Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно- модулированных генераторов

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов. Устройство содержит, дифференцирующих четырехполюсник, усилитель 2 промежуточной частоты, блок 4 памяти частоты, строб-каскад 3, фазовьй детектор 19, интегратор 24, осициллографический индикатор 18, автогенератор 8, делитель 9 частоты, линии 5 и 17 задержки, электронно-счетный частотомер 15. Введение строб-каскада 12, фазового детектора 16, вьтчитателя 20 и амплитудного детектора 6 устраняет влияние переходных процессов, обус ,, ловленных инерционностью фазового SS детектора, путем компенсации переходных процессов при вычитании выходных сигналов с двух идентичных фазовых детекторов 16 и 19. 3 ил. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51) 4 G 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4243969724-21 (22) 11.05..87 (46) 07. 12.88. Бюл. 1(- 45 (72) Н.Г.Батурин, Д.В.Симакин, 10.Н.Судаков и В.P.Õà÷àòóðîâ (53) 621 17 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1228028, кл. G 01 R 23/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 1241140, кл. С 01 R 23/00, 1936. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ И

ЛИНЕЙНОСТИ МОДУЛЯЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения средней скорости изменения частоты и линей ности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов.

Устройство содержит дифференцирующих четырехполюсник, усилитель 2 промежуточной частоты, блок 4 памяти частоты, строб-каскад 3, фазовый детектор 19, интегратор 24, осициллографический индикатор 18, автогенератор

8, делитель 9 частоты, линии 5 и 17 задержки, электронно-счетный частотомер 15. Введение строб-каскада 12, фазового детектора 16, вычитателя 20 и амплитудного детектора 6 устраняет влияние переходных процессов, обусловленных инерционностью фазового детектора, путем компенсации переходных процессов при вычитании выход- Ф ных сигналов с двух идентичных фазо- ( вых детекторов 16 и 19, 3 ил, 1442929

Изобретение относится к радиоиз" мерительной технике и может использоваться для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляцион5 ных характеристик частотно-модулиро" ванных генераторов.

Цель изобретения — повышение точ" ности измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— структурная схема блока памяти частоты; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит сме- 15 ситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, строб-каскад 3, блок 4 памяти частоты, линию 5 задержки, ам.плитудный детектор б, усилитель 7, автогенератор 8, делитель 9 частоты, 20 переключатель 10, фаэовращатель 11, строб-каскад 12, фазовый модулятор

13, генератор 14 пилообразного напряжения, электронно-счетный частотомер 15, фазовый детектор 16, линию

17 задержки, осциллографический ин»: дикатор 18, фазовый детектор 19, вычитатель 20, частотно-модулирован- . ный генератор 2 1, генератор 22"пилообразного напряжения, видеоусилитель 30

23, интегратор 24.

Блок памяти частоты содержит синхронизируемый генератор 25, третью линию 26 задержки и сумматор 27.

В устройстве соединены,последова- 35 тельно автогенератор 8, делитель 9 частоты, генератор 22 пилообразного напряжения, частотно-модулированный генератор 21, линия 17 задержки, фазовыи модулятор 13, усилитель 7, 40 смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, строб-каскад 3, блок 4 памяти частоты, фазовращатель 10, фа» зовый детектор 19, вычитатель 20, интегратор 24, видеоусилитель 23, ос-45 циллографический индикатор 18. Синхронизирующие входы осциллографичес кого индикатора 18 и строб-каскада 3 подключены соответственно к первому и второму выходам делителя 9 частоты,5 выход блока 4 памяти частоты соединен с входом электронно-счетного, частотомера 15. Первый выход делителя 9 частоты через генератор 14 пилообразного напряжения соединен с управляющим входом фазового модулятор»

13, выход усилителя 2 промежуточной

1 частоты через последоватеЛьно соединенные линию 5 задержки, амплитуд-: ный детектор 6, строб-каскад 12, фазовый детектор 16 подключен к второму входу вычитателя 20, вторые входы фазовых детекторов 16 и 19, переключателя 10 и смесителя 1 соединейы с выходами соответственно переключателя 10, линии 5 задержки, блока 4 памяти частоты и частотно-модулированного генератора 21 °

В блоке 4 памяти частоты соедине ны последовательно (фиг. 2) синхро-. низируемый генератор 25, линия 26 задержки и сумматор 27, выход сумматора 27 соединен с входом синхронизируемого генератора 25, вход сум» матора 27 является входом блока 4 памяти частоты, выход синхронизируе мого генератора является выходом блока 4 памяти частоты.

