Устройство измерения шумов перестраи-ваемых автогенераторов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()830257 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160479 (21) 2752887/18-21 с присоединением заявкн ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150582 Бюллетень № 18 (51)М. Кл.

G 01 R 29/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. З17. ЗЗ (088.8) Дата опубликования описания .15058З (72) Ав оры изобретения

В.М. Василевский и А. И. Ромащенко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ШУМОВ ПЕРЕСТРАИВАЕМЬБ

АВТОГEHEPATОPОB Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения фазовых и амплитудных шумов, а также их корреляции в перестраиваемых автогенераторах.

Известно устройство измерения фазовых флуктуаций, в котором флуктуации фазы сигнала преобразуются в флуктуации выходного напряжения при помощи фазового детектора. Эти устройства измерения фазовых флуктуаций различаются по способу формирования сигнала (не когерентного с исследуемым ), фаза которого совпадает с фазой исследуемого сигнала с точностью 15 до постоянного фазового сдвига $1).

Недостаток устройства - низкая точность.

Наиболее близким по техническОй сущности к изобретению является уст- 20 ройство, содержащее фазовый детектор, на один из входов которого подается исследуемый сигнал, другой вход фазового детектора подключен к одному из выходов опорного кварцевого генератора, выход фазового детектора соединен с входами анализатора спектра и фильтра низкой частоты, выход которого присоединен к одному иэ входов опорного кварцевого "генератора, дру- 30 гой выход опорного кварцевого генератора через последовательно соединенные девиометр и измеритель индекса частотной модуляции подключен к индикатору мощности флуктуаций, выходы звукового генератора соединены порознь с вторыми входами опорного кварцевого генератора и измерителя индекса частотной модуляции f2) .

Измерение фазовых флуктуаций сводится к преобразованию их в амплитудные, которые затем измеряются в анализаторе спектра. Для более точного измерения флуктуаций применяеася схема выставления эталонной модуляции сигнала опорного генератора.

Однако подобная схема измерителя применима только для генераторов высокостабильных сигналов; поскольку диапазон перестройки подстраиваемого кварцевого генератора меньше изменений частоты, вызванных. нестабильностями некварцевых генераторов. Кроме того, подобная схема не позволяет производить раздельное измерение индексов фаэовой и амплитудной модуляции, а также степени корреляции между амплитудными и фазовыми шумами. Поэтому с помощью подобной схемы невозможно измерить полный спектр

830257 сигнала генератора, обусловленный как флуктуацнями фаз, так и флуктуациями амплитуды с учетом их корреляционных членов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, измереwe фазовых амплитудных шумов,.а также степени их взаимной корреляции в управляемых генераторах, имеющих любую стабильность.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство измерения шумов перестраиваемых автогенераторов, содержащее рабочий фазовый детектор, опорный кварцевый генератор, вольтметр, анализатор спектра, осциллограф, фильтр низкой частоты, дополнительно введены фазовращатель, измерительный фазовый детектор и усилитель постоянного тока, причем сигнал на вход исследуемого автогенератора подается с выхода опорного кварцевого генератора через последовательно соединенные рабочий фазовый детектор, усилитель постоянного тока и фильтр низкой частоты, выход автогенератора подключен к одному axogy измерительного фазового детектора и к второму входу рабочего фазового детектора, к выходу опорного кварцевого генератора подключен вход фазовращателя, выход которого подключен к другому входу измерительного фазового детектора, к выходу которого нодключеиы вольтметр постоянного тока и анализатор спектра, один вход осциллографа подключен к выходу опорного ге- . нератора, а другой вход - к выходу исследуемого автогенератора.

На чертеже представлена структурная схема устройства измерения шумов.

Устройство измерения шумов содержит опорный кварцевый генератор 1, рабочий фазовый детектор 2, Усилитель 3 постоянного тока, фильтр 4 низкой частоты, исследуемый унравляемый автогеиератор 5, фазавращатель 6, измерительный фазовый детектор 7, вольтметр 8 постоянного тока, анализатор 9 спектра, осциллограф 10.

Устройство измерения шумов перестраиваемых генераторов работает следукщим образом.

На второй вход рабочего фазового детектора 2 поступает сигнал исследуемого автогенератора 5, на первый вход — сигнал генератора 1. Напряжение с выхода фазового детектора 2 чере усилитель 3 и фильтр 4 поступает на вход автогенератора 5 и осуществляет автоподстройку последнего.

Сигналы с выходов генераторов 1 и

5 поступают на входы х и у осциллографа 10, где по положению точек пересечения фигуры Лиссажу, наблюдае— мой на экране осциллографа, с координатными осями определяется разность фаз между сигналами генераторов 1 и

5, а также фиксируется синхронизм системя автоподстройки.

