Спектральный измеритель инерцион-ности частотно- модулированныхгенераторов

 

Союз Соеетскик

Социалистическик

Республик

О П И С А Н И Е ()798616

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2l.03.79 (21) 27388291l8-2l (5! )М. Кл.

G 0l R 23/00 с присоединением заявки М

Ввудврвтавллый комитет (23) Приоритет ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.01.8l Бюллетень .% 3

Дата опубликования описания 25.0l.8l (53) УДК 62l. . 317.73 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. И. Гомозов, Э. Г. Ламехов и Н. И. Прокопюк (71) Заявитель

3 фюзи (5 4) СПЕКТРАЛЬНЫЙ И ЗМ EF ИТЕЛ Ь

ИНЕРЦИОННОСТИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ

ГЕНЕРАТОРОВ

Изобретение относится к радиотехни-. ке и может быть использовано для измерения пос тоян пой вр ем ени ус тановл ения частоты генераторов в радиотехнических системах, использующих частотно-модулированные сигналы или автоматическую

5 подстройку частоты.

Известен измеритель девиации частоты, содержащий последовательно соеди10 н енные преобр азов атель частоты, с которым связан гетеродин, усилитель промежуточной частоты, синхронный преобразователь частоты с селектором частоты модуляции, усилитель низкой частоты и вольтметр, а также кварцевый фильтр, фазовращатель и калибратор, градуирующий измеритель девиации частоты. За счет введения кварцевого фильтра и фазовращателя такой измеритель обеспечивает повышенную точность измерения девиации частоты jl).

Однако в измерителе не обеспечивается измерЕние постоянной времени установления частоты частотно-модулированного генератора СВЧ.

Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому изобретению является измеритель девиации частоты, содержащий генератор модулируюшего напряжения, смеситель, гетеродин, усилитель промежуточной частоты, индикатор уровня сигнала, ограничитель, частотный детектор, усилитель, амплитудный детекто и отсчетный прибор (2).

Недостатком измерителя является то, что он не позволяет измерять постоянную времени установления частоты в генераторах СВЧ с частотной модуляцией.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения постоянной времени установления частоты частотно-модулированных генераторов.

Указанная цель достигается тем, что в спектральный измеритель инерционности частотно- модулированных генераторов, содержащий первый генератор модулирую3 7986 1 щего напряжения, соединенный с одним входом измерителя, и смеситель, один вход которого соединен с другим входом измерителя, причем к другому входу смесителя подключен гетеродин, последова5 тельно соединенные первый ограничитель, первый частотный детектор и первый усилитель, а также первый усилитель промежуточной частоты, первый амплитудный детектор и два индикатора, введены последовательно соединенные усилитель-ограничитель, второй усилитель промежчточной частоты, второй амплитудный детектор, первый блок вычитания, второй блок вычитания, делитель на полтора, а также последовательно соединенные третий усилитель промежуточной частоты, третий амплитудный детектор и третий блок вычитания, последовательно соединенные второй ограничитель, второй частотный детектор, второй усилитель, четвертый и пятый блоки вычитания, а также последовательно соединенные второй генератор модулирующего напряжения и блок сравнения, другой вход которого соединен с одним входом измерителя, а выход — с первым генератором .модулирующего напряжения, причем выход первого. генератора модулируюшего напряжения соединен со входом второго ограничителя, выход усилителя-ограничителя соединен со входами второго и третьего усилителей промежуточной частоты, выход пер- вого амплитудного детектора соединен с другими входами первого и третьего зз блоков вычитания, а выход последнего соединен с другим входом второго блока вычитания, выход делителя на полтора соединен с другим входом пятого блока вычитания, выход которого соединен со вторым индикатором, а выход второго блока вычитания соединен с первым индикатором.

Схема спектрального измерителя инерционности частотно-модулированных генераторов приведена на чертеже.

Устройство содержит исследуемый генератор 1, первый генератор 2 модулируюшего напряжения, смеситель 3, гетеродин 4, первый усилитель 5 про- © межуточной частоты, второй индикатор 6, первый ограничитель 7, первый частотный детектор 8, йервый усилитель 9, первый амплитудный детектор 10, первый,индикатор 1 l, блок l2 сравнения, второй генератор 13 модулирующего напряжения, усилитель-ограничитель 14, второй ограничитель 15, второй усилитель 16 промежуточной частоты, третий

6 4 усилитель 17 промежуточной частоты, второй частотный детектор 18, второй . амплитудный детектор 19, третий амплитудный детектор 20, второй усилитель

21, первый блок 22 вычитания, третий блок 23 вычитания, четвертый блок 24 вычитания второй блок 25 вычитания, делитель 26 на полтора и пятый блок 27 вычитания.

