Устройство для измерения разностной частоты двух колебаний

Устройство для измерения разностной частоты двух колебаний

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е пц 609098

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

):,-,,- "-:" )

1 (51) )1. К . В Ют Л 00 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.03.76 (21) 2340163/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.78. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 12.05.78

ГосударственныМ комитет

Совета Министров СССР по девам нзооретеннй н открытий (53) УДК 621.317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А. Стрюков и |О. М. Зверев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТЫ

ДВУХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к области радиотехники.

Известно устройство для измерения разностной частоты двух колебаний, обеспечивающее измерения в широком диапазоне разностных частот при высокой чувствительности и без перестройки входящих в их состав элементов и содержащее амплитудный модулятор, фазовый детектор, генератор опорной частоты, резонансный усилитель, амплитудный детектор и устройство для измерения частоты (1). Однако точность измерения недостаточно высока.

Цель изобретения — повышение точности измерения. Это достигается тем, что в устройство дополнительно введены генератор суперной частоты, смеситель, амплитудный модулятор, фазовый детектор, фазовращатель и генератор модулирующей частоты. Первый выход генератора модулирующей частоты соединен с первым входом дополнительного амплитудного модулятора, выход которого подключен к первому входу смесителя. Второй вход смесителя соединен через фазовращатель с генератором опорной частоты, а выход — с вторым входом основного амплитудного модулятораа. Второй выход генер атор а модулирующей частоты подключен к первому входу дополнительного фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выход дополнительного фазового детектора подключен ко входу измерителя частоты, при этом выход генератора суперной частоты соединен со вторым входом резонансного усилителя.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Оно содержит амплитудный модулятор 1, смеситель 2, амплитудный модулятор 3, фазовый детектор 4, резонансный усилитель 5, генератор 6 модулирующей частоты, фазовращатель 7, генератор 8 опорной частоты, генератор 9 суперной частоты, амплитудный детектор 10, фазовый детектор 11 и измеритель частоты 12.

В известном устройстве в качестве измерителя частоты могут применяться только частотомеры. Совокупность элементов переходит в режим генерации, когда

20 я" =2d — К cos р(0, (1) где 2d — ширина полосы резонансного усилителя (показатель затухания); ср — разность фаз между принимаемым 5 (1) и опорным

5<„(t) сигналами; К вЂ” коэффициент усиления регенератора, равный

К = К1КруКпр, (2) где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

30 Крт — коэффициент усиления резонансного

3 усилителя; Е,р — амплитуда принимаемого сигнала S (t).

Из формулы (1) следует, что длительность

«вспышек» регенератора неточно соответствует периоду разностной частоты и может меняться при изменении 2d и К. Поэтому применение схем периодомеров в качестве измерителей частоты невозможно.

В предлагаемом устройстве входной сигнал

S<(t) поступает в модулятор 1, на модуляционный вход которого подается напряжение от генератора 6. Выходной сигнал модулятора 1 подается на вход смесителя 2, на другой вход которого через фазовращатель 7 поступает сигнал от генератора 8. Выходной сигнал смесителя 2 поступает на вход модулятора 3, к модуляционному входу которого через фазовый детектор 4 и резонансный усилитель 5 ,подключен выход амплитудного модулятора.

На другой вход фазового детектора 4 поступает сигнал генератора 8, а коэффициент усиления резонансного усилителя 5 меняется под действием сигнала генератора 9. С выхода резонансного усилителя 5 сигнал через амплитудный детектор 10 поступает на вход фазового детектора 11, к другому входу которого подключен генератор 6. На вход измерителя частоты 12 с детектора 11 поступает сигнал, фаза которого соответствует, текущей, фазе разностной частоты принимаемого и опорного сигналов.

Предположим, что амплитуда сигнала 51® равна Е,р. Тогда амплитуда выходного сигнала модулятора 1 будет равна

Е1 = КАмЕпрз1п йм ts (3) где XAAM — коэффициент передачи амплитудного модулятора; QM — частота генератора 6. Если фазовращатель 7 меняет фазу сигнала генератора 8 на величину 1ро, а амплитуда Ео этого сигнала удовлетворяет условию

E„))E>, то можно считать, что разность фаз сигнала, формирующегося на выходе смесителя 2, и сигнала опорного генератора будет равна с учетом (3)

Е1, 9 — yî + sin 1Рдр1 (4)

Еоп где 1р — разность фаз между принимаемым сигналом S1(t) и сигналом Яо ® опорного генератора.

