Устройство для измерения фазовых флюктуаций

 

аявятель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ ФЛЮКТУАЦ163

Устройство для измерений фазовых флюктуаций может быть использовано в радиоизмерительной технике.

Известно устройство измерейия фазовых флюктуаций, в котором флюктуации фазы сигнала преобразуется в флюк«5 туации выходного напряжения при rioмощи фазового детектора (1).

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство измерения фазовых флюктуаций, содержащее фазовый детектор, на один из входов которого подается

15 исследуемый сигнал, другой вход фазового детектора подключен к одному из выходов опорного кварцевого генератора, выход фазового детектора соединен с входами анализатора спект.— ра и фильтра низких частот, выход которого присоединен к одному из входов опорного кварцевого генератора, другой выход опорного кварцевогЬ генератора через последовательно соединенные девиометр и измеритель индекса частотной модуляции подключен к индикатору мощности флюктуаций, выходы звукового генератора соединены порознь с вторыми входами опорного кварцевого генератора и измерителя индекса частотной модуляции.

Измерение фазовых флюктуаций сводится к преобразованию их в амплитудные, которые затем измеряются в анализаторе спектра. Для повышения точности измерения флюктуаций применяется схема выставления эталонной модуляции сигнала опорного генератора 2).

Однако подобная схема измерителя не позволяет измерить фазовые флюктуации на частотах, находящихся ниже полосы среза системы фаэовой автоподстройки (ФАП состоит иэ фазового детектора, фильтра низкой частоты, опорного генератора).

Кроме того, в измерителе ие предусмотрена возможность контроля и уп875300 равления сдвига фаз между исследуемым сигналом и сигналом опорного генератора. Однако, если сдвиг фаз между этими сигналами не равняется ®/2, что возможно при изменениях частоты исследуемого сигнала, то на фазовом детекторе выделяются как фазовые, так и амплитудные флюктуации, а их вклад в выходное напряжение фазового детектора зависит от фазового сдвига. 10

Следовательно, нет уверенности, что будет определяться измеряемое напряжение фазовыми или амплитудными флюктуациями исследуемого сигнаЛа.

Цель изобретения — расширение диа4

3 пазона измерения фазовых флюктуаций, а также повышение точности их измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения фазовых флюктуаций, содержащее фазовый детектор, последовательно соединенные фильтр низкой частоты, пере— страиваемый генератор, подсоединенный ко входу фазового детектора, звуковой генератор и анализатор спектра, вход которого подключен к выходу фазового детектора дополнительно введены два фазовых модулятора,фазовращатель,генератор опорной частоты, 30 усилитель-преобразователь, узкополосный усилитель опорной частоты, детектор, индикаторный прибор и осциллограф, причем источник исследуемого сигнала подключен одновременно к высокочастотным входам обоих фазовых модуляторов и к одному,из входов осциллографа, выход звукового генератора соединен с управляющим входом первого фазового модулятора, подключенного выходом к входу фаэовращате- 40 ля и к одному из входов фазового детектора, при этом выход перестраиваемого генератора подсоединен ко второму входу осциллографа, а выход генератора опорной частоты — к уп- 45 равляющему входу второго фазового модулятора, выход которого подключен к первому входу усилителя-преобразователя, ко второму входу которого подключен выход фазовращателя, выход 50 усилителя-преобразователя подключен к входу индикаторного прибора через последовательно соединенные узкополосный усилитель опорной частоты и детектор. 55

На чертеже представлена структурная схема устройства измерения фазовых флюктуаций.

Устройство измерения флюктуации содержит генератор l опорной частоты, первый фазовый модулятор 2, второй фазовый модулятор 3, фазовый детектор 4, фильтр 5 низкой частоты, перестраиваемый генератор 6, фазовра. щатель 7, усилитель-преобразователь

8, узкополосный усилитель 9 опорной частоты, детектор 10, индикаторный прибор ll, осциллограф l2, анализатор l3 спектра, звуковой генератор )4.

Устройство измерения фазовых флюктуаций работает следующим образом.

Исследуемый сигнал, проходя через фазовый модулятор 2, поступает на первый вход фазового детектора 4, сигнал с выхода генератора 6 подается на второй вход фазового детектора 4.

Выходное напряжение фазового детектора 4 подается через фильтр 5 на вход генератора 6 и осуществляет автоподстройку последнего.

Исследуемый сигнал и сигнал с выхода генератора 6 поступают на входы х и У осциллографа l2, где по положению точек пересечения фигуры Лиссажу (наблюдаемой на экране осциллографа l2) с координатными осями, определяется разность фаз между исследуемыми сигналоми сигналом перестраиваемого генератора 6, а также фиксируется синхронизм автоподстройки. Подстройкой частоты f>>© (Фп чр- частота генератора

6 при разомкнутой цепи управления) разность фаз между исследуемым сигналом и сигналом генератора 6 при синхронизме выставляется равной E/2, при этом фазовый детектор 4 будет фазочувствительным, амплитудные флюктуации будут в нем подавляться.

