Способ измерения частоты на гармониках

Способ измерения частоты на гармониках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СССР. Мо á3056,.

Класс 21a, 71

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при GEEK СССР

С. А. Алексеев и В."В. Веренев !

Способ измерения часто1ы на гармониках

Заявлено 27 февраля 1941 года в Наркомэлектропром эа X 41174 (304904) Опубликовано 31 января 1944 года

Предметом .настоящего изобретеныя является способ измерения ча.

cToTbI на гармониках гетеродинного волномера, состоящий, согласи о изобретению, в том, что длину из:меряемой волны находят .как ра з ность между длинами волн гетеродкна при настройке его,на измеряемое колебаняе двумя соседними гармониками.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, .на котором изображена электрическая схема прибора для измерений по предлагаемому спосооу.

Прибор состоит иэ гетероди на, :смесителя и усилителя .низкой частоты. Так,кпк электр ические качест ва прибора определяются .исключительно схемой местного тетерод ина и тщательностью ее выполне.нвя, то в приборе:применена схема транзитрсяного генератора, отличающаяся наивысшей стабильностью яз всех схем, разработг(нных за последние годы. Как показано на чертеже, лампа 1 включена в схему транзитронного генератора. Роль рабочего анода выполняет экранная сетка В цепи экранной сетки включен колебательяый контур. Кондеясатир переменной емкости этого контура обеспечивает изменение частоты местного гетеродина в необходимых пределах. Связь с последующим каскадом, осуществляется через электронный поток.

Для устранения влввния свмеситель-

:ной лампы 3 на. частоту гегеродяна и для усиления его собственныхколебаний между смесительной лампой и гетеродином включен усилительн ый каскад с лампой 2.

Переменное:напряжение, снима емое с .нагрузки лампы 2, подается через конденсатор малой емкости на управляющую сетку смесительной лампы 3. Связь с передатчиком осуществляется подключением небольшого проводника к зажимам

«вход». Один ив зажимов входа соединен с катодом смесительной лампы, jBToрой же заземлен. Детектированяе происходит в той же смесительной лампе. Специально подобранный режим смесительной лампы обеспечивгет прослушивание звуковых биений между одной из гармони к транзитронного гетеродина и ультравысокой частотой передатчика. Усиление звуковой частоты разностных биений осуществ :№ 63056 — 2 =

Г д ляется двухкаскаднь!м усилителем ,низкой частоты (лаипы 4 н 5). Тон разностных биений низкой частоты прослушивается нв телефоны, включен ные на выходе прибора.

В выборе диапазона частот, генерируемых . м естным гетероди1ном, следует ру ксв одство ваться следующим и компром1исснымв сообра!же ни ями. Стабильность местното ге тероди на.. тем выше, чем н:иже частота его колебаний. Чем ниже ча стота колебавший местного гетеродина, тем ксэ1фициент перекрытия его аеныпе. Так, н априме р, при диапазоне местного гетеродина 36 — 50 метров и измеряемом диапазоне

:2 — 7 метров, К„„,р — — — — — 1,4. КоэЗ6 фвциент перекрытия измеряемого

7 диапазона К„,= — — 3,5.

2 .. Такии образом в большом,warraзоне измеряемых частот,не требуется еме на контурных .катушек прибора.

Малый коэфи циент перекрытия обеспечив ает большую точность отсчета1. Однако, чем ниже диапазон частот местного гетеродина, тем с более высокой его гармоникой будут происходить биения, а поэтому и слышимость биений звуковой частоты будет значительно ослаблена.

Задав а ясь определенным порядком гармоник и диапазоном измерений, расчет можно произвести1 по изложенному н иже методу.

Стабильность тра нзитронного генератора зависит как от тщательности выполнения компановки н монтажа, так и on качества применяемых дета лей (контурной катушки,и кс нденса то ра), и может быть легко получена порядка 1 . 10 4. При предв арительном прогреве прибора около 1 часа стабильность его может быть значительно повышена.

