Измеритель кратковременной нестабильности частоты

 

О П И С А Н И Е «»67694О

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ююз йаветских

Социалистических

Республик (61) Дополнителыное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 27.03.78 (21) 2594954/18-21 (51) М.Кл. G 01 R 23/00 с присоединением заявки ¹â€” (23) Прноритет—

4осударстеенный коМитет

СССР

Iy дедам изобратеыий

g пткрыттщ (43) Опубликовано 30.07.79. Бюллетень № 28 (53) УДК 621.317.4 (088.8) (45) Дата опубликования описания 01.08.79 (54) И 3 МЕР И ТЕЛ Ь КРАТ КО В Р ЕМЕН НОЙ

НЕСТАБИЛЬНОСТИ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области радиоиз мерений.

Известны измерители кратковременной нестабильности частоты, содержащие двухканальный компаратор, умножитель, секционированную линию задержки, фазовый детектор и фильтр нижних частот. Принцип нх работы основан HB абсолютном или относительном увеличении флуктуаций частоты до величины,,необходимой для нормальной работы регистрирующих устройств (1).

Недостатками этих устройств являются низкая разрешающая способность, обусловле . гая флуктуациями времени задержки в лилиях задержки, аппаратурная сложность, и.. вышенный уровень собственных шумов измерителей из-за наличия умножителей частоты, а также отсутствие калибровки приборов.

Наиболее близок по технической сущности к заявленному измеритель нестабильности частоты, содержащий фазовый детектор, один вход которого через пере- 25 ключатель калибровка — измерение соединен с,выходом источника измеряемого сигнала, регистратор, входы которого связанны с выходами фазового детектора, и подстроечные переменные резисторы (2).

К недостаткам этого устройства относятся довольно длительное время измерения и невысокая чувспвителыность.

Цель изобретения — уменьшение вре,мени измерения и увеличение чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель кратковременной нестабильности частоты,,содержащий фазовый детектор, один вход которого через переключатель калибровка — измерение соединен с выходом источника измеряемого сигнала, регистратор, входы, которого связаны с выходами фазового детектора, и подстроечные переменные резисторы, введены два кварцевых двухэлектродных резонатора, возбуждающие электроды которых соединены соответственно с общей шиной и выходом источника измеряемого сигнала, третий электрод од ного кварцевого резонатора подключен к второму входу фазового детектора, а третий электрод второго кварцевого резонатора соединен с переключателем калибровка — измерение, причем подстроечные переменные резисторы включены между третьими электродами кварцевых резисторов и общей шиной.

Структурная электрическая схема описываемого измерителя приведена на чертеже.

676940

Измеритель содержит кварцевые резонаторы 1, 2, подстроечные переменные резисторы 8, 4, переключатель б калибровка — измерение, фазовый детектор б, регистратор 7. На чертеже также показа и источник 8 измеряемого сигнала. Каждый кварцевый резонатор содержит кварцевую пластину 9, основные 10, 11 и дополнительный 12 электроды.

Принцип работы измерителя, заключается в следующем.

Исследуемый сигнал с источника 8 поступает на параллельно включенные идентичные кварцевые резонаторы 1, 2 с дополнительными электродами. Выход источника исследуемого сигнала ".îåäèíåí с основными электродами обоих резонаторов и через переключатель б калибровка — измерение с первым входом фазового детектора б.

Вторые основные электроды резонаторов соединены с общей шиной, а дополнительные электроды — с двумя входами фазо вого детектора б, а именно: с первым— через тот же переключатель калибровка —измерение, с,втйфым — непосредственно (постоянно). С общей шиной измерителя дополнительные электроды кварцевых резонаторов соединены через переменные резисторы 8, 4 для обеспечения в небольших пределах подстройки частоты кварцевых резонаторов .на частоту сигнала. При отклонении частоты исследуемого сигнала от номинального значения за счет нестабильности напряжения, снимаемые с дополнительных электродов, получают дополнительный сдвиг фаз Лср и Л р. соответственно.

В режиме «калибровка» переключатель

5 соединяет выход дополнительного электрода резонатора 1 с первым входом фазового детектора. Выход дополнительного электрода резонатора 2,непосредственно подключен к его второму входу. Поэтому коррелированные сигналы источника 8 с равными частотами и частотными отклонениями дают одинаковые фазовые сдвиги

Лр =«Acp — — Arp на дополнительных электродах резонаторов, которые, поступая на входы фазового детектора б, компенсируются, и на его выходе появляется напряжение, пропорциональное некоррелированным флуктуациям фазы измерительного устройства (собственная шумовая дорожка кварцевых резонаторов), определяя уровень (или зону) отсчета измерителя.

25 зо

В режиме «Измерение» переключатель б соединяет выход источника 8 непосредственно с первым входом фазового детектора, обеспечивая измерение сдвига фаз Л р между сигналом источника и сигналом, снимаемым с доголнительного электрода резонатора 2. Так как кварцевые резонаторы с дополнительными электродами при таком включении имеют высокую крутизну фазочастотной характеристики, доходящую до нескольких десятков тысяч градусов на

Герц, то получается значительный разгон фазового сдвига, позволяющий получить чувствительность измерителя, достаточную для оценки кратковременной нестабильности частоты порядка 10 — "— 10- . Напряжение с выхода фазового детектора поступает на вход регистрирующего устройства.

Амплитуда этого напряжения пропорциональна мгновенной разности фаз входных сигналов, а значит несет в себе информацию о кратковременной нестабильности исследуемого сигнала.

Формула изобретения

Измеритель кратковременной нестабильности частоты, содержащий фазовый детектор, один вход которого через переключатель калибровка — измерение соединен с выходом источника измерительного сигналя, и регистратор, входы которого соединены с выходами фазового детектора, и подстроечные переменные резисторы, о тл и ч а ю щий ся тем, что, с целью уменьшения времени измерения и увеличения чувствительности, в него введены два кварцевых двухэлектродных резонатора, возбуждающие электроды которых соединены соответственно с общей шиной и выходом источника измеряемого сигнала, третий электрод одного кварцевого резонатора подключен к второму входу фазового детектора, а третий электрод второго кварцевого резонатора соединен с переключателем калибровка — измерение, причем подстроечные переменные резисторы включены между третьими электродами кварцевых резонаторов и общей шиной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Nо 509839, кл. G 01 Я 23/00, 1974.

2. Заявка Японии № 42-44387, кл. 11 OD

15, опублик. 1967.

676940

Составитель В, Егорова

Техред Е. Жаворонкова

Редактор И. Грузова

Корректор И. Снмкина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 697/940 Изд. № 446 Тираж 1090 Подписное

НПО«Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1,13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5