Устройство для измерения флуктуаций амплитуды и частоты колебаний

Устройство для измерения флуктуаций амплитуды и частоты колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФЛУКТУАЦИИ АМПЛИТУДЫ И ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ , содержащее частотный дискриминатор и амплитудный детектор, вход частотного дискриминатора соединен с входом устройства, отличающееся тем, что, с целью поньшения точности, в него введены два делителя сигналов и блок вычитания, причем выход частотного дискриминатора подключен к первому входу первого делителя сигналов, второй вход которого объединен с первым входом блока вычитания и подключен к первому выходу амплитудного детектора, вход которого соединен с входом устройства , а второй выход подключен к второму входу блока вычитания и первому входу второго делителя сигналов, при этом выход блока вычитания соединен с вторым входом второго делителя сигналов, выход которого являетсяпервым выходом устройства, а выход первого делителя сигналов является (Л вторым выходом устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1167538

А рц y G 01 R 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3689871/24-21 (22) 12. 01. 84 (46) 15.07. 85. Бюл. 1Ф 26 (72) А.В. Бальчюнайтис и А.10. Пестининкас .(53) 621.317(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 646271,- кл. G 01 R 29/00, 5.04.79.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 871100, кл. G 01 R 29/00, 7. 10.81 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ФЛУКТУАЦИЙ АМПЛИТУДЫ И ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ, содержащее частотный дискриминатор и амплитудный детектор, вход частотного дискриминатора соединен с входом устройства, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два делителя сигналов и блок вычитания, причем выход частотного дискриминатора подключен к первому входу первого делителя сигналов, второй вход которого объединен с первым входом блока вычитания и подключен к первому выходу амплитудного детектора, вход которого соединен с входом устройства, а второй выход подключен к второму входу блока вычитания и пер" вому входу второго делителя сигналов, при этом выход блока вычитания соединен с вторым входом второго делителя сигналов, выход которого является. первым выходом устройства, а выход первого делителя сигналов является вторым выходом устройства.

1167538

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть применено при исследовании временных флуктуаций амплитуды и частоты электрических колебаний, в частности 5 при определении кратковременной ыестабильности частоты автогенераторов.

Известно устройство для исследования амплитудных и частотных флук- . 1O туацнй сигнала, содержащее линию задержки и фазовый модулятор, которые имеют общий ход, а их выходы соединены с входами смесителя. К второму входу фазового модулятора подключен 15 опорный генератор. Выход смесителя соединен с входами полосовых фильтров, настроенных, соответственно, на первую и вторую гармоники частоты опорного генератора, выходы которых 20 соединены с сигнальными входами синхронных амплитудных детекторов, вторые входы которых соединяются с выходом опорного генератора, причем первый детектор непосредственно, 25 а второй детектор через удвоитель частоты 1 .

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения, обусловленная значительными собствен-ЗО ными флуктуациями амплитуды и частоты колебаний опорного генератора и неидентичностью параметров измерительных каналов, один из которых содержит линию задержки а другой фазовый модулятор.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство,цля совместного измерения флуктуаций амплитуды и частоты колебаний, содержащее два измерительных канала, первый из которых включа ет последовательно соединенные частотный дискриминатор и амплитудный детектор, а другой — частотный диск- 45 риминатор и амплитудный детектор, причем выходы амплитудных детекторов соединены с первым и вторым вьгхо. дами устройства, а входы дискриминаторов объединены и подключены к вхо- 5О ду устройства.

При подключении выходов устройства к осциллографу íà его экране наблюдается эллипс рассеивания, по геометрическим размерам которого оп1 . ределяются амплитудные и частотные флуктуации исследуемого сигнала Г2 ).

Недостаток известного устройства заключается в низкой точности определения величины как амплитудных так и частотных флуктуаций, обусловленных большими погрешностями, возникающими при определении геометрических параметров эллипса рассеивания.

Цель изобретения. — повышение точности устройства.

