Измеритель девиации частоты

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ui813292

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (бт) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 120479 (21) 2752681/18-21 с присоединением заявки 89(51}М. К.з

G 01 R 23/00

Государственный %0MNtot.СССР но дедам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,0381 Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 15,0 38 1 (5З} УД1(621. 317. .721(088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Зенькович и Г. В. Бржезинский (71) Заявитель з TPggptgr!

БИБЛИО-,Р:-g (54 ) ИЗМЕРЙТЕЛЬ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ

ИзобретенИе относится к радиоиэмерительной технике, а также к областям радиоэлектроники, в которых необходимо контролировать сигналы с малы-. ми паразитными девиациями частоты (частотными и фазовыми флуктуациями, шуманы) .

Известны устройства., содержащие смеситель, гетеродян, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), ограничитель, частотный детектор, усилитель низкой частоты и вольтметр 1).

Недостатком етого .устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким по своей техничес-15 кой сущности к предлагаемому является устройство, содержащее кварцевый генератор, формирователь гармоник, смеситель, усилитель промежуточный частоты, частотный детектор, уси- 20 литель низкой частоты и вольтметр 1.2).

Недоса атком данного устройства является отсутствие плавного перекрытия частотного диапазона;на частотах ниже 2000 ИГц. Особенно малые участ- 25 ки перекрываются на низких частотах, при использовании 5-ти кварцевых

-т;енераторов в диапазоне частот 2550 МГц перекрыт участок шириной всего

600 .кГц, т.е. менее ЗЪ диапазона, а 30

2 в диапазоне частот 25-200 МГц перекрыт участок шириной около 10 МГц, т.е. около 6Ъ всего диапазона. За счет перестройки кварцевых генераторов ухудшены их частотные шумы на

10-15 дБ, т.е. в 3 5,6 раз ухудшена обусловленная этим фактором разрешающая способность измерения.

Увеличилось время измерения. Для осуществления настройки необходимо поочередно включать и плавно перестраивать все 5 кварцевых генераторов.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Эта цель достигается тем что в измеритель девиации частоты, содержащий кварцевый генератор, последовательно соединенные формирователь гармоник, смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный детектор, усилитель низкой частоты и вольтметр, введены блок перестройки усилителя промежуточной частоты, блок перестройки частотного детектора, и последовательно соединенные блок поиска сигнала, блок управления, усилитель управляющего напряжения и управляемый переключатель кварцевого генератора, второй вход которого подклю813292 чен к выходу кварцевого генератора, а выход управляемого переключателя кварцевого генератора соединен с вха дом формирователя гармоник, причем выход усилителя управляющего напряжения подключен к входу блока перестройки усилителя промежуточной час тоты, выход которого соединен с вторым входом усилителя промежуточной частоты, выход усилителя управляющего напряжения подключен к входу блока перестройки частотного детекто- ра, выход которого соединен с вторым входом частотного детектора, первый вход которого подключен к второму входу блока управления, третий вход последнего соединен с первым выхо- 15 дом частотного детектора, а выход смесителя подключен к входу блока поиска сигнала.

На чертеже представлена структур ная схема измерителя девиации часто- 2О ты, Измеритель девиации частоты содержит смеситель 1, формирователь 2 гармоник, блок 3 поиска сигнала кварцевый генератор 4, УПЧ 5, частотный детектор б, усилитель 7 низкой частоты, вольтметр 8, блок 9 перестройки УПЧ, блок 10 перестройки частотного детектора, управляемый переключатель 11 кварцевого генератора, усилитель 12 управляющего напряжения, блок 13 управления.

Устройство работает следующим образом.

Смеситель 1 служит для преобразования частоты входного сигнала в проЭ5 межуточную частоту, которая за счет блока 9 и блока 10 перестройки частотного детектора может плавно изменяться в заданной полосе промежуточных частот с сохранением всех основных 40 характеристик измерительного тракта, главное — высокой разрешающей способности измерения малых девиаций частоты. Блок 14 поиска и блок 13 управления служат для автоматизации настройки, т.е. для включения того кварцевого генератора, при работе которого входной сигнал из заданного частотного диапазона переносится на рабочую при требуемом уровне и отсут- go ствии мешающих сигналов, и для получения сигналов настройки УПЧ 5 и частотного детектора б. Для этого поочередно автоматически включаются все кварцевые генераторы, запоминаются уровни напряжений, получающихся на выходе отдельных полосовых фильтров системы поиска, и после их сравнения выбирается и включается тот кварцевый генератор, при использовании которого соотношения между ам- 60 плитудаМи в полосе полезного сигнала промежуточной частоты и в прилегающей к ней сверху и снизу полосах мешающих сигналов - максимальны. С помощью блока 13 управления, усилите- Я лей 12 и блоков 9 и 10 УПЧ и частотный детектор б автоматически настраиваются на частоту преобразованного си гнала.

