Устройство для измерения средней скоростиизменения частоты и линейности моду-ляционных характеристик частотно- модулированных генераторов

Устройство для измерения средней скоростиизменения частоты и линейности моду-ляционных характеристик частотно- модулированных генераторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

пц 828104

OllИСАЙИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.07.79 (21) 2796220/18-21 с присоединением заявки № (51) М. К . б 01R 23/00 (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (53) УДК 621.317.7 (088.8) ло левам изобретений и открытий (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ

СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ И ЛИНЕЙНОСТИ

МОДУЛЯЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНОМОДУЛИРОВАННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

ГосУдарствеиный комИтет (23) Приоритет

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных (ЧМ) генераторов.

Известны устройства для измерения отклонений частоты от линейного закона, используемые в,радиоизмерительной технике, содержащие генераторы, блоки задержки, смеситель, усилитель, фазовый детектор, делитель частоты и осциллографический индикатор (1).

Недостатком устройства является ограниченный диапазон измеряемых величин.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, содержащее смесители, усилители промежуточной частоты, блок задержки, лампу бегущей волны (ЛБВ), фазовращатель, частотный детектор, делитель частоты, генератор высокой частоты, частотомер, гетеродин, фильтр нижнихчастот, интегратор, генератор пилообразного напряжения, индикатор, блок управления, усилитель сигнала ошибки и видеоусилитель (2).

Основными недостатками этого устройства являются ограниченный диапазон и низкая точность измеряемых величин.

Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых величин с одно- временным повышением точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, содержащее последовательно соединенные первый основной смеситель, первый основной усилитель промежуточной частоты, второй основной смеситель и второй основной усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к входу частотного детектора, делитель частоты, генератор пилообразного напряжения, интегратор, видеоусилитель и индикатор, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты, последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки, блок управления и гетеродин, второй вход которого подключен к входу частотомера, а также генератор выской частоты, выход которого соединен с входом делителя частоты, с вторым входом лампы бегущей волМ81()4 ны и через фазовращатель — с третьим входом лампы бегущей волны, введены первый и второй переключатели, последовательно соединенные дополнительный смеситель и дополнительный усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные умножитель частоты и дополнительный частотный детектор, выход которого подключен к первым входам первого и второго переключателей, вторые входы которых соединены с выходом основного частотного детектора, при этом выход первого переключателя подключен к входу фильтра нижних частот, выход второгопереключателя соединен с входом интегратора, первый вход дополнительного смесителя соединен с входом частотомера, второй вход дополнительного смесителя подключен к выходу генератора высокой частоты, выход дополнительного усилителя промежуточной частоты соединен с вторым входом второго основного смесителя, а вход умножителя частоты подключен к входу основного частотного детектора.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

На схеме изображены смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, смеситель 3, усилитель 4 промежуточной частоты, блок 5 задержки, лампу 6 бегущей волны, фазовращатель 7, частотный детектор

8, делитель 9 частоты, генератор 10 высокой частоты, ЧМ генератор 11, частотомер

12, гетеродин 13, фильтр 14 нижних частот, интегратор 15, генератор 16 пилообразного на пряжения (ГПН), индикатор 17, блок 18 управления, усилитель 19 сигнала ошибки, видеоусилитель 20, умножитель 21 частоты, блок 22, частотный детектор 23, смеситель 24, переключатели 25 и 26.

Работа устройства заключается в следующем.

