измерение девиации частоты ЧМ-сигналов с произвольным законом их модуляции. При этом результат измерений зависит только от времени задержки сигнала линией 6 за4 держки, что устраняет необходимость в использовании специальных калибровочных средств при использовании достаточно стабильных линий задержки. Использование линии 6 задержки, фазовращетеля 7, аттенюаторов 8 и 9 позволяет получить широкий диапазона рабочих частот. Кроме того, устройство обладает повышенной точностью, так как уровни сигналов на входах блока 1 фазовой дискриминации стабилизированы.

Наличие указанной стабилизации уровней сигналов позволяет также удешевить конструкцию устройства и уменьшить его габариты за счет использования линии задержки и фазовращателя с более высокими потерями и менее стабильной зависимостью коэффициента передачи от частоты проходящего через них сигнала.

Формула изобретения

Устройство для измерения девиации частоты по авт. св. № 288609, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона рабочих частот, в него введены два регулируемых аттенюатора, два амплитудных детектора, блок вычитания и второй фильтр, выход которого соединен с управляюгцими входами регулируемых аттенюаторов, выходы которых подключены соответственно к входу линии задержки и входу фазовращателя, причем выход линии задержки подключен к входу первого .амплитудного детектора, а выход фазовращателя — к входу второго амплитудного детектора, выходы первого и второго амплитудных детекторов подключены соответственно к первому и второму avoдам блока вычитания, выход которого подключен к входу второго фильтра, а информационные входы регулируемых аттенюаторов подключены к входу устройства.

1323976

Составитель В, Зюбин

Редактор Е. Копча Техред И. Верее Корректор Е. Рошко

Заказ 2962/50 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

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

Производственно-полиграфическОР:.предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная. 4