Устройство для измерения индекса частотной модуляции

 

Союз Советскик

Социалистически к

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВйдЕТЕЛЬСТВУ (11789850 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.06.76 (21) 2376431/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231280. Бюллетень Но 47

Дата опубликования описания 25. 12. 80 р1)м. к .

С 01 R 23/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК-621. 317. .76(088.8) (72) Авторы изобретения

В. A. Беликов и A. С. Соляник (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДЕКСА

ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИИ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть испольаова но в радиоизмерительной технике.

Известно устройство для измерения индекса частотной модуляции, содержащее последовательно соединенные трансформатор спектра исследуемого сигнала, смеситель с гетеродином, усилитель ограничитель, частотный дискриминатор, к выходу которого подключены индикатор и частотомер,. которое успешно решает задачу измерения индексов частотной модуляции с расширенной верхней границей моду" лирующих частот (до 5О-МГц)

Однако при сравнительно невысоких модулирующих частотах 500 кГц5 МГц и достаточно высоких несущих частотах 500-2000 МГц, при которых отношение несущей частоты f к модулирующей частоте F достигает ЦЕ

«4000, измерение индексов частотной модуляции сигналов становится невозможным. Это обусловлено тем,что в дййном случае при трансформации спектра в стробоскопическом преобразовании спектральных составляющих частотно-модулированного сигнала должны участвовать очень отдаленные гармоники стробимпульсного сигнала (четырехтысячная и близлежащие к ней), амплитуды и фазы которых настолько искажены, что линейная трансформация спектра невозможна.

5 Основным недостатком этого устройства является то, что оно не о6еспечивает измерение индекса модуляции частотно-модулированных сигналов на участке диапазона модулнрую10 щих частот 500 кГц-5 МГц при несущих частотах (500-2000) МГц

Цель изобретения — повышение точ- ности при одновременном расширении нижней границы модулирующих частот. 5 Эта цель достигается тем, что в устройство для измерения индекса частотной модуляции, содержащем последовательно соединенные усилитель, амплитудный огранйчитель и частотный дискриминатор, выход которого подключен ко входам индикатора и частотомера, а также гетеродин, соединенный с входным смесителем, и трансформатор спектра измеряемого

2$ сигнала, состоящий из последовательно:.:включенных генератора стробимпульсов, стробоскопического смесителя и фильтрующей системы, введена дополнительная фильтрующая система, 3() вход которой подключен к выходу вхо

789850 диого смесителя, а выход — ко второму входу стробоскопического смесителя, выход фильтрующей системы трансформатора спектра соединен со взводом усилителя.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для измерения индекса частотной модуляции.

Устройство содержит входной смеситель 1, гетеродин 2, фильтрующая система 3, трансформатор 4 спектра измеряемого сигнала, состоящий из генератора стробимпульсов 5; стробоскопического смесителя б и фильтрующей системы 7, усилитель 8, амплитудный ограничитель 9., частотный дискриминатор 10,, индикатор 11, частотомер 12, входную шину 13.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый частотно-модулированный сигнал со спектральным расположением имеет вид (<7 1(() з1иф ю-,оп )»

+(Q.-,цЛН вЂ” (и»Л)Ч) " "" "4" - ""-"

Ы()п ис7 С

45 через фильтр проходит сигнал

1 2(й pZ)j (Ио+2Л)у)

8o) ® р=юир-,био«а)„

Ц =U % Д (P)sion(c+1a)t.

С С,1 1 поступает на вход входного смесителя 1. Одновременно на другой вход смесителя 1 поступает сигнал

U =Ursine t от гетеродина 2.

С выхода фильтрующей системы

3 на вход стробоскопического смесителя б поступает частотно-моделированный сигнал () и Г, )1(() Ми (uu +1 я.)-(., (2) ир пя

С промежуточной (пониженной) несусущвй частстой

®ир с г

Одновременно на вход стробоскопического смесителя б от генератора 5 стробимпульсов поступает стробимпульсный сигнал c частотой следоваЦ = (3.= 1 2, 3, ° дЯ((Я и

QQ < с Q ) и спектральным разложением

91И (ИЛ Г (2) с

И(О »q) (3) где C — длительность импульса.

Б1И (ИДГ Г(а)

При достаточно малых с и,ис (д.

ОО поэтому ()ст -.2 0 с7р — 7 61и и (Л 1»ч ) (4)

И=1 в стробоскопическом смесителе б осуществляется перемножение сигналов (2) и (4). При этом на выходе стробоскопич4Вского смесителя б будет сигнал.

