Устройство для поверки измерителей девиации частоты

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советские

Социалистические

Респубямк

<и>930142 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 24. 09. 80 (21) 2984319/18-21 с присоединением заявки М

< (23) Приоритет (51)M. Кл.

G 01 R 23/00

3Ъеудврстееллый комитет

СССР ло делам вэабретеннй и втерытвй

Опубликовано 23. 05. 82. Бюллетень М 19

Дата опубликования описания 25 . 05 . 82 (53) УДК621. 31У.

° 7 (088. 8) . (72) Авторы изобретения

В. И. Огарь и Ю. Ф. Павленко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ

ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к радиоизмерительной технике.

Известно устройство для поверки измерителей девиации частоты (ИДЧ), основанное на методе с использова" нием электронно-счетного частотомера (ЭСЧ), содержащее последовательно включенные источник ЧМ сигнала, смеситель, усилитель низкой частоты и

1О

ЭСЧ, а .также устройство для выделения гармоник сигнала с частотой, равной частоте ЧМ сигнала, подключен-. ные входом к выходу источника ЧМ сигнала, а выход — ко второму входу смесителя fl J .

Недостатком такого устройство является то, что оно применимо лишь при очень больших индексах модуляции.

И эвестно так е устройство дпя по- а верки измерителей девиации частоты, содержащее источник модулирущщего напряжения, управляемый делитель частоты, источник частотно-модулирован2 ного (ЧМ) сигнала, поверяемый делитель частоты, анализатор спектра, электронно-счетный частотомер (ЭСЧ), делитель частоты, запоминающее устрой ст во (21 .

Недостатком данного устройство является то, что с его помощью можно осуществлять поверку ИДЧ при индексе модуляции P = не менее 2,405 (первый нуль функции Бесселя), где

Р

af — девиация частоты; F — частота модуляции. Поскольку, индекс модуляции ЧМ сигналов лежит ориентировочно в пределах 0,05 - 10, то оказывается, что значительная часть диапазона 1Ъ не может быть поверена этим устройством.

Цель изобретения - расширение диапазона калибруемой девиации час тоты в области малых индексов модуляции при сохранении автоматизации всех операций.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для поверки измерите3 930142 4 лей девиации частоты, содержащее уп.равляемый аттенюатор, источник ЧМ сигнала, анализатор спектра, электронно-счетный частотомер, делитель частоты, поверяемый измеритель девиации частоты, делитель частоты, блок памяти, источник модулирующего напряжения., первый выход которого подключен ко входу управляемого аттенюатора, управляющий вход которого подключен к первому выходу электронно-счетного частотомера, а выход - к входу источника ЧМ сигнала, выход которого под5

to ключен к входу поверяемого измерителя девиации частоты, первый вход элект15 ронно-счетного частотомера подключен к выходу делителя частоты, а второй, выход — к первому входу делителя частоты, второй вход которого соединен с блоком памяти, введены умножитель частоты и второй делитель частоты, вход которого соединен с вторым вы20 ходом источника модулирующего напряжения, а выход - с вторым входом электронно-счетного частотомера, вход умножителя частоты подключен к выходу источника ЧМ сигнала и входу поверяемого измерителя девиации частоты, а выход умножителя частоты подключен к входу анализатора спектра.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2области калибруемых индексов модуляции Р для известного и предлагаемого устройства.

В состав устройства входят источ25

30 ник 1 модулирующего напряжения, управляемый аттенюатор 2, источник 3 ЧМ сигнала, поверяемый источник (ИДЧ) 4 девиации частоты, умножитель 5 часто ты, анализатор 6 спектра, второй делитель 7 частоты, электронно-счетный частотомер (ЭСЧ) 8, делитель 9 частоты, блок 10 запоминания.

Устройство работает следующим образом. ю

Сигнал от источника 1 модулирующего напряжения поступает на управляемый аттенюатор 2, имеющий коэффициент передачи, пропорциональный коду.

С выхода управляемого аттенюатора 2 модулирующий сигнал поступает на источник 3 ЧМ сигнала, девиация частоты которого пропорциональна коэффитора 2, т.е. коду. ЧМ сигнал с выхода источника 3 ЧМ сигнала поступает на поверяемый ИДЧ 4 и через умножициенту передачи управляемого аттенюа- 55 тель 5 частоты на анализатор 6 спектра. При умножении частоты сигнала в и раз, во столько же раз умножается и его девиация частоты, что и используется для калибровки девиации при

P c. 2,405. Анализатор спектра настраивается на и-ую гармонику частоты источника ЧМ сигнала, а регулировкой. напряжения модулирующего сигнала устанавливается первый нуль функции Бесселя (по характерной спектрограмме на экране анализатора 6 спектра), имеющий место при индексе модуляции (3» = — = 2,405. При этом девиация:

af частоты ЧМ сигнала на входе анализатора 6 спектра равна дЕ =P„F =

= 2,405 F, а девиация частоты исходного сигнала, поступающего на поверяе мый ИДЧ 4, будете| = — = — . Г и 2,405

Ц04 t1 A т.е. сигнал оказывается откалиброванным по девиации при индексах модуля-. ции в и раз меньше 2,405 (n=2,3,...к).