Для достижения указанной цели в устройство для измерения флуктуаций амплитуды и частоты колебаний, содержащее частотный дискриминатор и амплитудный детектор, вход частотного дискриминатора соединен с входом устройства, введенЫ два делителя сигналов и блок вычитания, причем выход частотного дискриминатора подключен к первому входу первого делителя сигналов, второй вход которого объединен с первым входом блока вычитания и подключен к первому выходу амплитудного детектора, вход которого соединен с входом устройства, а второй выход подключен к второму входу блока вычитания и первому Ьходу второго делителя сигналов, при этом выход блока вычитания соединен с вторым входом второго делителя сигналов, выход которого является первым выходом устройства, а выход первого делителя сигналов является вторым выходом устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство для измерения флуктуаций амплитуды и частоты колебаний содержит частотный дискриминатор 1, амплитудный детектор 2, блок 3 вычитания первый 4 и второй 5 делители сигналов. При этом входы частотного дискриминатора 1 и амплитудного детектора 2 объединены и подключены к входу устройства. Выход частотного дискриминатора 1 соединен с первым входом первого делителя 4 сигналов, второй вход которого объединен с первым входом блока 3 вычитания и подключен к первому выходу амплитудного детектора 2, второй выход которого подключен к второму входу блока

3 вычитания и первому. входу второго делителя 5 сигналов. Выход блока 3 вычитания соединен с вторым входом второго делителя 5 сигналов. При этом выходы второго делителя 5 сигналов и йервого делителя 4 сигналов где А„и иго—

Y(t) m E(t) E(t) о

E(t) (8) з, о зо ь Ъ Е ((0) () а К Я j! + m +)1

3 1675 являются соответственно первым (У} ) и вторым (У,) выходами устройства, которые могут быть подключены к двухканальному осциллографу для совместного измерения флуктуаций амплитуды и частоты электрических колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал, содержащий амплитудные m<(t) и фазовые Р (t) 10 флуктуации.(фазовые флуктуации эквивалентны частотным флуктуациям), поступает на входы частотного дискриминатора 1 и амплитудного детектора

О„(Ц-А, ()am<(4))ei.(w t+ V(t )), (1) средние значения амплитуды и частоты исследуемого сигнала; 20 флуктуации фазы сигнала; коэффициент амплитудной модуляции; амплитудные флуктуа- 25 ции сигнала.

Мгновенная частота исследуемого сигнала (1) Ю„()И + -(А) й(А.)(,Ф}, (}

30 где gы (t) — флуктуации частоты.

Сигнал на выходе обычного частотного дискриминатора 1, пропорциональный мгновенной частоте и ампли- 35 туде сигнала (1) Ц (t) =5 А (1+m (t))(W +dul(C)), . () где $ — крутизна амплитудно-частот-40

23 ной характеристики частотного дискриминатора 1.

Сигнал (3) может быть преобразован в вид

)) (tf -(<+ (k))5 А д (Ц А ()ym (g))<3

М

Сигнал на первом выходе амплитудного детектора 2 ))опорционален амплитуде детектируемого сигнала (1) 50

38 4 где К вЂ” коэффициент передачи ампли6 тудного детектора 2.

Сигнал (4) в делителе 4 делится на сигнал (5), вследствие чего на выходе делителя 4 будет сигнал

О И}К " Ьы()+К ) (u (()

9 о

Ф где К вЂ” коэффициент передачи дели. 11 теля 4 сигналов.

Второй член выражения (6) является постоянной составляющей.

Переменная составляющая сигнала

U,(t) .с, Б,,!) () (<}=К, Ь(А)()

Таким образом, переменная составляющая сигнала на выходе первого делителя 4 прямо пропорциональна величине измеряемых частотных (фазовых) флуктуаций D p) (t) .

На втором выходе амплитудного детектора 2 выделяется только постоянная составляющая

Сигналы (5) и (8) подводятся к блоку 3 вычитания, на выходе котои рого будет сигнал где К„ — коэффициент передачи блока

3 вычитания.

После деления сигнала (9) на сигнал (8) на выходе второго делителя 5 сигналов сигнал будет прямопропорционален только амплитудным флуктуациям m E(t) где К вЂ” коэффициент передачи второго делителя 5 сигналов.

Таким образом, на выходах делителей 4 и 5 сигналов (на выхбдах устройства У„ и У ) получим сигналы, пропорциональные частотным и амплитудным флуктуациям, которые могут быть измерены любым индикатором.