Способ осциллографической настройки и контроля

Способ осциллографической настройки и контроля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со!оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 16.Х11.1968 (Ле 1292825/26-9) с присоединением заявк!! М—

Приоритет

МПК Н 0;» 1,Ì

Ков1итвт по пепав! изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 08.XII 1970. Бюллетень ¹ 1 за 1971

Дата опубликования описания 18.11.1971

УДК 621.396.662.6(088.8) Автор изобретения д >-Q> 1> » " > >

H. К. Афанасьев

Заявитель

СПОСОБ ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ НАСТРОЙКИ И КОНТРОЛЯ

ПАРАМЕТРОВ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО БЛОКА

СУПЕР ГЕТЕРОДИ H HO ГО П P И ЕМН ИКА

11редлагаемый способ относится к области радиоизмерений, используемых при разработке и производстве супергетеродинных радиоприемников.

Для настройки и контроля параметров высокочастотного блока супергетеродинных радиоприемников используются различные методы и приборы. Лучшими из известных являются

Lïîñîáû осциллоскопической («визу;I.>lüíoé») настройки. H используемых в Hoops 1opHII условиях универсальных измерителях час!отных характеристик требуется ручная перестройка их средней частоты На частоту, принимаемую ирием1шком; отсутствуют и фиксированные частотные метки контрольны с точек поддиапазонов. Комплект для производственных целей с централизованным источником сигналов вырабатывает сигнал качающейся частоты, ио IH0LI I Io перекрывающий настраиваемый поддиапазон. 11pll настройке и контроле высокочастотного блока необходимо лишь прокручивать ручку блока переменных конденсаторов (или соответственно блока переменных индукт1!вностей), что при наличии фиксированных частотных меток является существенным преимуществом. Однако, кроме высокой стоимости, один из существенных недостатков этого метода большая скорость изменения мгновенной частоты, в результате чего возникают искажения, частотных характериL!.IIx. K тому же, осциллограмм; pLaoH;IHLHoII криво!! входнь!х IioHT) poB 110л)чаеlcH и;1 экр;1не весьма узкой, острой.

Использование известных методов осциллоскопической настройки имеет и ту особенность, что не включает непосредственного измерения ошибки сопряжения пo всему поддиапазону.

11редусматривается только возможность устранения этой ошибки в контрольных точках

10 IIO,>l, иа!!азонов> а 0 к?!ч cTHL co11pHii1> HBпример Но ухудшению чувс1 вите.!!! ности.

Известны способы и лабораторные установки, позволмющие измерять ошибку сопряже15 ния, однако обычно они весьма трудоемки, ы в ряде сл) чаев измерешгя вызывают рассгройку с00СтВЕННЫХ КОЛЕОаГЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ ВЫСOliOчастотногo блока и IoläH применяются HpLиМущЕСтЬЕННО Нрп СОЛЕЕ дЛШ!НЫХ Во. 1!!аХ.

20 Целью ныстомще!о изобретеним является усI;0peHI1L» )HpoIIIeIIHL процессы настройки и

) меньше!!ие искажени!! IiOIII pu.IHp) емых час готных хар актерис гик, за висмщих от скорости изменения частогы генератор!! испытытель25 ного сигналы. 11редлагыемый сиосоо иозволяег наблюдагь и контролировагь форму резонанснои кривои колеоательных контуров, настp0LHHbIx на !!1?ин!1маемыll с!!Гна,!1, а 1 анже определять в процессе насгройки величину и знак ошибки сопряжения по всему диапазону, 289495 асср — г 1пр. контролировать llo экрану осциллографа изменение чувствительности приемника, вызванной ошибкой сопряжения, а также наблюдать па экране кривую изменения ошибки сопряжения в пределах заданного поддиапазопа.

На фиг. 1 приведена упрощенная блок-схема устройства для осуществления предложенного способа; на фиг. 2 — б приведены осциллограммы резо!! а! Iсной кривой вход11ых к 01!тур Ов В процессе их настройки.