Для того, чтобы не утратить при этом достигнутые в известном устройстве автоматические свойства, в частности сохранить ЭСЧ 8 прямопоказывающим индикатором поверяемого значения девиации частоты, не менять вручную урбвень модулирующего сигнала, соответствующий новому значению девиации частоты, между источником модулирующего напряжения и первым входом ЭСЧ

8 ставится второй делитель 7 частоты с коэффициентом деления, равным коэффициенту умножения и. Показание ЭСЧ

8 в этом случае будет (по аналогии с описанием известного устройства)

Р— = — „ Г(.ц, =1,2,Ь,..., <0 Mru, 10000 P„. т.е. будет соответствовать значению девиации частоты ЧМ сигнала на входе поверяемого ИДЧ 4.

Очевидно, что при этом сохраняется автоматизация других операций, присущая известному устройству: установка нуля функции Бесселя при изменении модулирующей частоты и при из менении порядка нуля этой функции.

В конкретно выполненном устройстве коэффициент умножения может устанавливаться от 2 до 10 (умножитель частоты выполнен в виде генератора гармоник на диоде с накоплением заряда), что позволяет расширить диапазон калибруемых индексов модуляции в нижнюю сторону от до 0,24. На фиг. 2

5 9301 приведена область калибруемых f3 из вестного устройства ф 2,405) и с помощью предлагаемого устройства применительно к поверке базового ИДЧ

СКЗ-30, имеющего диапазоны девиации 5 до 500 кГц и модулирующих частот до

200 кГц, откуда видно, что область поверяемых значений существенно расширена.

Покажем, что применение в предлагаемом устройстве умножителя 5 частоты (равно и делителя частоты) принципиально не приводит к увеличению систематической погрешности калибров-, ки девиации, даже если умножитель час-15 тоты является заведомо неидеальным устройством, искажающем ЧМ сигнал.

Любой умножитель частоты может быть представлен в виде нелинейного

Элемента и линейной системы (фильтра) 20 для выделения нужной гармоники. Нелинейный элемент, как известно, не вносит искажений в закон ЧМ, поэтому искажения возникают в линейной системе. Комплексный коэффициент передачи линейной системы в общем виде описывается выражением

K = K МЕ Ч где K(M) и g (()) - амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики 30 умножителя. Если на вход такой системы подан ЧМ сигнал с гармонической модуляцией, который в спектральной форме имеет вид

35 где U „- амплитуда сигнала в отсутствие ЧМ; .1 „„(Я- функция Бесселя m-ro порядка;

GD — круговая несущая частота;

Л - круговая модулирующая час-. тота;

m = 0,1,2,..., р = 1,2,3,..., то на выходе линейного устройства имеем сигнал

11 (Ц 1 фсо+ p52) с р) который в общем случае стал искажен-. ным ЧМ сигналом с амплитудной модуляцией. Однако, если выбранная для индикации нуля функции Бесселя спектп ральная составляющая в данном случае составляющая с несущей частотой

Зо P) была равна нулю до прохождения искажающего устройства, то она останется равной нулю и после его прохождения (другими словами, если один из сомножителей равен нулю, его произведение с любым другим сомножителем равно нулю).

Таким образом, несовершенство умножителя не вызовет систематической погрешности измерения, что является существенным моментом для метрологической практики.

Данное утверждение в равной мере относится и ко второму делителю 7 частоты, так как ЗСЧ 8 одинаково реагирует на сигнал независимо от его формы (синусоидальный или, например, после делителя частоты-импульсный).

% с

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет существенно расширить диапазон калибруемых индексов

ЧМ при сохранении автоматизации ряда операций и без ухудшения его точностных характеристик.

Формула изобретения

Устройство для поверки измерителей девиации частоты, содержащее управляемый аттенюатор, источник частотномодулированного сигнала, анализатор спектра, электронно-счетный частотомер, делитель частоты, поверяемый из-. меритель девиации частоты, делитель частоты, блок памяти, источник модулирующего напряжения, первый выход которого подключен к входу управляемого аттенюатора, управляющий вход которого подключен к первому выходу электронно-счетного частотомера, а выходк входу источника частотно-модулиро-г ванного сигнала, выход которого под-, ключен к входу поверяемого измерителя девиации частоты, первый вход электронно-счетного частотомера подключен к выходу делителя частоты, а второй выход - к первому входу делителя частоты, второй вход которого соединен с блоком памяти, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона калибруемой де виации частоты в области малых индексов модуляции, в него введены умножи-. тель частоты и второй делитель частоты,. вход которого соединен с вторым . выходом истечника модулирующего напряжения, а выход - с вторым входом электронно-счетного частотомера, 930142 вход умножителя частоты подключен к выходу источника частотно-модулированного сигнала и входу поверяемого измерителя девиации частоты, а выход умножителя частоты подключен к входу вн,злизатора спектра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ГОСТ 14016-68, с. 17, черт. 18.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2824501/18-21, кл. Q 01 Й 29/06, 1979 (прототип).

930142, dy

segfk лосева, калибруеиых

Зесюиын цсвройсюол. иоюнияельиая Иласлю каыйруеиых Щя дмаенын цсаройстбви.

200 кГч.

Корректор Н. Швыдкая

Подписное

Составитель H. Каплин

Редактор В. Лазаренко Техред Т.Иаточка

Заказ 3458/56 . Тираж 719

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-31 Рауаская наб. д. 4/5

»авъЗАеюСЛ» .Филиал flAIl "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4