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. Цель изобретения - повышение точности измерений и разрещающей способности по измеряемым параметрам. Цель достигается путем применения для смешения частоты анализируемого частотно-модулированного сигнала гармонического сигнала кварцевого генератора 25, а также введением смесителей 2, 3, 6, 7, 11, полосовых фильтров 4, 5, 8, 9, 27, 28, счетчика 21, генератора 22 пилообразного напряжения, дискретного фазовращателя 24, фазового модулятора 23, частотно-модулированного генератора 26. 1 ил.

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

Р1) С 01 R 23/00 ю

I ! ! !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4436826/24-21 (22) 06 ° 06 ° 88 (46) 30,09,90.Бюп, Р 36 (72) Н,Г,Батурин, Д,В,Симакин и Б,В,Струков (53) 621,317 (088,8) .(56) Авторское свидетельство СССР

N 901931, кл, 6 Ol R 23/00, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕЦ"

НЕЙ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ И

ЛИНЕЙНОСТИ ЮДУЛЯЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИС

ТИК ЧАСТОТНО-ЮДУЛИРО ВАННЫХ ГЕНЕРАТОР0В (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения средней ско.

2 рости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, Цель изобретения - повьппение точности из-:. мерений и разрешанщей способности . по измеряемым параметрам, Цель дости гается путем применения для смещения частоты анализируемого частотно-модулированного, сигнала гармонического сигнала кварцевого генератора 25, а также введением смесителей 2,3,6,7,11, полосовых фильтров

4,5,8,9,27,28, счетчика 21, генера тора 22 пилообразного напряжения, дискретного фазовращателя 24, фазового модулятора 23, частотно-модуЭ лированного генератора 26. 1 ил, 1596265

Изобретение Относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, Целью изобретения является повышение точности измерений и разрешающей способности по измеряемым параметрам, На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства, Устройство содержит исследуемай генератор 1, первый смеситель 2, вто- 15 рой смеситепь 3, первый полосовой фильтр 4, второй полосовой фильтр 5, третий смеситель 6, четвертый смеситель 7, третий полосовой фильтр 8, четвертый полосовой фильтр 9, линию 2р задержки 10, пятый смеситель 11 усилитель 12 промежуточной частоты (УПЧ), ограничитель 13, первый частотный детектор 14, интегратор 15 пиковый детектор 16, фильтр 17 ниж- 25 них частот (ФНЧ), первый усилитель

18, управляющий элемент 19, гетеродин 20, счетчик 21, генератор 22 пилообразного напряжения (1IIH),фазовый модулятор 23, дискретный фазовращатель 24, кварцевый генератор

25, частотно-модулированный генератор

26, пятый полосовой фильтр 27, шестой полосовой фильтр 28, второй частотный детектор 29, измеритель

30, второй усилитель 31, индикатор

32, При этом в устройстве соединены . последовательно исследуемый генератор 1, первый смеситель 2, первый полосовой фильтр 4, третий смеситель

6, третий полосовой фильтр 8, пятый смеситель 11, УПЧ 12, ограничитель 13, TIepBblH частотный детектор 14, инте г- 45 ратор 15, пиковый детектор 16, первый ФНЧ 17, первый усилитель 18, управляниций элемент 19, гетеродин

20, При этом к выходу интегратора 15 подключены последовательно соединен50 ные второй усилитель 31 и индикатор

32, между, выходом гетеродина 20 и вторым входом пятого смесителя 11 включены по следовательно соединенные счетчик 21, дискретный фазовращатель

24, фазовый модулятор 23, частотно55 модулированный генератор 26, шестой полосовой фильтр 28, второй смеситель 3, второй полосовой фильтр 5> г четвертый смеситель 7, четвертый полосовой фильтр 9 ° Ко второму входу дискретного фазовращателя 24 подключен выход кварцевого генератора

25, к выходу гетеродина 20 подключены последовательно соединенные второй частотный детектор 29 и измеритель 30, а также генератор пилообразного напряжения 22, выход которого подключен ко второму входу фазового модулятора 23, Между выходом ис= следуемого генератора 1 и вторыми входами третьего 6 и четвертого 7 смесителей включена линия задержки