Точность отсчета определяется иеклгочительно качеством пе ременrroII о конденсатора, Если в зять кокденсатор с червячным приводом и нониуоной шкалой на ручке вращения, то легко по лучить цену. деления нони уса 1000 герц. Если считать в сам ожну!о погрешность при двух отсчетах на 1/2 деления в каж,дом случае, то погрешность расчета будет .равна 1000 герц. Если от:нести эту погрешность к самorri низкой частоте приведенного нами пример ногv диапазона 36 — 50 метро в, т. е. к 6 10, то

100 0 017 о

6 ° 10

Следовательно, а разобранном случае отсчет при, всех измерени1ях может, быть, произведен с точностью не ниже 0,02%.

Методика изме ренвя частоты при помощи гетеродинного частотомера для |У ИЧ основана еа следующем принципе. Путем плавного измене,н ия частоты местного гетеродина можно получить нулевые биен и я между оснсвн о1й частотой сигнала и какой-либо из гармоник местного гетеродина так, что

Л,=n>, (1) где >., — вол на местного гетеродина, >, — измеряемая волна сигнала и п — по1рядковое число гармоник. (Для упрощения вычислений все расчеты производим с длиной волн ь! и).

При дальнейшем плавном изменении частоты гетеродина мо?кно получить нулевые бнеиия основной частоты си гнала со следу!ощей по по рядку гармоникой,гетеродина, т. е.

>, =(и+1) >„=и>„+>„. (2)

Подставляя Л, из выражения (1) в выражение (2), получим » ., + >.„, или

>., = Л,— г! (3)

Мы получили простое выражение для,неизвестной волны. Очевидно, ошибка ирн определении из равенства (3) бу.лет складываться из ошибок отсчета >, и >,„ò. е.

ЛЛ„= ЬЛ, + Ь>.„.

Поэтому при более точных,измерениях Л, следует определить из выражен|ия (1), т. е.

Л Л1 (4) и где и — как некоторое целое число очень точно может быть найдено пс! формуле (5)

Л2 Л1

В этой формуле >.„ определяется с точностью Л,. № 63056 — . 3—

Следует згметить, что при и ) 20 вычисления >. по фо1р!м!улам (4) и (5) будут уже менее точны, чем найденные по формуле (3), так как в этом случае легко оши!биться1 в определении и.

Приведенные !формулы могут быть легко преобразованы для определения непос!ред1ственно частоты. И!з фс!рм1ульг (3) и!меем:

) а— - /1 f! — 4

Из формулы (4) и!меем.

f„= 3 ° 10 —" = п f,. (7) !. где и может быть определено из формулы (!5): и= —. = — .. (8) л!

4 — л!

Описа!н1ньгк ггрибор может служить не только для:непосредств!енного .измерения частоты УКВ генераторов, но также для измерения стабильности пе редатчиков! и как и!ндикатор паразитных УКВ колебаний.

Для удобства1 измерения стабильности передатчиков шка ла прибора должна быть прямочастот1ногг. Тогда гогрешность отсчета по шкале, при крайних чгстотах мести ог0 гетероf — f! дина iI и f, будет М= ---, где

2М

Х вЂ” полное число делений шкглы.

Перекрытие местного гетеро дина берется с таким .расчетом, чтобы о беспечить измерение любой .волны (чгстоты) заданного диапазона. При этом и1з соGáðûêåíèé стабилыности работы местного гетеро!дина задаются участком диапазона: волн и по!рядко1м гBpMQIHKK, используемых для измерений.

Длинная волна гетеродина должна быть взята из расчета: лmsx — (и,>+ 1) 1x max (9) где и, — наименьший выбран ный порядковый номер гармоники, >,»п»вЂ” наибольшая волна измеряемого диапазона.

Чтобы не работать в самом 1нача«е шкалы, >,,„берется ггесколько больше вычислен!ной IIO формуле (9).

