Устройство для измерения скорости изменения частоты

 

Союз Советских

Социалистических .Республик (61) Дополнительное к авт. свил.-ву? (51) М. Кл, 601 Я гз/ОО (22) Заявлфио 28. 09. 77 (2Ö 2526425/18 — 21 :

ГевудеретевюФ юатет

СССР в аамн аавбретайва я атарвтай (23) Приоритет

Опубликовано15. 06. 79. 6юлле ень № 22 (53) УДК 621. 317 ,76 (088.8) Дата опублиновант1я описания 15. 06. 79

Б. А. Стрюков и Ю. М. Зверев

P l} Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

ИЗМИЮНИЯ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области радиотехники, Известно устройство, предназначенное для измерения девиации частоты сигнала, содержатцее смеситель, генератор, фильтр низкой частоты, частотомер 111 °

Недостатком известного устройства является ограниченная область его применения из-за невысо кой точности.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является измеритель скорости изменения девиации частоты, содержащий фильтр низких частот, линию задержки, фазовый детектор и оконечный блок (2) . Точность работы этого устройства в. значительной степени может зависеть от . шумов фазового детектора, Цепью изобретения является повышение точности измерений путем устранения влияния низкочастотных Шумов фазового детектора на работу устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее оконечный блок и последовательно соединенные линию задержки и фазовый детектор, введены резонансный усилитель, после.

2 довательно соединенные реактивный элемент и генератор высокой частоты и смеситель, первый вход которого подключен к входнбй шине устройства, причем выход генератора высокой частоты соединен с вторым входом сместителя, выход которого подключен к входу линии задержки и второму входу фазового детектора, выход фазового детектора через резонансный усилитель соединен с входами реактивного элемента и оконечного блока.

Блок — схема устройства для измерения скорости изменения частоты приведена на чертеже.

Принимаемый сигнал через смеситель 1 поступает одновременйо на линию задержки 2 и фазо1 . вый детектор 3, на другой вход которого подает- . ся сигнал с выхода линии задержки. С выхода фазового детектора сигнал через последовательно соединенныерезонансный усилитель 4, реактивный элемент S и генератор б высокой частоты посту. пает на второй вход смесителя 1. При этом одно. временно сигнал с выхода резонансного усилите. ля 4 поступает на оконечный блок 7, регистрирующий полезную информацию.

667908 (1)

О„„=У сов Я t (2)

РУ" РУ

1О

Тогда сигнал генератора 6 можно представить в виде

+ д ю cos(t- г)Я - с ) (5) где t — величина задержки сигнала линией задержки, а выходной сигнал фазового детектора 3 с учетом УРавнений (4) и (5) при условии, что

ЯА ъ (Яси1 Ян с" я 7 A43CCR я

Ж . Я можно записать следующим образом

Чр Я-ц„, тфЫ» иэд} +ьитс5 „|tя. (6)

Данное соотношение можно разложить в ряд

Фурье. Из этого ряда гармоник на резонансный усилитель 4 воздействует только гармоника вида

IJ >(t}=E„J(qj }sin(ut+uо} хса5Я .„(-> ) (7) o

Сравнивая между собой соотношения (2) и (7), можно сказать, что при саэ(м +мо} С ) O(8) входное и выходное напряжеииярезонансного уси45

- лителя находятся в фазе. Это означает, что резонысный усилитель переходит в режим возбуждения, амплитуда его выходного напряжения растет. у (12) Формуле изобретения

$0

Устройство для измерения скорости изменения частоты, содержащее оконечный блок и последовательно соединенные линию задержки и фазовый детектор, отличающееся тем, что, 55 с целью повышения точности измерений, в него введены резонансный усилитель, последователь-. но соединенные реактивный элемент и генератор . высокой частоты и смеситель, первый вход ко3

Для пояснения йринципа работы устройства предполагают, что иа его входе действует принимаемый сигнал, определяемь1й с1зотношением

9 = Kсоа at где сЪ- скорость изменения частоты.

Далее предполагают, что выходное напряжь ние резонансного усилителя 4 имеет вид

М (4}« Я соь(ьэ »ЬИсоь!в t} (3) где м - собственная частота генератора 6.

На выходе смесителя 1 формируется напряжение следующего вида с учетом выражений (1) л (3) е „(а}«Е,„сов (д,+ йЬ}+лмсоьЯ„Ц1 (4)

СоответствЕнно напряжение, формирующееся на выходе .линии задержки 2, можно представить соотйошением

, (1)=Е„ соЬ((ыо» Qt - Сф

При условии с05(мэ1, у д } (O " (9) входное и выходное напряжения резонансного усилителя находятся в противофазе. При этом амплитуда его выходного напряжения уменьшается.

Поскольку. условия (8) и (9) во времени чередуются с частотой Я = 7 (10) у то на выходе резонансного усилителя наблюдает св последовательность вспышек генерации на частоте настройки резонансного усилителя Q, сл дующая с частотой Я . Подавая эту последов

4 тельность вспышек на оконечный блок 7, можйо определить значением и в соответствии с уравнением (10} искомую величину сЬ

Особенностью предлагаемого устройства является то, что полезный сигнал прежде, чем попасть на оконечный блок, проходит через резонансный усилитель 4, частота настройки которого может выбираться достаточно большой, так чтобы полностью отфильтров ались низкочастотные шумы фазового детектора 3. Это обеспечивает повышение точности измерений.

Для оценки выигрыша в тоЧности ее оценивают величиной отношения сигнал на входе оконеч"ИЦ м " ного блока. При этом считают, что основным источником шума является фазовый детектор. Полосы пропускания для предлагаемого и известного устройств принимают одийаковыми и равными

М. Тогда можно сказать, что отношение сигнал/

/ шум для известного и предлагаемого устройств я, к — „ = Ч )., (1 1)

".где Йо (f) — спектральная плотность шума фазового детектора.

ИзВестно, что . N0 (Ф)2 -р, поэтому используя в ыражение (11), получают где о ) 1 С ) — Отношения сигнал/шум для ш 2, известного и предлагаемого устройств соответственно ч

f,, и f2 . — средние частоты, отфильтрованные на выходе фазовых, : детекторов известного и предлагаемого устройств соответственно.

Так как в соответствии с ранее изложенным материалом fq>>f, то M((1, т. е. предлагаемое

° устройство действительно обеспечивает существейный выигрыш в точности по сравнению с известным. с

Составитель А. Плетнева

Техред С. Мигай ЗЬрректор М. Демчик

Редактор Т. Юрчикова Заказ 3458/40

Тираж 1089 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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

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

66

5 торого подключен к входной шине устройства, причем выход генератора высокой частоты соединен с вторым входом смесителя, выход i:оторо- го подключен к входу лини(и задержки и второму входу фазового детектора, выход которого через резонансный усилитель соединен с входами реективного элемента и оконечного блока.

908

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 415592, кл. 6 01 и 23/ОО, 1972.

2. Авторское свидетельство, СССР и 211660, кл. G 01 и 23/12, 1967.