10, К выходу фазового модулятора 23 подключены последовательно соединенные второй частотный детектор 29 и измеритель 30, Работа устройства заключается в следующем, С выхода исследуемого генератора

1 на входы линии задержки 10 и сигнальные входы первого 2 и второго 3 . смесителей поступает анализируемый линейно-часто тн ой модулиро ванный (ЛЧМ) сигнал вида

U, (t) = U,cos(21"r(fît + 0,5 г +

Ф

+$ dF(t)dt)+, f (1) о где U,, Е, р, y - амплитуда, центральо ная частота, скорость ЧМ и началь-, ная фаза сигнала;

4 F (t) — функция, описыванщая внутриимпульсные отклонения частоты от линейного закона, На гетеродинные входы первого 2 и второго 3 смесителей через пятый .

27 и шестой 28 полосовые фильтры поступает сигнал частотно-модулированного генератора 26, модулирующим сигналом для которого служит гармонический сигнал кварцевого генератора

26 частоты f смещенный по частоте на величину Рс однополосным преобразователем частоты, в состав которого входят дискретно фазовращатель, 24 и фазовый модулятор 23, В однополосном преобразователе частоты реализован серродинный метод преобразования час» тоты, основанный на фаэовой модуляции преобразуемого сигнала пилообразным напряжением, частота повторения . которого определяет величину частот."

5 : 159 но го сдви гà F Ввиду о гр аниченности максимального фазового сдвига при ис. пользовании достаточно простых линей ных фазовых модуляторов сложно получить фазовый сдвиг в 2И радиан, не-. обходимый при серродинном преобразовании частоты, В связи с этим в предлагаемом устройстве применяется ступенчатая аппроксимация пилообр аз ной фаз овой модуляции, осущест вляемая на дискретном фазовращателе ..

24, управляемом инверсным кодом счетчика 21. Устранение ошибок ступенчатой аппроксимации пилообразной фазовой модуляции осуществляется применением дополнйтельной линейной фазовой модуляции преобразуемого сигнала на фазовом модуляторе 23 пилообразным сигналом с выхода генератора пилообразно го напряжения 22, Сигнал частоты f

f r модулируются по частоте сигналом частоты f „- Р, Из состава спектра сигнала частотно-модулированного генератора пятым полосовым фильтром -27 выделяется составяяющая суммарной частоты f + f - Р, а шестым полосовым фильтром 28 — составляющая разностной частоты f г- f + F

При этом ЛЧИ сигнал (1) на первом смесителе 2 получает сдвиг по . частоте на величину (f„+ f „- F ), а на втором смесителе 3 - на величину (f-„- f + Р ) при этом частота сигнала на выходе первого полосового фильтра описывается выражением г кб + P з

+ аР (t), а на выходе второго фильтра 5() р г f Ks Рc

+ /32,t + дР (t).

Сигнап (1), задержанный .в линии задержки 10, перемножается в третьем смесителе 6 и четвертом смесителе

7 с сигналами первого 4 и второго

5 полосовых фильтров соответственно, Из результирующих сигналов на выходах третьего и четвертого смесителей соответственно третьим 8 и четвертым

6265 б

9 полосовыми фильтрами выделяются си гн алы р аз но сткой част о ты

4 () = г+ кв Рс+ Р" з Р ) и

f (t) = Е,— Е„,+ Fc- p + ДР (t). где - время задержки сигнала в линии 10 задержки, Эти два сигнала перемножаются на пятом смесителе 11, в результате чего разностная частота сигнапа íà его вы15 ходе описывается выр ажением й7(t) = 2fKe- 2Fñ +2p 3+

+(2 д Р(с) С 3/, (2)

Составляющая разностной частоты (2) выделяется усилителем промежуточной частоты 12. Амплитудные искажения сигнала, способные повлиять на точ25 ность измерения устраняются ограни чителем 13, Сигнал с выхода ограни чителя подается на первый частотный детектор 14, переходная частота которого равна удвоенной частоте кварцевого генератора 25 и составляет 2f K