При выбранном и проверенном экспериментально изменении промежуточной частоты, т. е. перестройке УПЧ и частотного детектора в пределах от 3 до б МГц, диапазон низких частот от

22 до 57 МГц перекрывается плавно при использовании трех переключаемых в процессе настройки кварцевых .генераторов с частотами 12-15 МГц.

3а счет перестройки тракта промежуточной частоты достигается плавное перекрытие всего широкого диапазона частот, в том числе и в области низких частот, без перестройки частоты кварцевых генераторов..При этом по сравнению с известным выигрыш по перекрытию составит в диапазоне частот

25"50 МГц более 003 =33 раз, в диа1 пазоне частот 25-200 МГц более Ц06

=17 раз. Весь требуемый диапазон частот, например 25-2000 МГц, плавно перекрывается.

Применение неперестраиваемых по частоте кварцевых генераторов позволя.ет снизить собственные частотные шумы измерителя девиации частоты, т.е. повысить разрешающую способность измерения. Собственные частотны шумы генераторов, гармоники которых используются для преобразования частоты в смесителе измерителя девиации частоты в качестве гетеродинного напряжения, переносятся в тракт промежуточной частоты, умноженными на и, где и — номер используемой гармоники. Поэтому они вносят решающий вклад в собственные частотные шуьы измерителя девиации частоты. При использовании неперестраиваемих кварцевых генераторов эти шумы имеют минимальное значение. Частотные шумя, вносимые ерестраиваемым частотным детектором, практически остаются теми же, что и у неперестраиваемого. Применение неперестраиваемых кварцевых генераторов вместо перестраиваеьых сокращает время измерения, так как из процесса настройки исключается время плавной перестройки частоты каждого из кварцевых генераторов. Остается только время переключения указанных генераторов.

Предлагаемое устройство имеет высокую технико-зкономическую эффективность благодаря малому уровню собственных частотных шумов, которые принципиально невозможно получить в известном. Если же в известном устройстве использовать кварцевые неперестраиваеьые генераторы вместо первстраиваемых, то такой же уровень собственных частотных шумов будет получен. Однако для плавного перекрытия диапазона частот потребуется очень большое число кварцевых генераторов

813292 и резонаторов. Для частотных детекторов допустимая расстройка по частоте сигнала 2аГ, в пределах которой производят измерения с разрешающей способностью аЯ ;„, определяется выражением 6f т и =en <- ас, 5 где m o q — коэффициент AM входного сигнала детектора.

В самом лучшем случае moc =0,1%=

=10" . Поэтому при 6f n =О, 3 Гц

2ь0=600 Гц. Для перекрытия диапазона

22-57 МГц в предлагаемом устройстве нужны 3 генератора. В известном устройстве для этого с учетом использования пяти гармоник необходимо

57 22 И1Г

600 5Гц 10 15 генераторов, т. е. более 10 кварцевых

Ч рез онаторов.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бржезинский Г.В. Комплект изме25 рителей частотной и амплитудной модуляции. Обмен опытом в радиоэлектронной промышленности. НИИЭИР, 1974 вып. 6, с. 50.

2. Горелов А.И. О построении аппаратуры для измерения паразитной частотной модуляции СВЧ генераторов.

"Вопросы радиоэлектроники", сер.",Радиоизмерительная техника", 1969 вып. 5, с. 44.

ВНИИПИ Заказ 765/55 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4

Измеритель. девиации частоты, содержащий кварцевый генератор, последовательно соединенные формирователь гармоник, смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный детектор, усилитель низкой частоты и вольтметр, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок перестройки усилителя промежуточной частоты, блок перестройки частотного детектора, и последоватепьно соединенные блок поиска. сигнала, блок управления, усилитель,управляющего напряжения и управляемый переключатель кварцевого генератора, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, а выход упуправляемого переключателя кварцево»

ro генератора соединен с входом формирователя гармоник, причем выход усили-. теля управляющего напряжения подключен к входу блока перестройки усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом усилителя про« промежуточной частоты, выход усилителя управляющего напряжения подключен к входу блока перестройки частотного детектора, выход которого соединен с вторым входом частотного детектора, первый вход которого подключен к к второму входу блока управления, третий-вход последнего соединен с первым выходом частотного детектора, а выход смесителя подключен к входу блоблока поиска сигнала.