Устройство для автоматического измерения девиации частоты

 

Изобретение может быть использовано в радиотехнических измерительных устройствах, предназначенных для непосредств.енного измерения девиации частотно-модулированных сигналов. Цель изобретения - повьппение быстродействия измерения девиации частотыдостигается введением в данное ройство второго блока 2 фазовой дискриминации , коммутаторов 5 и 6, ка 8 выделения модуля напряжения и компаратора 9. Кроме того, оно содер-, жит линию 3 задержки, фазовращатель 4, фильтры 7 и 10, схему 11 выделения размаха напряжения, блок 12 измерения размаха напряжения, схему 13 деления, индикатор 14 девиации частоты . Введение указанных схем и блоков позволяет автоматизировать процесс измерения девиации частоты и сократить время, необходимое для ручной настройки. 3 ил. е S (Л qsue.l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D4 G R 2 12

ЗСЕС(1 ",%"-. =1 Я

113 „"

БНБЛ ., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2! ) 3639912/24-21 (22) 08.09 ° 83 (46) 15.1!.87. Бюл. В 42 (72) С.А.Косарев и А.Н.Дебальчук (53) 621.317(088.8) (56) Кушнир Ф.В., Савенко В.Г. Электрорадиоизмерения. — M.: Энергия, 1975, с.335, рис.12-10, Авторское свидетельство СССР

У 661390, кл. С 01 R 23/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

ii 1288609, кл. G 01 R 23/12. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТ11 (57) Изобретение мо;кет быть использовано в радиотехнических измерительных устройствах, предназначенных для непосредственного измерения девиации частотно-модулированных сигналов.

Цель изобретения — повьппение быстродействия измерения девиации частотыдостигается введением в данное уст-,< ройство второго блока 2 фазовой дискриминации, коммутаторов 5 и 6, блока 8 выделения модуля напряжения и компаратора 9. Кроме того, оно содер-.. жит линию 3 задержки, фазовращатель

4, фильтры 7 и 10, схему 11 выделения размаха напряжения, блок 12 измерения размаха напряжения, схему 13 деления, индикатор 14 девиации частоты. Введение указанных схем и блоков позволяет автоматизировать процесс измерения девиации частоты и сократить время, необходимое для ручной настройки. 3 ил.

13

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотехнических измерительных устройствах, предназначенных для непосредственных измерений девиации частотно-модулированных (ЧМ) сигналов, 11ель изобретения — повышение быстродействия измерения девиации частоты.

Поставленная цель достигается введением в устройство второго блока фазовой дискриминации, коммутаторов, схем выделения модуля напряжения и компаратора, позволяющих автоматизировать процесс измерения девиации частоты и сэкономить время, необходимое для осуществления ручной настройки.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 и 3 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит блоки 1 и 2 фаэовой дискриминации, линию 3 задержки, вход которой соединен с источником входного сигнала, а .выход— с первым входом блока 1 фазовой дискриминации, второй вход которого подключен через фазовращатель 4 к источнику входного сигнала, и с первым входом блока 2 фаэовой дискриминации, второй вход которого соединен с источником входного сигнала, коммутатор 5, первый вход которого соединен с вторым выходом блока 1 фаэовой дискриминации, а второй вход— с вторым выходом блока 2 фазовой дискриминации. Первый выход блока 1 фазовой дискриминации подключен к первому входу коммутатора 6 и к входу фильтра 7, выход которого через схему 8 выделения модуля напряжения подключен к первому входу компаратора 9, а первый выход блока 2 фазовой дискриминации подключен к второму входу коммутатора 6 и к входу фильтра 10, выход которого через схему 11 выделения размаха напряжения подключен к второму входу компаратора 9, выход которого соединен с третьими входами коммутаторов 5 и 6.

Устройство содержит также блок 12 измерения размаха напряжения, вход которого соединен с выходом коммутатора 6, а выход — с первым входом схемы 13 деления, второй вход которой подключен к выходу коммутатора 5, и индикатор 14 девиации частоты, вход

52391 2 которого подключен к выходу схемы 13 деления.

Устройство работает следующим образом.

Линия 3 задержки и блок 2 фаэовой дискриминации образуют первый частотный детектор, дискриминационная характеристика которого на первом выходе блока 2 описывается следующим выражением: cDс . rA"

U (cD) = А (/cos — f — s .п — -!)

2 2 2 где Л вЂ” амплитудный множитель; — время задержки сигнала линией 3;

Ы вЂ” частота входного сигнала, напряжение которого определяется соотношением U =4 sin . ьх

2О Зависимость П, (cD) приведена на фиг ° 2 а, Второй частотный детектор образован линией 3 задержки, фазовращатео лем 4, вносящим фазовый сдвиг 90

25 и блоком 1 фазовой дискриминации, дискриминационная характеристика которого на первом выходе блока 1 описывается следующим выражением:

U) =A(l cos(— + -)/-/sin(--+-)

2 4 2 4

Зависимость Б (о3) приведена на

1 фиг.2 а.

При поступлении на вход устройства ЧМ-сигнала оба частотных детекто1

З5 ра его детектируют, при этом линейное детектирование осуществляется тем частотным детектором, у которого спектр входного сигнала попадает на линейный участок его дискриминацион4р ной характеристики.

Иэ фиг.2 а видно, что благодаря фазовому сдвигу на 90, вносимому в фазовращателем 4, обе дискриминационные характеристики смещены одна от45 носительно другой таким образом, что центры линейных участков (точки перехода через ноль) соответствуют пикам другой характеристики и наоборот.