Вь;сокочасто1ныи олок приемника (см. фиг. 1) содержит входное устро lcrI u 1, смеситель 2 и гетеродин д; настроика на станци10 производится с помощью олока !1еремен ых конденсаторов. Выход смес1гтеля 2 отключен

or фильтра промежуточной частоты 4 приемника.

Измерительный прибор содержит блоки б—

12. На выходе смесителя 2 включено малогабаритное переходное устройство а. i3 простеишем варианте это высокочасготныи трансформатор, которыи практически не меняет режим работы лампы смесителя. 11ереходное устройство связано с высокочастотным усилителем промежуточнои частоты Ь с полосои пропускания порядка ширины резонансной кривой входных колеоательных контуров и прямолинейной частотой характеристикой в этом интервале. Усилитель о связан со входом Y электроннолучевого осциллогра1ра 7. На входе Y имеется амплитудный детектор (на фиг. i не показан) .

С выхода переходного устройства б сигнал с частотой гетеродина подается на генератор качающейся частоты 8, условно представленный блоками 9 и 10. Здесь вырабатывается сигнал качающейся частоты, средняя частота которого /,р должна всегда отличаться от частоты гетеродина / приемника на его промежуточную частоту 1,Р, т. е. дожно соблюдаться равенство

Точная величина промежуточной частоты приемника известна и может генерироваться в описываемом приборе.

В генераторе качающейся частоты 8 вместо обычного перестраиваемого генератора может быть использован смеситель сигнала с частотой гетеродина приемника и сигнала от дополнительного генератора, постоянная частота которого отличается от средней частоты частотномодулированного генератора на промежуточную частоту приемника. В другом варианте генератор качающейся частоты может быть охвачен кольцом фазовой автоподстройки. В этом случае частота этого генератора (,р и частота гетеродина f, подаются на дополнительный смеситель. С выхода смесителя сигнал промежуточной частоты и сигнал от дополнительного стабильного генератора промежуточной частоты сравниваются по фазе на фазовом детекторе, управляющим частотой f,> генератора качающейся частоты.

<0

Ввиду того что в зависимости от величины промежуточной частоты и других причин конструкция генератора качающейся частоты и схема преобразователя или подстройки частоты могут быть весьма различными, в данном случае условно принимается, что в блоке 9 частота гетеродпна f„преобразуется в средшо10 1астоту J,ð, а в блоке 10 формируется с11Г11а. кача101цеиО! Ча! ТО I ы е часто 10и fgy

: — Л), где й! — амплитуда «девиации». блок lU с!1юап II с осциллографом i, в результате чего модулирующее яапряжеш1е обеснечиваеl II разьертку осциллографа, Вход I.elleiIalopa качающейся частоты 8 с помощ!по эквивалентной ан"енны 11 связан со входом входного устройства i. lie1Iaoe маркерное устройство 12 анализирует сигнал качающеися частоты, подаваемыи на вход приемника, и вырабатывает контрольные метки контрольных точек поддиапазонов при прохождении сигнала с генератора через заданную частоту. Второе маркерное устроиство 18 àía:111зирует сшнал после преобразования sacrozII в высокочастотном блоке и вырабатывает метку промежуточной частоты /„р при прохождении сигнала с выхода смесителя z через )„р.

У стройство работает следу1ощим образом.

С помощью эквивалента антенны 11 на вход входного устройства 1 подается сигнал качаюшейся частоты с частотой /,р +-й! . 11осле преобразования частоты в смесителе 2 частота его меняется íà f +- Ь/. Частота f„p= lr /с — средняя частота сигнала после его преобразования. При соблюдении равенства (1) получаем:. „р = fr — (ср — — fI — (fr — fop) = (пр

В к нкретном случае это означает, что приемник остается всегда настроенным на прием средней частоты f ð сигнала качающейся частоты, имеющегося па входе входного устройства 1.