Сигнал, формирующийся на выходе смесителя 2, воздействует на схему, обведенную на чертеже пунктиром. Это означает, что на выходе резонансного усилителя 5 формируются

«вспышки» напряжения при выполнении условия (1), в котором значение 1р вычислено по формуле (4). Если значение с о с помощью фазовращателя 7 выбрано так, что 90 )сро)50, и обеспечивает представление функции

cos <рсфср, то формула (1) с учетом формул (2) и (4) приобретает вид а = 2Ы вЂ” К,КОЕ„ро+ — з1п р„р (О. (5)

Еоп

609098

4.

Коэффициент передачи резонансного усилителя 5, который меняется под действием напряжения генератора 9, можно выразить формулой Кру — Ко+ЛКсоз й, t, где й, — часто5 та суперизации; Ко —— const. Тогда формула (5) приобретает вид

/ Е

as = 2d — К,Е,„К, р, + — - sin -Äs) +

ЕОП

+ К,е,„ьК (q, + sin р„„) сосо,г " О. (6)

Еоп

Если обозначить

К1еопКо (о + — sin О р:2d1

К,Е ЬК р,+ 1 з1П рпр — К"

Е, Еоп а = 2d, + К* cos О- t (0.

20 Формула (1) показывает, что, если

К*)) 2d„ (9) а значение К" за время суперизации постоянно, т. е. К =const., то амплитуда «вспышки», 25 формирующейся на выходе резонансного усилителя 5, равна

К (/ — Д / с, или, подставляя значение К из (7) и обозначая

К оп 1К

Ц 1 с У {10)

U =U,l. (11)

Подставляя в выражение (11) значение (3), окончательно получим: ККА1п «пп 21п п о1п11м1 (12)

Ц U/ j c

40

При малых значениях 1 дмЕпр

= Кр, 45 соотношение (12) можно привести к виду:

U =V,+У,К з1п р з1пй„/. (13)

Это напряжение подается на вход амплитудного детектора 10, на входе которого форми50 руется напряжение

ЬУ = U,Ê sin pp sin Q„t. (14)

Напряжение ЛУ„сравнивается в фазовом дстекторе 11 IIO фазе с сигналом модуляционного генератора 6 и на выходе фазового детектора формируется напряжение Фд — . ш,Кр з1п рр. (15)

При выводе соотношения (15) предполагалось К "=const, что означает, что нрпр((йм((с.

Именно поэтому на выходе устройства формируется сигнал, непрерывно зависящий от б5 текущей разности фаз ср„р, что позволяет при609098 б!

Составитель П. Лягин

Тсхред А, Камышникова

Корректор Л. Котова

Редактор Н. Громов

Заказ 812/19 Изд. ¹ 446 Тираж 1122

НГ10 Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Г1одписное

Типография, пр. Сапунова, 2 менять в качестве измерителя частоты 12 периодомер, а следовательно, достигнуть более высокой точности измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения разностной частоты двух колебаний, содержащее генератор опорной частоты, первый выход которого подключен к первому входу основного фазового детектора, выход которого через резонансный усилитель соединен с первым входом основного амплитудного модулятора, выход которого подключен ко второму входу основного фазового детектора, причем выход резонансного усилителя подключен ко входу амплитудного детектора, измеритель частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены генератор супериой частоты, смеситсль, амплитудный модулятор, фазовый детектор, фазовращатель и генератор модулирующей частоты, первый выход которого соединен с первым входом дополнительного амплитудного модулятора, выходы которого подключены к первому входу смесителя, второй вход смесителя соединен через фазовращатель с генератором опорной частоты, а выход смесителя подключен ко второму входу основного амплитудного модулятора, причем второй выход генератора модулирующей частоты под1ð ключен к первому входу дополнительного фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выход дополнительного фазового детектора подключен ко входу измерителя частоты, при этом выход генератора суперной частоты соединсн со вторым входом резонансного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №464842, кл. G 01R 23/00, 1970,