Устройство работает следующим образом.

Делитель 9 частоты вырабатывает синхронизирующие импульсы из опорного напряжения автогенератсра 8. Под их воздействием запускается осцилло графический индикатор 18, а генератор ром 22 пилообразованого напряжения формируются импульсы пилообразной формы, поступающие на модулнрующий вход частотно-модулированного генератора 21. Частотно-модулированный генератор 21 вырабатывает сигнал С линейно изменяющейся частотой, который подается на вход широкополосного дифференцирующего четырехполюсника, включающего линию 17 задержки, смеситель i и преобразователь частоты, содержащий фазовый модулятор 13, усилитель 7 и генератор 14 пилообраз ного напряжения. Частота смещения преобразователя частоты P a = 1/Т. (где Т „ - длительность импульса пилообразного напряжения) выбирается с таким расчетом, чтобы она была зна- . чительно больше предполагаемых отклоне" ний мгновенной частоты исследуемых линейно-частотно-модулированных (ЛЧИ) сигналов оФ линейного закона изменения частоты во времени. Величина Г,д составляет 15-20 ИГц. Величина задержки линии 17 задержки выби» рается из условия обеспечения требуе» мого диапазона измеряемых величин и составляет десятые доли микросекун" ды. Задержанный сигнал, смещенный по частоте на величину Ещ, перемножа" ется в смеситела 1 с незвдержанным

144 сигналом исследуемого частотно-модулированного генератора 21.

На выходе смесителя 1 образуются комбинационные составляющие разностной и суммарной частот. Сигнал разностной частоты (фиг. 3a) выделяется усилителем 2 промежуточной частоты и через линию 5 задержки подается на один из входов фазового детектора 19. Запоминание частоты сигнала с выхода усилителя 2 промежуточной частоты осуществляется с помощью блока 4 памяти частоты. Для этого в момент окончания переходных процессов в смесителе 1 на строб-каскад 3 подается разрешающий импульс с выхода делителя 9 частоты и сигнал с усилителя 2 промежуточной частоты через строб-каскад 3, сумматор 27 блока 4 памяти частоты (фиг. 2) подается на синхронизируемый генератор 25. Длительность разрешающего импульса выбирается так, чтобы за время его действия в синхронизируемом генераторе 25 закончился переходный процесс и установился бы стационарный режим. Поддержание постояйной частоты синхронизируемого генератора 25 в течение длительности

ЛЧМ-радиоимпульса осуществляется с помощью петли самосинхронизации, в . состав которой входит линия 26 задержки и сумматор 27.

Чтобы не потерять информацию об измеряемых параметрах в начале импульса, сигнал с выхода усилителя

2 промежуточной частоты подается на второй вход фазового детектора 19 через линию 5 задержки, время задержки которой равно суммарному времени пере,: ходных процессов в смесителе 1 и синхроI, . низируемом генераторе 25.Сигнал с блока 4 памяти частоты через фазовращатель

11 и переключатель 1О поступает на первый вход первого фазового детектора 19 (фиг. Зб). Выходное напряжение фазового детектора 19 пропорционально мгновенной разности фаз колебаний синхронизируемого генератора 25 и сигнала с выхода усилителя 2 промежуточной частоты. Однако вследствиие инерционности фазового детектора импульсное напряжение на его выходе имеет выбросы в начале и конце им.пульса (фиг Зв). Напряжение с выхода блока 4 памяти частоты поступает на второй вход фазового детектора 16 (фиг. Зб) через переключатель 10, а

2929 на первьп вход — через строб — каскад

12, открываемый но время длительнос ти радиоимпульса напряжением амплитудного детектора 6 (фиг, Зг) . При этом выходное напряжение фазового детектора 16 также будет иметь выбросы в начале и конце импульса, обусловленные его инерционностью (фиг. Зд), Влияние переходных процессов на результат измерения отклонений модуляционной характеристики частотно-модулированного генератора 21 устраняется в вычитателе 20 после вычитания

15 выходных сигналов фазовых детекторов 19 и 16 (фиг. 3e), причем тем лучше, чем выше идентичность их ха- рактеристик. При этом информация, содержащая на начальном участке ха2р рактеристики, не теряется, что приводит к повьппению точности измерений.