ЮО OO

) ОС7 Q 7. J ф) 1" (О и»

h-1 1-- пр

+1% ) З1И(и,иФ.»ИЧ), где с — коэффициент пропорциональности с размерностью

В составе сигнала (5) имеется составляющая с частотой, равной разности частот сигналов (2) и (4).

QO ЬО

Роън 2 и Uct — Е 2 01ф)З1И х

h=1 1= "

5 * (((m„p(R1-,аи) -ью) Эта составляющая выделяется филь трующей системой 7. На выходе фильтto рующей системы 7 получаем измеряемый сигнал, спектр которого трансфоРмирован (растянут) во времени.

При этом каждый компонент измеряемого частотно-модулированного сигнала () будет преобразован: компонент, (1)

15 пропорциональный I ()3), при i=0, Р и Д ()5М((адр n)t.— nV). т

Полоса фильтрующеи системы такова, что через фильтр проходит лишь сигнал для л=по Таким образом, после трансформации компонент, пропорционаУ ьный I (P) имеет вид

J ()Б п((и„,со.) .-и. ).Ï)

Компонент, пропорциональныи I„ (p>), при i=1 имеет вид м „,„„„.,-„ — — ".2.— — - Е 3, (p) si t (iu>„> A - ) t-n l), . через фильтр проходит сигнал

4р Компонент пропорциональный ((х), при (=2 имеет вид

Таким образом, на выходе фильтрующей системы появляется частотномодулированный сигнал с трансформированным спектром вида

2АО рО q » ()7Р 7 „- Фэ1их

1=-OO

1 (e- и„)»1(1-,олй-(и„+1л)4, 40

l т.е. новая несущая частота

789850

Индекс модуляции Р сигнала (10) такой же, как и индекс исходного сигнала (1).

Таким образом, если на вход устройства поступает частотно-модулированный сигнал с несущей частотой 500-2000 МГц и модулирующими частотами 500 кГц-5 МГц, то на выходе фильтрующей системы 7 получаем частотно-модулируемый сигнал с несущей частотой 0,1-5 МГц и модулирующей частотой в диапазоне до 150 кГц с прежним индексом модуляции.

Далее трансформированный сигнал

15 поступает на усилитель 8, проходит через амплитудный ограничитель 9 и поступает на частотный дискриминатор 10, в котором осуществляется детектирование частотно-модулированного сигнала. С выхода частотного дискриминатора 10 продетектированный (низкочастотный 1 сигнал поступает одновременно на индикатор 11 и частотомер 12. Амплитуда продетектирован--25 ного частотно-модулированного сигнала пропорциональна девиации частоты, поэтому индикатор 11, реагирующий на амплитуду сигнала, показывает девиацию частоты (астр ) трансформирован- 3g ного частотно-модулированного сигнала. Частотомер 12 измеряет тран— сформированную частоту F Р низкочастотного сигнала, полученного после детектирования частотно-модулированного сигнала частотным дискриминатором 10.

Таким образом, зная af u F

TP) определяем индекс частотной модуляции трансформированного сигнала ) т

К а.тр кетарыи равен нндекен р< тр измеряемого частотно-модулированного сигнала.

Если необходимо определить девиацию частоты частотно-модулированного сигнала ь1,, то, зная (и частоту модуляции измеряемого частотно-модулированного сигнала F, определяем ее как

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 531094, кл. G 01 R 23/00,27.08.75 = ) " (тр а новая модулирующая частота тр,О

Техническая эффективность данного изобретения заключается в получении возможности измерять индексы модуляции и девиации частоты частотномодулированных сигналов с модулирующими частотами в диапазоне 500 кГц5 МГц при несущих частотах 5002 000 МГц, что обуславливается тем

I что во входном смесителе осуществляется преобразование несущей частоты в промежуточную (пониженную) час-" тоту, а на выходе фильтрующей системы трансформатора спектра получает сигнал с трансформированным (узким) спектром и пониженной несущей частотой.

Формула изобретения

Устройство для измерения индекса частотной мс дуляции, содержащее последовательно соединенные усилитель, амплитудный ограничитель, и частотный дискриминатор, выход которого подключен ко входам индикатора и частотомера, а также гетеродин, выход которого подключен к первому входу входного смесителя и трансформатор спектра, измеряемого сигнала, состоящий из генератора стробимпульсов, выход которого соединен с первым входом стробоскопического смесителя, выход которого подключен ко входу фильтрующей системы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при одновременном расширении нижней границы модулирующих частот,в него дополнительно введена фильтрующая система, вход которой подключен к выходу входного смесителя, а выход соединен со вторым входом стробоскопического смесителя трансформатора спектра измеряемого сигнала, выход фильтрующей системы которого подключен ко входу усилителя

ВНИИПИ Зак

Тираж 1019

Филиал ППЛ.г. Ужгород, у