Через переходное устройство 5 высокочастотное напряжение поступает на вход усилителя б, который усиливает сигнал с частотой

:-hf и подавляет сигнал с частотой гетеропр диня. Амплитуда сигнала с частотой „ +. Af будет зависеть от резонансных свойств только входного колебательного контура (соответственно входных колебательных контуров). Сигнал далее подается на вход У осциллографа 7, на экране которого вычерчивается резонансная кривая входного колебательного контура, С усилителя 6 сигнал подается и на второе маркерное устройство 13, которое выдает метку прп прохождении частоты через промежуТОЧ НУIО Ча СТОТУ f „p, Свыхода пе,ре,ходного устройства 5 доминирующгй по амплитуде сигнал с частотой гетеродина f подается на блок 9 генератора качающейся частоты 8 и на выходе блока 10 получается сигнал качающейся частоты, который подается на эквивалент антенны 11 и на первое маркерное устройство 12, выдающее метки при прохождении частоты:е: ез контрольные точки поддиапазона.

Реализация предлагаемого способа и устройства предусматривает использование известной схемы измерителя ч".стотных характеристик (ТТЧХ) I3 комплекте с .-.-; гестпым в пп,к тике первым маркевпым устройством 12. Если частота сигналя в

Однако частотная метка промежуто той частоты второго маркерного устройства И позволяет наблюдать на экране разность частот (fr —,,-) — i р, Pде (fr — (,,-) — PeaoHBIIcIIasI частота гходного контура после преобразования. В этом равенстве fop одногременно sIBляется частотой f,ð после преобразования, на которую должен быть настроен входной контур. Таким образом, па экране наблюдается 20 разность („— f ð ), так как (f.- f..) — f.ð = (f.- .) — (f,— 1.р) = — f-+ f., При полном сопряжении („. —,р — — О или (f, — f,, — f» = О, т. е. метка б (см. фиг. 5) промежуточной частоты находится на вепшпне 25 резонансной кривой входного контура. Эта настройка и измерение учитывают лишь крайний эффект сопряжения при неизвестных (соответственно при ненастроепном гетеродине) и „(соответственно при непастроепном 30 входном колебательном контуре). Однако метка промежуточной частоты позволяет устранить и измерить ошибку сопряжения по всему поддиапазону.

В простейшем варианте устройства, реализованном в виде развернутой лабораторной устанозки, необходимо, чтооы частотная метка, вырабатываемая вторым маркерным устройством

И, была подвижной, с градуированным по ча- 40 стоте смещением. При известных методах и практике настройки блока высокой частоты роль метки промежуточной частоты выполняется узкополосным усилителем промежуточной частоты (УПЧ). Тогда при наблюдении на эк- 45 ране сигнала, взятого после УПЧ, отсутствие полного сопряжения по поддиапазону выражается в снижении и деформации резонансной кривой УПЧ.

В соответствии с предлагаемым способом 50 настройка осуществляется следующим образом. Как показано па фиг. 2, на экране электроннолучевой трубки видна метка промежуточной частоты б, полученная в результате анализа частоты сигнала после его преобразо- 55 вания в приемнике. Т огда прибор прогреется, метку б следует сместить под среднюю линию экрана Π— О. Зта линия будет соответствовать промежуточной частоте f», а также средней частоте Т,р сигнала качающейся частоты, 60 подаваемого па выход приемника. Данную операцию можно провести и в том случае, когда на экране видна резонансная кривая входного контура, После этого метку можно выключить, 65

При под .лючении прибора к приемнику (т. е. и высокочастотному блоку 1 приемника). па экране будет видна резонансная кпивая входного контура. Если по всему поддиапазону не ошибки сопряжения. то ппи впагцепии р,чк:. настройки блока переменных конденсаторов приемника вершина резонaIIcIIoII кривой все время остается против линии Π— О.

Это одна из преимуществ предлагаемого способа.