Выходное напряжения вычитателя 20 через интегратор 24, видеоусилитель

23 подается на осциллографический

25 индикатор 18, на экране которого можно наблюдать отклонения модуляционной характеристики частотно-модулированного генератора от линейного закона. Паразитная амплитудная

Зп модуляция сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты влияет на точность измерения этих отклонений.

Для учета ее влияния переключатель l0 переводится во второе положение, в котором сигнал с выхода блока 4 памяти частоты поступает на первый вход фазового детектора 19, минуя, фазовращатель 11. Тем самым рабочая точка фазового детектора 19 смещает4О ся в область, где фазовый детектор практически нечувствителен к изменению разности фаз входных колебаний, и его выходной сигнал пропорционален только паразитной амплитудной модуля45 ции. Вычитание резУльтата этого измерения из,результата, полученного с учетом влияния паразитной амплитудной модуляции, обеспечивает повышение точности измерения отклонений модуляционной характеристики частотно-модулированного генератора 2 1 от линейного закона.

Измерение средней скорости изменение частоты ЛЧИ-сигнала осуществляется с помощью электронно-счетного частотомера 15, подключенного к выходу блока 4 памяти частоты, частота которого пропорциональна средней ско" рости изменения частоты. 14429

В качестве фазового модулятора i3 могут использоваться фаэовращатели на лампах бегущей волны и их твердотельных аналогах, фазовращатели на ферритах, магнитно-управляемые фазо5 вращатели на иттриево-железном гранате. Усилитель 7 может выполняться на транзисторах. Вычитатель 20 представляет собой усилитель, имеющий прямой и инверсный входы.

Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линей"ности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов позволяет устранить влияние пнреходных процессов, обусловленных инер- ционностью фазового детектора и имеющих длительность порядка 2 мкс.

Обычно измерение отклонений модуляционной характеристики частотномодулированного генератора от линейного закона невозможно, вследствие чего возникает потеря части полезной информации, которая для используемых в радиолокации и радионавигации

ЛЧМ-радиоимпульсов длительностью 5

40 мкс может составлять б — 387.

Устранение влияния переходных процессов, вызванных инерционностью фазового детектора, на результат измерения позволяет повысить точность измерения не менее, чем на б — 38X, Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, содержащее последовательно соединенные интегратор, видеоусилитель и

29 6 осциллографический индикатор, последовательно соединенные автогенератор,,целитель частоты, первый генератор пилообразного напряжения, частотномодулированный генератор, первую линию задержки, фазовый модулятор, усилитель, смеситель, усилитель промежуточной частоты, первый строб-КВс кад, блок памяти частоты, фазовращатель, переключатель и первый фазовый детектор, при этом синхронизирующие входы осциллографического индикатора и первого строб-каскада подключены соответственно к первому и второму выходам делителя частоты, выход частотно-модулированного генератора и ныход блока памяти частоты соединены соответственно с нторыми входами первого смесителя и переключателя, перный выход делителя частоты через второй генератор пилообразного напряжения соединен с вторым входом фазового модулятора, выход усилителя промежуточной частоты через вторую линию задержки соединен с вторым входом фазового детектора, выход блока памяти частоты соединен с входом электронно-счетного частотомера, о т л и ч а ю щ е е с я тем., что с целью повышения точности измерения, между выходом второй линии задержки и входом интегратора дополнительно введены последовательно соединенные амплитудный детектор, второй стробкаскад, второй фазовый детектор и нычитатель, при этом вторые входы второго строб-каскада, второго фазо" ного детектора и нычитателя подключе-: ны соответственно к выходам блока памяти частоты, переключателя и перного фазового детектора.

1442929 77 72 Уды

Ф гя

Э

Составитель h3.Ìèíêèí

:Редактор Е.Папп Техред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар с

Заказ 6380/42

Тираж 772 Подписное

ВИИИПИ 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