Подстройкой частоты и „ o. (где

fr © - частота автогенератора 5 при разомкнутой цени управления) разность фаз генераторов 5 и 1 при сии хрониэме выставляется равной у/2, при этом фазовый детектор 2 будет фазочувствительным, амплитудные флуктуации будут в нем подавляться. Сигнал с выхода исследуемого генератора

10 5 поступает также на один из входов измерительного фазового детектора 7, на другой вход которого поступает" прошедший через фазовращатель б сигнал от генератора 1.

Напряжение на выходе измерительного фазового детектора 7 определяется величиной

Ф= ) -д(=н.по. =) (+9р+ ) где О = g„ p+aU; М= Ч +ь, бд „- амФтитуда сигнала исследуемого генератора ь0 „ - девиация амплитуды сигна2S ла исследуемого генератора p — фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем б, K> — коэффициент передачи

30 напряжения фазового детектора.

Учитывая, что фаэовые флуктуации кварцевого генератора 1 заведомо ниже фазовых флуктуаций исследуемого автогенератора 5, и рассматривая флуктуации, частота которых превышает полосу прозрачности петли фаэовой автоподстройки (ФЛП), мы может считать, что ь М определяется девиацией фазы сигнала исследуемого генератора 5.

Постоянная составляющая напряжения g(IJ,V ) ИХ.о О) & RE 8 2 О) измеряется иа выходе измерительного., фазового детектора вольтметром постоянного тока.

Переменная составляющая напряжения

50 y(U У )

=" ига > +9+ )у* =ь(ag. g ч Q

V . +ьу-о измеряется Йа вык д . . рнтельного фазового детектора анализатором спектра.

Устанавливая фаэовращателем б фа60 зовый сдвиг Фо=п — где n=1,3,5, 7,... (при этом показания вольтметра постоянного тока достигают максимального значения и равны Ч д $ägöðp)> измеряем переменное й™апряжеййе йо по 5 каэаиням вольтметра аналиэатора

830257 формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 2794/27 Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 спектра, эти з начения пропорциональны эффективным значениям /з,, так как в спектроанализаторе используется вольтметр с осредняющим фильтром. По показаниям вольтметра анализ атора спектра определяется индекс амплитуд° и 5 ной мОдуляции Вд ф вущ ч-„ ч= -,) зф ц„„ = паек

Устанавливая фаэовращателем 6 фазовый сдвиг Чо = mt, где m=0,1,2,3,4... (при этом показания вольтметра постоянного тока равны нулю), по показаниям вольтметра анализатора спектра определяем индекс фазовой модуляции

I ЭФ (, а

Устанавливая фаэ ращателем 6 фазовый сдвиг P =Я-, где 5 = 1,3,5..., Ю о 1

° Д. л при этом i $=(g = )=+ — »п ду.

Измеряем переменное напряжение анализатором спектра в двух точках, 5 и 5 + 2, и, производя преобразования, имеем:

Ч -,ф "о=%,—.)-"-М l"î =4 1М

2/ = @> до@ Жч ф 36 где R — - нормированный коэффициент взаимной корреляции.

Таким образом, измеряя вольтметром постоянного тока наибольшее зна- З5 чение напряжения на выходе фазового детектора и измеряя переменное напряжение на выходе анализатора спектра при различных значения Чо, можНо определить В 1 ф, fBqg, 8, а значение этих величин позволяет определить полный спектр сигнала.

Устройство для измерения шумов перестраиваемых автогенераторов, содержащее рабочий фазовый детектор, опорный кварцевый генератор, вольтметр, анализатор спектра, осциллограф, фильтр низкой частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительно введены фазовращатель, измерительный фазовый детектор, усилитель постоянного тока, причем вход автогенератора соединен с выходом опорного кварцевого генератора через последовательно соединенные рабочий фазовый детектор, усилитель постоянного тока и фильтр низкой частоты, выход автогенератора подключен к одному входу измерительного фазового детектора и к второму входу рабочего фазового детектора, к выходу опорного кварцевого генератора подключен вход фазовращателя, выход которого подключен к другому входу измерительного фазового детектора, к выходу которого подключены вольтметр постоянного тока и анализатор спектра, один вход осциллографа под ключен к выходу опорного генератора, а другой вход - к выходу исследуемого автогенератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9463929, кл. G 01 R 23/16, 1973.

2 ° Авторское свидетельство СССР .9552569, кл. 6 01 R 25/00, 1978 (прототип).