Работа устройства заключается в сле дующем.

Исследуемый генератор l модулируется одновременно двумя синусоидальными напряжениями с равными амплитудами и с частотами Я и Я.g соответственно. Равенство амплитуд двух модулируюших напряжений поддерживается автоматически с помощью блока l2 сравнения,. на первый вход которого подается модулируюшее напряжение с первого генератора

2, а на второй вход — со второго перестраиваемого по частоте генератора

l3 модулируюшего напряжения. В случие появления различий в амплитудах . двух модулирующих напряжений блок l2 сравнения вырабатывает управляющее напряжение для регулировки амплитуды первого генератора 2 модулируюшего напряжения.

Модулируюшее напряжение с частотой поступает на исследуемый генератор 1 от первого генератора 2, а модулирующее напряжение с частотой RZ поступает от второго перестраиваемого по частоте генератора l3.

Спек тр выходного сигн ала иссл едуемого генератора l состоит из следующих составляющих; — несущей частоты QU с амплитудой, пропорциональной произведению бесселевых функций нулевого порядка от аргументов, представляющих собой индексы частотной модуляции Pq и PZ; — боковых частот Ogp + hQ с амплиту. дами, пропорциональными произведениям И®„) go(fb>) ° rge J> (P„)и о%)— бесселевы функции VI -го и нулевого порядка от аргументов Ь и Ъ соответственно;

L — дополнительных боковых частот

С@с + (PQ q+ ИЯ-г )j, rge P и Ъ любые целые числа, амплитуда которых пропорциональна произведению бесселевых функций от аргументов Pry u Pg причем, порядок этих функций определяется коэффициентами Р и и

При малых индексах частотной модуляции (Pq <О;5 и 10,5) ширина

7986l6 спектра определяется только двумя парами боковых частот Ю 1 9.1 и Фо+ Q. .

Анализ спектра производится на промежуточной частоте. Это позволяет исследовать инерционность генератора с различ- 5 ной несущей частотой путем перестройки частоты гетеродина 4. Преобразование несущей частоты сигнала исследуемого генератора 1 на промежуточную частоту осуществляется в смесителе 3 с помощью 10 напряжения гетеродина 4, частота которого устанавливается в соответствии с диапазоном работы исследуемого гене-: ратора

Напряжение с выхода усилителя ограничителя 14 разветвляется на три усилителя 16,5 и l7 промежуточной частоты, которые имеют логарифмические амплитудные характеристики. Усилитель

5 настроен на промежуточную частотуЯ и предназначен для выделения на спектре сигнала смесителя составляющей, соответ ствующей несущей частоте Юо, и получения напряжения, пропорционального логарифму амплитуды составляющей спектра несущей частоты &p . Усилитель 16 настроен на частоту Я + 9.1 для выделения сигнала боковой частоты и получения напряжения, пропорционального логарифму амплитуды составляющей спектра бо- 36 ковой частоты Q. + Я1 . Усилитель

17 имеет широкую полосу пропускания, не перекрывающуюся с полосой пропускания усилителя 5. Широкая полоса усилителя L7 обеспечивает выделение сигнала g5 второй боковой составляющей спектра

Я. + 9. 2 во всем диапазоне перестройки частоты Я. 2 второго модулируюшего генератора 18.

Сигналы с выходов усилителей 3.6,5 40 и l7 поступают на амплитудные детекторы 4.9, l0 и 20 соответственно. Далее, с выходов амплитудных детекторов

3.9 и 10 напряжения поступают на блок

22 вычитания. Блок 22 вычитания, осуществляя вычитание сигналов, пропорцио- . нальных логарифмам амплитуд состав ляющих спектра, производит определение логарифма индекса частотной модуляции, который зависит отсоотношения ампли- р туд составляющих спектра э4(Р1)до(Р2) э1(ь)

ОЬ о(2 эо(/ 4

S5

Аналогично блок 23 вычитания, сравнивая напряжения с выходов амплитудных детекторов lO и 20, выдает напряжение, пропорциональное логарифму индекса частотной модуляции P g

Определение индексов частотной модуляции спектральным методом по соотношению амплитуд составляющих спектра обеспечивает наиболее высокую точность изм ер ения.

Напряжения с выходов блоков 22 и 23 вычитания поступают на блок 25 вычитания, который осуществляет вычитание напряжений, пропорциональных логарифмам индексов модуляции, и Pg, .

