Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно- модулированных генераторов

Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно- модулированных генераторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазона измерения. Управляемый генератор вырабатывает тактовые импульсы, подсчет которых осуществляется счетчиком 5. Усилитель 3 промежуточной частоты выделяет разностную частотную составляющую из комбинационных составляющих с выхода смесителя 2, которая через линию 4 задержки подается на фазовые детекторы 14 и 15. Опорное колебание для детектора 5 вырабатывается генератором 26 блока 9 памяти частоты, начальная фаза сигнала поступает через строй-каскад 8 и сумматор 24. Петля самосинхронизации в блоке 9 памяти образуется из линии 25 задержки и сумматора 24. Фазовращателями 1, 6, 10 изменяется фаза сигнала. Разностный сигнал с вычитающего блока 19 через видеоусилитель 23, интегратор 22 поступает на осциллограф 21, синхронизация которого осуществляется с помощью преобразователя 20 импульсов. Схема частотно-фазовой автоподстройки частоты образуется с помощью частотного детектора 7, суммирующего усилителя 13 и интегратора 12. Скорость изменения частоты линейно частотно-модулированного сигнала определяется электронно-счетным частотомером 17. 1 с.п. ф-лы, 4 илл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4308091/24-21 (22) 21,09.87 (46) 07.08,89. Бюл. Р 29 (72) Н.Г.Батурин, Д.В. Симакин и Б.В. Струков .(53) .621. 317 (088. 8 )(56) Авторское свидетельство СССР

11 1241140, кл. g 01 В 23/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 1442929, кл. G 01 R 23/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ И

ЛИНЕЙНОСТИ МОДУЛЯЦИОННЫХ ХАРАКТЕРНСТИК ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-. модулированных генераторов. Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение диапазона измерения. Управляемый генератор вырабатывает тактовые импульсы, подсчет которых осуществляется счетчиком 5. .,Усилитель 3 промежуточной частоты вы„„SU„„1499259 А1

2 деляет разностную частотную составляющую иэ комбинационных составляющих с выхода смесителя 2, которая через линию 4 задержки подается на фазовые детекторы 14 и 15. Опорное колебание для детектора 5 вырабатывается генератором 26 блока 9 памяти частоты, начальная фаза сигнала поступает через строб-каскад 8 и сумматор 24, Петля самосинхрониэации в блоке 9 памяти образуется из линии 25 задержки и сумматора 24. Фаэовращателями 1, 6, 10 изменяется фаза сигнала. Разностный сигнал с вычитающего блока 19 через видеоусилитель 23, интегратор 22 поступает на осциллограф 21, синхронизация которого осуществляется с помощью преобразователя 20 импульсов. Схема частотно-фаэовой автоподстройки частоты образуется с помощью частотного детектора 7, суммирующего усилителя 13 и интегратора 12. Скорость изменения частоты линейно частотно-модулированного сигнала определяется электронно-счетным частотомером 17.

1 с.п. ф-лы, 4 ил.

1499259

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может исполь-. зоваться для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляци5 онных характеристик частотно-модулированных генераторов.

Цель изобретения — повышение точности измерения и расширение диапазона измерения. 10

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения средней скорости изменения, частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, на фиг.2 — структурная схема блока памяти частоты; на фиг.3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг.4 — зависимость выходного сигнала фазовращателя от его 20 входного сигнала.

Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов содержит фаэовращатель 1, смеситель

2, усилитель 3 промежуточной частоты, линию 4 задержки, счетчик 5, фазовращатель 6, частотный детектор

7, строб-каскад 8, блок 9 памяти 30 частоты, фазовращатель 10 на 7/2, управляемый генератор 11, интегратор

12, суммирующий усилитель 13, фазовый детектор 14, фазовый детектор

15, линию 16 задержки, электронносчетный частотомер 17, формирователь

18 импульсов, вычитающий блок 19, амплитудный детектор 20, осциллограф

21, интегратор 22, видеоусилитель 23.

Блок 9 памяти частоты содержит 40 сумматор 24, линию 25 эадеРжки и синхронизируемый генератор 26 (фиг.2).

Частотный детектор 7, суммирующий усилитель 13, интегратор 12, уп- 45 равляемый генератор 11, счетчик 5, фаэовращатель 1, смеситель 2, усилитель 3 промежуточной частоты, строб-каскад 8, блок 9 памяти частоты, фазовый детектор 14, вычитающий блок 19, видеоусилитель 23, первый интегратор 22, осциллограф 21 соединены последовательно, синхронизирующий вход осциллографа 21 и синхронизирующий вход строб-каскада 8 соединены через амплитудный детектор 20 и формирователь 18 импульсов с входом линии 16 задержки, являющимся вхо" дом устройства, и с входом фазовра4 щателя 6, второй вход которого сое-. динен с вторым выходом счетчика 5.