В действительности имеется ошибка сопряжения приемника. В таком случае повооачивают ручку настройки до положения. когда стрелка шкалы приемника установится против кoHTp0л ной точки на шкале (например. в длинноволновом конце поддпaiiaaoiia). IIa экране будет видна изображенная на фиг. 3 резонансная кригая и метка а контрольной точки. Смещсние метки а относительно линии

0 — 0 показывает, что имеется ошибка настройки контура гетеродпна, т. е. после преобразогания частоты контрольной точки (, эта частота не преобразуется в промежуточную и не будет приниматься приемником.

Подстраивают колебательный контур гетеродина 8 (например, е."о индуктивпостью) .

Резонансная кривая входного контура вместе с меткой а смещается вправо до совпадения метки а с линией Π— 0 (см. фиг. 3). Теперь приемник может принимать сигналы с частотой контрольной точки,. Однако наблюдается расстройка входного контура, т. е. ошибка сопряжения If

Подстраивают входной контур (например, его индуктивностыо) до совмещения вершины резонансной кривой с линией Π— 0 (см. фиг. 5). Вращают ручку настройки блока переменных конденсаторов до совпадения стрелки с контрольной точкой шкалы приемника на другом конце поддиапазона (например, в коротковолновом конце). Вероятно, будет обнаружена ошибка настройки как контура Гетеродина, так и входного контура (в последнем случае — ошибка сопряжения). На экране будет видна метка контрольной точки, и изображение получится аналогичным показанному на фиг. 3. Настроить колебательные контуры можно уже известным, описанным выше методом (например, с помощью подстроечных конденсаторов).

Вращают затем ручку настройки блока переменных конденсаторов, и стрелка шкалы приемника проходит по всему поддиапазону.

Резонансная кривая смещается вправо или влево от средней линии Π— О экрана пропорционально величине и знаку ошибки сопряжения. Ошибку сопряжения можно измерить, например одним из следующих способов: а) по шкале перед экраном трубки; б) умышленно смещая изменением,р кривую до совпадения ее вершины с линией Π— О; при этом необходимо проградуировать в килогерцах угол поворота ручки управления этим смещением;

289495

25 в) смещая метку промежуточной частоты (изменением этой частоты) до ее совпадения с вершиной резонансной кривой.

При прогоне стрелки шкалы приемника по поддиапазону и наблюдая резонансную кривую входного контура, можно судить об изменении коэффициента передачи входного устройстг,а, а также об исправности последнего.

При этом кривая может занимать большую часть экрана, что позволяет хорошо контролировать ее форму. В то же время при малой

«девиации> частоты сигнала качающейся чаcToT1.I скорость изменешгя мгновенной частоты будет минимальной, что обеспечивает минимально возможную ошибку при измерениях.

Такой контроль особенно полезен при нескольких колебательных контурах, настроенных на частоту принимаемого сигнала (например, двухконтурное входное устройство; наличие одного или двух высокочастотныx усилителей перед смесителем), Допустим, при некоторой частоте поддиапазона на экране трубки видна кривая, показанУ ная на фиг. 6. Отношение — будет nponoph цпонально сниженшо чувстьительности приемника пз-за неточного сопряжения (в данном случае не у штывается изменение h по поддиапазону. однако и это легко проверить, вращая ручку настройки приемника) .

Увеличив, в виде исключения, «девиацию»

Лf, сигнала качающейся частоты, можно проконтролировать поведение входного устройства и в области прохождения зеркальной помехи, Если необходимо более детальное исследование этого вопроса, можно предусмотреть в приборе пе только преобразование частоты согласно фоРмУле f,р — f,— 1„р), по и f,р — f,+f,ð.

Тогда можно по всему поддиапазону приемника контролировать поведение входного устройства, имеющего, например, режекцпю зеркальной помехи.

При наличии стандартного ИЧХ, но без автоматического соблюдения равенства /,р ——

= f,— f,ð при измерениях необходимо вручную подстраивать среднюю частоту f ð сигнала качающейся частоты.

Прп этом возможны два случая.

1. Настройка в контрольной точке. При наличии вертикальной линии Π— О на экране трубки следует вручную перестраивать f„.р

ИЧл, чтобы установить метку б (частоты 1„р против линии Π— О, затем выключить метку б, потом включить метку а (частоты f, контрольной точки) и работать как описано выше.