При этом среднее за время длительности импульса значение смещения частоты сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты 12 относительно 2fKe определяется величина разности (2 Я- 2 F ). Инерционная система АПЧ гетеродина 20, состоящая из частотного детектора 14, интегратора 15, пикового детектора 16, фильт40 ра нижних частот 17, первого усилителя 18 и управляющего элемента 19 позволяет отслеживать эту разность и обеспечить в установившемся режиме равенство

2pi>- 2Р = О, (3) так как величина смещения частоты

F пропбрциональна частоте гетеродина F г = n Р, где и — число дискрет

5р фазы дискретного фазовращателя 24, Постоянная времени фильтра нижних частот 17 выбирается значительно .больше времени корреляции отклонений от линейного закона частотной моду55 ляции 4Р(С), Поэтому величина и знак усредненного смещения частоты сигнала на входе первого частотного детектора 14 относительно частоты 2К кц, характеризующие разно сть (3), отсле1 596265

Таким образом, поставленная цель достигается путем применения для смещения частоты анализируемого ЛЧМ сиг" нала гармонического сигнала кварцевого генератора со стабильной частотой, что повьппает точность измерений, а также введением дополнитель- 4О ного канала преобразования частоты анализируемого ЛЧМ сигнала, позволя ющего удвоить измеряемые величины, 45 изобретения

Формул а

Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, содержащее последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты,,живаются гетеродином 20,а величина

3<равная при этом рь,измеряется вторым частотным детектором

29 и измерителем 30, что позволяет определить среднюю скорость изменения I частоты сигнала (1). Переходная частота второго частотного детектора

29 выбирается равной f.„, а измеритель 30 имеет нулевое значение на середине шкалы, Включение пикового детектора 16 обеспечивает устойчивость независимо от периода следования исследуемых радиоимпульсов и повьппает точность измерения скорости частотной модуляции р за счет уменьшения ошибок системы в паузах между импульсами, Отклонения сигнала на выходе первого частотного детектора 14 относительно среднего уровня характеризуется составляющей $2LlF(t) Сз J. Эта составляющая после интегрирования интегратором 15 равна 2dF(t)c и пропорциональна отклонениям частоты ЛЧИ сигна ла (1) от линейного закона dF(t), которые характеризуют линейность модуляционной характеристики. исследуемо-С го генератора 1, Дпя оценки величины

dF(t) составляющая 2 (t) а с выхода 30

3 интегратора 15 подается на индикатор

32 через второй усилитель 31, ограничитель, первый частотный детектор, интегратор, пиковый детектор, фильтр нижних частот, первый усилитель, управляющий элемент, гетеродин, последовательно соединенные второй частотнъж детектор и измеритель, а также последовательно соединенные второй усилитель и индикатор, последовательно соединенные.исследуежй генератор и первый смеситель, а также линию задержки, причем выход исследуемого генератора соединен с входом линии задержки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и разрешакщей способности, дополнительно введеныпоследовательно соединенные кварцевый генератор, дискретный фазовращатель, фазовый модулятор и частотномодулированный генератор, счетчик,. генератор пилообразного напряжения, пять полосовых фильтров, четыре смесителя, при этом соединены последовательно шестой полосовой фильтр, второй смеситель, второй полосовой фильтр, четвертый смеситень, четвертый полосовой фильтр и пятый смеситель, соединены последовательно первый полосовой фильтр, третий смеси тель и третий полосовой фильтр, входы счетчика и генератора пилообразного напряжения соединены с выходом гетеродина, а их выходы соединены с управпяяцимн входами соответственно дискретного фаэовращателя и фазового модулятора, пятый полоарвой фильтр вкпючен между выходом частотно-модулированного генератора и вторым входом первого смесителя второй вход второго смесителя соединен с выходом исследуемого генератора, а выход пятого смесителя соединен с входом усилителя промежуточной частоты, выход фазового модулятора соединен с входом второго частотного детектора, а выход интегратора соецинен с входом второго усилителя, выход третьего полосового фильтра,соединен с вторым входом пятого смесителя, . .выход частотно-модулированного генератора соединен с входом шестого полосового фильтра.