Выход усилителя 3 промежуточной частоты соединен через линию 4 задержки со вторым входом фазового детектора

14 и с входом фазового детектора 15, выход которого соединен с вторым входом вычитающего блока 19. Выход фазового детектора 14 соединен с вторым входом суммирующего усилителя 13.

Выход фазовращателя 6 соединен с вторым входом смесителя 2, выход управляемого генератора 11 соединен с входом электронно-счетного частотомера 17. Выход блока 9 памяти частоты соединен через фазовращатель 10 на /2 с вторым входом фазового детектора 15.

В качестве фазовращателей 1 и 6 могут быть использованы дискретные многоразрядные диапазонные фазовращатели с переключаемыми каналами разной электрической длины.

В блоке 9 памяти частоты соединены последовательно Сфиг.2 ) синхронизируемый генератор 26, линия 25 задержки и сумматор 24, выход- сумматора 24 соединен с входом синхронизируемого генератора 26, вход сумматора 24 является входом блока 9 памяти частоты,а выход синхронизируемого генератора 26 является выходом блока памяти частоты.

Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов работает следующим образом, Управляемый генератор 11 вырабатывает тактовые импульсы с частотой следования f„= 0,5F

n = 2" = 64.n — разрядный двоичный счетчик 5 тактовых импульсов, работа1

5 14 ющий со сбросом прн переполнении, осуществляет подсчет тактовых импульсов управляемого генератора 11.

Выходные прямой и инверсный коды двоичного счетчика 5 подаются в качестве управляющих соответственно на дискретные фазовращатели 1 и 6. На высокочастотные входы дискретных Аазовращателей 1 и 6 подается соответственно задержанный на линии 16 задержки и незадержанный исследуемый

ЛЧМ-сигнал. В результате ступенчатой пилообразной фазовой модуляции

ЛЧМ-сигнала на дискретных фазовращателях 1 и 6 происходит смещение задержанного и неэадержаиного исследуемых сигналов по частоте соответственно вверх и вниз на величину Уср /2.

Применение двух дискретных фазовращателей 1 и 6 позволяет уменьшить влияние их инерционности на точность измерений эа счет уменьшения в два раза частоты повторения управляющего кода. Разнесенные pro частоте на величину Р задержанный и неза.держанный ЛЧМ сигналы перемножаются на смесителе 2. На выходе смесителя

2 образуются комбинационные частотные составляющие, из состава которых усилителем 3 промежуточной частоты выделяется разностная частотная .составляющая и через линию 4 задержки подается на входы фазового детектора 14 и фазового детектора 15.

Опорное колебание для фазового де. тектора 15 вырабатывается синхронизируемым генератором 26 блока 9 памяти частоты, запоминающим частоту и, начальную фазу сигнала, поступаницего на его вход с выхода. усилителя 3 промежуточной частоты через стробкаскад 8 и сумматор 24 во время разрешающего импульса с формирователя

l8 импульсов, открывающего стробкаскад 8. Длительность разрешающего импульса выбирается такой, чтобы эа это время в блоке 9 памяти частоты установился стационарный режим. Поддержание постоянной частоты синхронизируемого генератора 26 в течение длительности ЛЧМ радиоимпульса осуществляется с помощью петли самосинхрониэации, в состав которой входит линия 25 задержки и сумматор 24.

Чтобы не потерять информацию об измеряемых параметрах в начале импульса, сигнал с выхода усилителя 3 промежуточной частоты подается на вто99259

25. детектор 15, на который опорный сиг.нал с блока 9 памяти частоты подает30

45

55

1О

20 рой вход фазового детектора 14 через линию 4 задержки, время задержки которой равно суммарному времени переходных процессов в смесителе 2 и синхронизируемом генераторе 26. Сигнал с блока 9 памяти частоты поступает на второй вход фазового детектора 14. Выходное напряжение фазового детектора 14 пропорционально мгновенной разности фаз колебаний синхронизируемого генератора 26 и сигнала с выхода линии 4 задержки. Вследствие инерционности фазового детектора 14 импульсное напряжение на его выходе имеет выбросы в начале и конца импульсов (Аиг.З,а). Эти переходные процессы, приводящие к потере части информации, а также амплитудные искажения сигнала на выходе фазового детектора 14 компенсируются на вычитающем блоке 19..Лля этого параллельно фазовому детектору

14 включен аналогичный ему фазовый ся через фазовращатель !О Hà (I/2, рабочая точка характеристики фазовращателя 10 из положения 1 перемещается в положение .II (Аиг.4) . При этом фаэовращатель 10 становится нечувствительным к разности фаз входного и (опорного сигнала, и его выходнбй сигнал характеризует амплитудные искажения входного сигнала и собст" венные переходные процессы. Этот сигнал (фиг.3,6) вычитается на вычи-, тающем блоке 19 иэ выходного сигнала фазового детектора 14. Разностный сигнал (фиг.З,в), характеризующий частотные искажения анализируемого

ЛЧМ-сигнала, через видеоусилитель 23, интегратор 22 поступает для наблюдения и измерения на осциллограф 21.