Таким образом, для любой входной

50 частоты один из частотных детекторов всегда осуществляет линейное детектирование входного сигчала (при условии ди> < acD, где au) — девиация частоты входного сигнала, .аы — раз55 ность частот между двумя пиками дискриминационной характеристики). Выбор сигнала того или иного частотного детектора осуществляется коммутатором 6, которым управляет компа91 з 13523 ратор 9. На второй вход компаратора

9 через фильтр 10 и схему 11 вьщеления модуля напряжения поступает модуль постоянной составляющей напряжения на выходе первого частотного

5 детектора. На первый вход компаратора 9 через фильтр 7 и схему 8 вьщеления модуля напряжения поступает модуль постоянной составляющей напряжения на выходе второго частотного детектора. Если при этом абсолютное значение постоянной составляющей напряжения на выходе первого частотного детектора меньше соответствующего напряжения на выходе второго, то выходной сигнал с первого частотного детектора через коммутатор б поступает на вход блока 12 измерения размаха напряжения. В противном случае сраба- 20 тывает компаратор 9, коммутатор б переключается, и на его первый вход поступает сигнал с выхода второго частотного детектора. Так как меньшее значение,постоянной составляющей на- 25 пряжения на выходе частотного детектора соответствует и более точному детектированию входного сигнала, то на выходе коммутатора 6 всегда присутствует сигнал с выхода того час-,Зо тотного детектора, который осуществляет линейное детектирование для всех значений и2. В блоке 12 измерения размаха напряжения вьщеляются пиковые напряжения положительной и отрицательной полуволн сигнала переменной составляющей напряжения на выходе коммутатора 6 — 11„1 и U„ (фиг.3).

Выходное напряжение блока 12 равно размаху переменной составляющей на 4р выходе коммутатора 6 и определяется следующим выражением:

Зная это напряжение и крутизну дискриминационной характеристики, можно определить девиацию частоты входного сигнала

Ы= Ь U1Ð где .о Гц/ — крутизна дискриминационной характеристики, ко-. 80 торая может быть определена из фиг.2 а как ди)

8= — ——

2АК где К = 1.11 - поправочный коэффициент, учитывающий нелинейность дискриминационных характеристик вблизи пиков этих характеристик, крутизна в точке перехода через ноль.

Таким образом, для определения крутизны необходимо знать днЗ и А. .ь зависит от времени 7 задержки сигнала линией 3 задержки и определяется как ди1

IT дай =

Для определения А рассмотрим напряжение на вторых выходах блоков 1 и 2 фазовой дискриминации, которые определяются следующими выражениями: д ji ° и)< Я

U (u)) =A(leos (— + -)1+ (sin(— +-)1 )

1 2 4 2 4 сдГ сдс

U (сд) =А(1 cos-- + sin --1) .

2 2

Зависимости U1 (о ) и U<() приведены на фиг.2 б.

Кэ фиг.2 б видно, что напряжения

U (сд) и U (n3) практически постоянны в широкой полосе частот вокруг точек перехода через ноль соответствующих дискриминационных характеристик и равны 12 А. Зная это напряжение, легко можно определить девиацию частоты входного сигнала д =SU = р()=C 1 1 2 1-1 12

Г2 А 12А где С= - — — ., "2 К

Операция деления осуществляется схемой 13 деления, на управляющий пер» вый вход которой в качестве делителя через коммутатор 5 поступает напряжение с выхода блока 2 фазовой дискриминации либо с второго выхода блока 1 фазовой дискриминации, равное ,Г2.А. Напряжение на выходе схемы 13 деления

13 Vl) прямо пропорционально девиации частоты входного сигнала и поступает на индикатор 14 девиации частоты, отградуированный в единицах девиации час" тоты.

Устройство обеспечивает измерение девиации частоты . iM-сигналов с произвольным законом модуляции, так как измеряет разность частот, соответствующих минимальному и максимальному значениям модулирующего сигнала, независимо от его формы, при этом отпадает необходимость в ручной настройке фазовращателя с целью определения момента точной настройки, что

5 ззг сокращает время измерения девиации частоты входного сигнала.

Формула изобретения

5 устройство для автоматического измерения девиации частоты, содержащее линию задержки и фазовращатель, входы которых соединены с входом устройства, два фильтра, блок фаэовой дискриминации, первый вход которогр соединен с выходом линии задержки, второй вход †.с выходом фазовращателя, а выход — с входом первого фильтра, блок измерения размаха напряжения, выход которого соединен с первым входом схемы деления, выход которой соединен с входом индикатора девиации частоты, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введены второй блок фазовой дискриминации, первый вход которого соединен с выходом линии задержки, а второй 25 вход которого соединен с входом уст391

6 ройства, первый коммутатор, первый вход кото рого подключен к первому выходу первого блока фазовой дискриминации, второй вход — к первому выходу второго блока фаэовой дискриминации, а выход — к входу блока измерения размаха напряжения, второй ком" мутатор, первый вход которого подключен к второму выходу первого блока фазовой дискриминации, второй вход вЂ,к второму выходу второго блока фазовой дискриминации, а выход— к второму входу схемы деления, компаратор, первый вход которого через первую схему выделения модуля напряжения подключен к выходу первого фильтра, а второй вход которого через последовательно соединенные вторую схему выделения модуля напряжения и второй фильтр подключен к первому выходу второго блока фазовой дискриминации, причем выход компаратора соединен с третьим входом первого коммутатора и третьим входом второго коммутатора.

1352391

lie а)

Составитель Ю.Минкин

Редактор Л.Веселовская Техред Л.Олийнык Корректор М.Шароши

Заказ 5562/44 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4