Следовательно, на выходе блока 25 вычитания получается напряжение, пропорциональное логарифму произведения постоянной времени установления частоты исследуемого генератора на постоянную величину Я., так как „= /а (Еиа„-Еиа,). (,)

Напряжение с выхода блока 25 вычи тания поступает на отсчетный индикатор

l 1, логарифмическая шкале которого проградуирована в величинах постоянной времени, т.е. в наносекундах. Отсчет постоянной времени установления частоты исследуемого генератора производится по индикатору ll только при условии выполнения равенства (2), что обеспечивается путем выбора частоты Я-2 второго модулируюшего т енвратора 13при помощи органов ручной перестройки.

Для контроля выполнения соотношения (2) введен. вспомогательный канал, работа которого осуществляется

I следующим образом.

Напряжение модулирующего генератора 13 поступает Hà ахоп ограничителя 7, ограничивается по амплитуде для устранения паразитной амплитудной модуляции и

Ф поступает íà вход частотного детектора 8, Выходное напряжение частотного детектора 8, пропорциональное величине частоты Q.q, усиливается усилителем 9 постоянного тока, имеющим логарифмическую амплитудную характеристику, и подается на вход блока 24 вычитания в виде напряжения, величина которого пропорциональна логарифму частоты . Аналогично напряжение модулируюшего генератора 2 с частотой колебаний Я. g через ограничитель 15 поступает на частотный детектор 18, усиливается далее в усилителе 2l постоянного тока с логарифмической амплитудной характеристикой и подается на второй вход блока 24 вычитания. На выходе блока 24 вычитания

7986 получается напряжение, пропорциональное разности логарифмов частот Я.q и 9. которое поступает на блок 27 вычитания.

На второй вход блока 27 вычитания подается напряжение с делителя 26, на вход которого с блока 25 вычитания подается напряжение, пропорциональное логарифму произведения постоянной времени (на частоту Q g . Коэффициент деления делителя 26 выбирается io равным 3 2. Выходное напряжение с блока 27 вычитания подается на индикатор 6.

Показания этого прибора равны нулю, если выполняется соотношение-(2).

Таким образом, процесс измерения по- 1s стоянной времени установления частоты исследуемого генератора 1 сводится к подбору величины частоты ? перестраиваемого генератора 13, при которой показания индикатора 6 равны нулю, и отсче-2О гу постоянной времени установления час,тоты С по индикатору 11.

Формула изобретения

Спектральный измеритель инерционности частотно-модулированных генераторов, содержащий первый генератор модулируюшего напряжения, соединенный с одним р входом измерителя, и смеситель, один вход которого соединен с другим входом измерителя, причем к другому входу смесителя подключен гетеродин, последоват ельно соединенные первый ограничитель, первый частотный детектор и первый усилитель, а также первый усилитель промежуточной частоты, первый амплитудный детектор и два индикатора, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, в него введены последовательно соединенные усиl6 8 литель-ограничитель, второй усилитель промежуточной частоты, второй амплитудный детектор, первый блок вычитания, второй блок вычитания, делитель на полтора, а также последовательно соединенные третий усилитель промежуточной частоты, третий амплитудный детектор и третий блок вычитания, последовательно соединенные второй ограничитель, второй частотный детектор, второй усилитель, четвертый и пятый блоки вычитания, а также последовательно соединенные второй генератор модулирующего напряжения и блок сравнения, другой вход которого соединен с одним входом измеритеes, а выход — с первым генератором модулируюшего напряжения, причем выход первого генератора модулируюшего напряжения соединен со входом второго ограничителя, выход усилителяограничителя соединен со входами второго и трбтьего усилителей промежуточной частоты, выход первого амплитудного детектора соединен с другими входами первого и третьего блоков вычитания, а выход последнего соединен с другим входом второго блока вычитания, выход делителя на IloJITopA соединен с другим входом пятого блока вычитания, выход которого соединен со вторым индикатором, а выход второго блока вычитания соединен с первым индика тором.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

4,. Авторское свидетельство СССР

Мю 44.8814, кл. GOl Я 29/06, l972.

2. Измеритель девиации частоты типа

С3-5.— Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1973.

7986 16

Составитель Л. Сорокина

Редактор В, Данко Текред Т.Маточка Корректор М- йемчик

Заказ. 4.0018/SS . Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.; д. 4/S филиал ППП Патент, г . Ужгород, 1ул. Проектная, 4