Синхронизация осциллографа 21 и строб" каскада 8 осуществляется импульсами с формирователя 18 импульсов, запус-. каемого передним фронтом огибающей анализируемого ЛЧМ-радиоимпульса, выделенной амплитудным детектором 20.

Так как частота синхронизируемого генератора 26 может изменяться в orраниченных пределах и в установившемся режиме принимать лишь дискретные значения, а разностная частота на выходе смесителя 2 при широком диапазоне скоростей изменения частоты анализируемых ЛЧИ-сигналов изменяется в широких пределах, то возникает

1499259

f0

30

55 разница частот колебаний на различных входах фазового детектора 14. Это приводит к ошибкам в измерении как скорости изменения частоты, так и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных (ЧМ) генераторов.

Изменение разностной частоты и фазы сигнала на выходе смесителя 2 при анализе ЛЧМ сигналов с различной скоростью изменения частоты компенсируется инерционной схемой частотно-baэовой автоподстройки частоты управляемого генератора 11, образованный частотным детектором 7, суммирующим усилителем 13 и интегратором 12. При этом изменение частоты сигнала на выходе усилителя 3 промежуточной частоты вызывает изменение частоты следования импульсов управляемого генератора 11 Йп . При этом изменится частота повторения управляющего кода на выходе счетчика 5 fy, = fn/è, равная частоте смещения ЛЧМ сигнала на каждом из дискретных фазовращателей

1 и 6 (Fcp< I = t Г дь,! =,0,5Рсдь =йк ь а также компенсируется изменение раэностной частоты F ь на выходе смесителя 2, следбвательно, и различие частот сигналов на различных входах фазового детектора 14, возникающее при изменении скорости изменения частоты анализируемого ЛЧМ сигнала.

При этом точность компенсации разности частот колебаний на различных входах фазового детектора 14 повышается при сложении на суммирующем усилителе 13 сигналов с частотного детектора 7 и фазового детектора.14,. чем обеспечивается частотно-фазовая автоподстройка частоты управляемого генератора 11.

Частота управляемого генератора

11 пропорциональна скорости изменения частоты анализируемого JI "ñèãнала, которую можно определить путем измерения электронно-счетным частотомером 17.

Введение петли фаэовой автоподстройки частоты с коэффициентом автоподстройки К=30-50 позволяет уменьшить ошибку в измерении частотных (фазовых) искажений линейно-частотно-модулированных сигналов в 30-50 раз, при этом полоса захвата систем частотно-фазовой автоподстройки частоты становится зчачительно шире полосы захвата синхронизированного генератора 26 и составляет единицы

МГц, что превышает возможную начальную расстройку частот колебаний на выходах усилителя 3 промежуточной частоты и синхронизированного генератора 26. Следовательно, значительно повышается точность измерений и существенно расширяется диапазон скоростей изменений частоты анализируемых линейно частотно-модулированных сигналов, т ° е. расширяется диапазон измерения °

Формула из обретения

Устроиство для измерения сред ней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, содержащее последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточных частот, первую линию задержки, первый фазовый детектор и вычитающий блок, а также видеоусилитель, первый генератор, осциллограф, амплитудный детектор, вторую линию за" держки, электронно-счетный частотомер, первый фазовращатель, суммирующий усилитель, последовательно соединенные строб-каскад и блок памяти частоты, второй фазовый детектор, вьг ход которого подключен к второму входу вычитающего блока, первый вход которого соединен с первым входом первого фазового детектора, вход строб-каскада подключен к выходу усилителя промежуточных частот, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измерений, в него введены последовательно соединенные второй интегратор, управляемый генератор, счетчик и второй фазовращатель, частотный детектор, формирователь импульсов и третий фазовращатель на Т/2, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора, а вход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора и с выходом блока памяти частоты, выход вычитающего блока через последовательно соединенные видеоусилитель и первый интегратор соединен с первым входом осциллографа, второй вход которого соединен с вторым входом строб-каскада и выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, 1499259

1О

30 вход которого подключен через первый фаэовращатель к первому входу смесителя и через вторую линию эадержки— к второму входу второго фазовращате5 ля, выход которого подключен к второму входу смесителя, второй выход счетчика соединен с вторым входом второго фазовращателя, вход счетчика соединен с входом электронно-счетного частотомера, выход усилителя промежуточной частоты через частотный детектор соединен с первым входом суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом второго интегратора, а второй вход которого соединен с вторым входом вычитающего блока, причем вход второй линии задержки является входом устройства.

1499259

Составитель Ю. Ииикии

Редактор С. Патрушева Техред А.Кравчук Корректор Н. Король

Заказ 4686/43 Тиржк 713 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.уагород, ул. Гагарина,103