Короткая волна местного гетеродина может быть выбрана из следующих соображений. Если поставить условием, ч го прослушивание короткой волны.. заданного для измерений диапазона должно происходить по биеьгиям с гармонлками местного гетеродина того же порядка, что и прослуш!ива!ние длинной волны заданното .диацазона (IIo+ 1 и по), то ко1роткгя волна гетеродина определяется из зыражения:

) min = по Л» min. (10)

Однако, из соображений стабильности и точности отсчета! по шка!1е, желателен возможно меньший коэ-. фициент перекрытия м!естното гетеродина. Учитывая возможность пользоваться . гармоника!ми!, более высокого порядка, .ржчет минималь-,,,ной волны гетеродина можно сде-.

:IBTb таким образом, .чтобьг., обеспечить лишь измерение любой в!олны за!данного плав ного диапазона!.. при, наименьшем перекрытии медного гетеродина. Для этого должно быть соблюдено следующее условие:

Лп1аа= (по + 1) » msx =

= (П, — — 2) i,„x, (11) где t, — некоторая волна и!змеряемого ди-iIàçñíë, н.-1чиная с которой при измерениях следует переходить на следующие по порядку гармо!ники гетеродина. Для этой волны по всему диапазону гетеродина мы получим три точки, одна из которых равна п„ix, и будет короткой волной гетере дина, т. е. П11П вЂ” ПО ХУ1 (2)

Подставляя в выражение (12) значение Л, из вьграыения (11), получим: ! о

Лmin= max (13)

n,+2 .Короткая волн;. лm,, гетеродина берется несколько меньше, чем вычисленная по формуле (13), чтобы не работать в сгмом начале шкалы гетеродина. При первом вгрианте расчетного диапазона местного гетеродина коэфициент перекрытия будет:

Х

Лпип по " ппп о —.4: —;

788 .,.-т,х/дн ости по подысканию и II и " "клнФюнию нсточников пнга ния., 5:;-;"Если учесть, что диапазон, .,.ерируемых частот местного ге роди1нз может быть сдвинут в с

r. otíó более высоких частот,. то д ора назон измеряемых частот мо врыть расширен до области десят

Ом долей, метра.

По указанию изобретателей; и

1еР- проверено, что устойчивые кол йня транзйЪронного генератора

Ри- лампе 954 (жолудь) получаются ож" 45 —:50 мегагерц. Точность изме сто- ния в диапазоне нескольких со пре- мегагерц следует ожидать пор ка 0,1%. сти

Од Предмет изобретения рвЬ

Отв. редактор Д. А. Михайлов

Госпланиздат Тип. Госпланиздата, им. Воровского, Калуга Л101180. Зак. 206 № 63056

1 ) !,:, .л о /( одт. е. несоколько больше перекры измеряемого диапазона гете родщн шах Bo +, 2 теic=—

У

1 ш1, Ilo

Ю т. е.. яесколькй. больше единицы. 1 1римсе1иейиле .описаяного приб жет

ых дает следу1ощее:

1. Если: валь".1оаачъся прибор как волномерож, - ;то о помо ц ми этого .При боpa„. без смены волнами ных 1кхатуйвк и при малой связи передатчиком (чувствительность д .до бо1ра — 1001Х), легко и быстро м рено определить гейерируемую ча тен ядту с точностью, значительно вышающей точность волномера.

2. При измерении стабилыно

УКВ передатчика, особен во ух частоты вследствие самопрогрева, прибор является весьма простым 1о Способ измерения частоты на гаррабо ге и ко ипактным. щони1ках гетеродинного волномера, 3. В коротковолновый в длиняо- отлича ющиися тем, что длину волновых передатчиках прибором измеряемой волны находят как разможно быстро обнаружить наличие нсоть,между длвн ам и волн гетеропараз итных колебаний. д нна при .настройке его н а измеряе4. Питалиe прибофа от сетки пе- мое колебание двумя соседними гарременното тока освобождает От мои яками.