Для измерения величины фазовых флюк . туаций в исследуемый сигнал вводится регулярная эталонная модуляция, частота которой соответствует анализируемому участку спектра исследуемого сигнала. Иодулирующее напряжение для получения эталонной модуляции вводится на управляющий вход модулятора 2 от генератора !4, выход которого снабжен проградуированной в децибелах регулировкой выходного напряжения.

Для калибровки регулярной эталонной составляющей, вводимой в спектр исследуемого сигнала, на управляющий вход .модулятора 3 подается модулирующее опорное напряжение от генератора I

5 87530

Сигнал на выходе модулятора 3 может быть записан в виде

Устройство для измерения фазовых флюктуаций, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, перестраиваемый генератор, подсоединенный ко входу фазового детекторе, фильтр низкой частоты, звуковой генератор и анализатор спектра, вход которого подключен к выходу фазового детектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения фазовых флюктуаций и повышения точности их измерения, дополнительно введены два фазовых модулятора, фазовращатель, генератор опорной частоты, усилитель-преобразователь узкополосный усилитель опорной частоты, детектор, индикаторный прибор и осциллограф, причем источник исследуемого сигнала подключен одновременно к высокочастотным входам обо- их фазовых модуляторов и к одному из входов осциллографа, выход звукового генератора соединен с управляющим входом первого фазового модулятора, под"

Ug A >eon(wz <<+rn„sine„

1 фазового модулятора 3;

QJ1»g — частота исследуемого сигнала; ш»» - флюктуации фазы исследуемого »О сиг,нала;

m — индекс модуляции опоры, вводимой в спектр сигнала от генератора l;

kg — частота модуляции опоры.

Этот сигнал поступает на вход усилителя 8, на другой вход .которого поступает прошедший через фаэовращатель

7 сигнал с модулятора 2. Сигнал на выходе фаэовращателя 7 может быть записан в виде

О=А„рщ(а лафь и t+a$ +v), 2 С где А — амплитуда сигнала на выходе 2

7 фазовращателя 7;

m — индекс эталонной модуляции, вводимой в спектр исследуемого сиг»»ала от звукового генератора 14; ЗО

Я.g — частота эталонной модуляции; — постоянный фазовый сдвиг между сигналами ОЭ и U7

На выходе усилителя 8 образуется сигнал, который может быть записан в виде

0 =АВСоф „сО Яф+м со Я Ь+Ч

Этот сигнал поступает на усилитель 4О

9, настроенный на частоту Q. . В усилителе 9, из спектра сигнала U® »»роисходит выделение сигнала вида

Ug Ê9А8С08 Р1„Ь»,)?о(м .)Со 9..4, где К9 — коэффициент преобразования усилителя 9;

1ф»4)- функция Бесселя первого по- дрядка от аргумента ш4 1 у»

I .. функция Бесселя нулевого по-. рядка аргумента m, Этот сигнал детектируется детектором

l0, п постоянное напряжение с детектора 10 подается на индикаторный прибор ll. Показания индикаторного прибора l l пропорциональны величине

О =К9А8со Ч (» » )1- ш д Регулировкой гыходного напряжения re" нератора 1 (при напряжении с генератора 14, равном нулю) и регулировкой фазы фазовращателя 7, показания индика-, торного прибора 11 выставляются на максимум. При этом »1» 0 и m 1,9 рад.

Увеличивая выходное напряжение с генератора 14 до величины, при которой=показания индикаторного прибора 11 будут минимальны (=0). устанавливаем индекс модуляции m g 2,4 рад. Уменьшением выходного напряжения с генератора 14 в определенное число раз по сравнению с напряжением, при котором

m =- 2,4 рад., уменьшаем в то же число раз индекс модуляции m< 2 4 рад. мерение фазовых флюктуаций производится анализатором 13 путем сравнения мощности флюктуации в заданном участке спектра исследуемого сигнала с мощностью регулярной эталонной составляющей. Эталонная составляющая вводится в исследуемый сигнал до петли фазовой автоподстройки, поэтому на выходе фазового детектора она претерпевает те же преобразования, что и флюктуации исследуемого сигнала. Все это позволяет производить измерения фазовых флюктуаций в любом участке спектра исследуемого сигнала с большой точностью.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 463929, кл. G 01 R 23/16, 1972.

i0 2. Авторское свидетельство СССР к- 552569, кл. G 01 R 25/00, 1975.

/ 875300 8 ключенного выходом.к входу фазовраща- преобразователя подключен к входу теля и к одному из входов фазового де- индикаторного прибора через последотектора, при этом выход перестраивае- вательно соединенные узкополосный мого генератора подсоединен ко второ- усилитель опорной частоты и детекму входу осциллографа, а выход генера- тор. тора опорной частоты — к управляющему входу второго фазового модулятора, выход которого подключен к первому входу усилителя-преобразователя, ко второму входу которого подключен выход фазовращателя, выход усилителяСоставитель А. Старостина

Редактор Т. Куграиева Техред А. Ач Корректор А. Дзятко

Заказ 9326/70 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москвад Ж-35 Рауиская наб.i g 4/5

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