2. Измерение ошибки сопряжения вне контрольных точек. Включить метку б, вручную изменять среднюю частоту f, ИЧХ до появления па экране резонансной кривой н метки промежуточной частоты б. Ошибка сопряжениЯ Л1 „„р пРопоРциональна смещению веРшины кривой относительно метки б.

При ручной перестройке средней частоты

ИЧХ ооеспечивается возможность основных

65 измерений и настроек по предлагаемому способу. Зтп измерения не так удобны, как в основном варианте, но достаточно точны.

В соответствии с предлагаемым способом можно наблюдать на экране осциллографа кривую изменения опшбки сопряжения по всему поддиапазону. Для этого формируют соответствующую вершине {максимуму) резонансной кривой высокочастотного блока приемника яркостную метку, а на вертикально отклоняющие пластины осциллографа У подают напряжение, пропорциональное углу поворота ротора блока переменных конденсаторов. При этом привращении в пределах контролируемого поддиапазона ручки блока переменных конденсаторов яркостная метка смещается влево и вправо относительно средней линии Π— О на шкале экрана осциллографа с электроннолучевой трубкой, имеющей длительное послесвечение, пропорционально величине и знаку ошибки сопряжения, а в вертикальном направлении — пропорционально углу поворота ротора конденсаторов.

Измерительное устройство по предлагаемому способу должно включаться после смесителя приемника, вследствие чего устраняется влияние устройства на параметры контуров высокочастотного блока.

Предмет изобретения

1. Способ осциллографической настройки и контроля параметрог, высокочастотного блока супеогетеродинного приемника с использованием генератора качающейся частоты и контрольных меток, вырабатываемых при прохождении частоты генератора на входе приемника через заданную частоту контрольной точки поддиапазона, отличающийся тем, что, с целью ускорения и упрощения процесса настройки и контроля и уменьшения искажения контролируемой частотной характеристики, зависящей от скорости изменения частоты генератора, Ilp.ред Hÿ÷àëîì настройки совмещают со средней вертикальной линией на шкале экрана осциллографа дополнительную частотную метку промежуточной частоты, сформированную, например, при помощи маркерного устройства после анализа частоты сигнала генератора, поеобразованного в смесителе приемника в чаI стоту, равную его промежуточной частоте, и подаваемого на вертикальные пластины осциллографа, поддерживают в процессе настройки вручную или автоматически средшою частоту

Г. генератора, равную требуемой частоте вход ого сигнала приемника, для устранения ошиоки сопряжения, вызванной расстройкой входного контура или контура гетеродпна, ппх подстраивают поочередно, добиваясь одно. теменного совмещения со средней линией па шкале экран l (дополнительной меткой промежуточной частоты) вершины наблюдаемой резонансной кривой входного контура и метки, соответствующей контрольной точке поддиапазона, а изменение чувствительности приемника, вызванное ошибкой сопряжения входного контура

289495

47ыг и !!

0 Риг Г Риг т

0 и контура гетеродина, определяют в процессе настройки при вращении в пределах заданного поддиапазона ручки блока переменных конденсаторов (иидуктивпостей) по измененшо ординаты точки пересечения резонансной кривой на экране осциллографа со средней линией на его шкале.

2. Способ по и. 1, отличаlо циися тем, !то, с целью наблюдения иа экране осциллографа с электроннолучевой трубкой, имеющей длительное послесвсчение, кривой изменения ошиоки сопряжения Ilo ьсему поддиапазоиу, формируют соответствующую вершине (максимуму) резонансной кривой входного контура яркостиую метку, смещающуюся при вращении в пределах заданного поддиапазоца ручки блока

5 переменных конденсаторов (индуктивностей) вправо или влево относительно средней линии на шка,"e осциллографа пропорционально ве, ччине и знаку ошибки сопряжения, а на вертикально отклоняющие пластины осциллогра10 фа подают напряжение, пропорциональное углу поворота ротора блока переменных конденсаторов приемника.