Напряжение частотой F,p, с выхода генератора 10 поступает на делитель9частоты, который формирует импульсы запуска

ГПН 16 и индикатора 17. С выхода ГПН 16 напряжение управления подается на вход

ЧМ генератора 11. ЧМ генератор формирует сигнал с линейно-изменяющейся частотой, который поступает на .вход широкополосного дифференцирующего четырехполюсника. Дифференцирующий четырехполюсник содержит смеситель 1, блок 5 задержки с временем задержки т, и однополосный преобразователь частоты на ЛБВ

6. Компенсация одной из боковых полос достигается модуляцией ЛБВ 6 по двум электродам выходным напряжением генератора 10 с частотой F„p„. Из выходного сигнала дифференцирующего четырехполюсника усилителем 2 выделяется составляющая первой промежуточной частоты

F„ð, которая поступает на вход смесителя

3. На второй вход смесителя 3 подается сигнал разностной частоты Fp= Fz — Р,дд

Зо

65 генератора 10 и гетеродина 13. С выхода смесителя 3 усилителем 4 выделяется сигнал с частотой

FÄÄ = — F,+ ;+ ;"(). (1)

Анализ выражения (1) показывает, что

Р„р не зависит от F„„,, и ее нестабильностей. Сигнал второй промежуточной частоты поступает на частотный детектор 8 и через умножитель 21 частоты с коэффициентом умножения N — на частотный детектор 23. Частотные детекторы 8, 23 имеют переходные частоты Fo соответственно

Fo — Fop и F< — 1VFnpa при " тз + -.(/) = 0

С выходов частотных детекторов 8, 23 напряжения, пропорциональные ут + (/) и

Л (ут +((/)), поступают соответственно на первые и вторые входы переключателей 25 и 26. Выход переключателя 25 подключен через последовательно соединенные фильтр

14 нижних частот, усилитель 19 сигнала ошибки и блок 18 к гетеродину 13, образуя цепь обратной связи системы импульсной автоподстройки частоты. В фильтре

14 нижних частот осуществляется интегрирование импульсного сигнала ошибки. Поэтому система импульсной автоподстройки частоты отслеживает изменения частоты, пропорциональные только средней скорости перестройки частотно-модулированного генератора 11. Изменения частоты гетеродина 13 фиксируются электронно-счетным частотомером 12. Скорость перестройки частоты у определяется по частоте гетеродина 13.

Выход переключателя 26 подключен через последовательно соединенные интегратор 15 и видеоусилитель 20 к осциллографическому индикатору 17, по которому измеряются отклонения частоты от линейного закона. Системой импульсной автоподстройки частоты отрабатываются изменения F p, обусловленные средней скоростью перестройки частоты частотно-модулированного генератора 11. Поэтому выходное напряжение частотного детектора 8 (23) определяется нелинейностью модуляционной характеристики частотно-модулированного генератора 11 ((1) ).

Применение умножителя частоты 21 и частотного детектора 23 расширяет нижний предел диапазона измеряемых величин 2 в тМ раз, где т= — — отношение крутизны

К амплитудно-частотных характеристик частотных детекторов 23 и 8.

С помощью переключателей 25, 26 выбирается необходимый диапазон измеряемых величин. В зависимости от положения переключателей 25, 26 устройство позволяет измерять характеристики частотно-модулированных генераторов: — с большой скоростью перестройки частоты и выраженной нелинейностью моду828104 ляционной характеристики, что достигается подключением частотного детектора 8 к интегратору 15 и фильтру 14 нижних частот (переключатели 25 и 26, положение

1); — с большой скоростью перестройки частоты и незначительной нелинейностью модуляционной характеристики, что осуществляется расширением нижнего предела диапазона измерения линейности модуляционных характеристик в mN раз путем подключения выхода частотного детектора

23 к интегратору 15 (переключатель 25, положение 1, переключатель 26, положение 2); — с малой скоростью перестройкичастоты и выраженной нелинейностью модуляционной характеристики, что реализуется расширением нижнего предела диапазона измерения средней скорости перестройки частоты в mN раз за счет подключения выхода частотного детектора 23 к фильтру нижних частот (переключатель 25, положение 2, переключатель 26, положение 1); — с малой скоростью перестройки частоты и незначительной нелинейностью модуляционной характеристики, что достигается расширением нижнего предела диапазона измеряемых величин в mN раз путем подключения выхода частного детектора 23 к интегратору 15 и фильтру 14 нижних частот (переключатели 25 и 26, положение 2).

Технически просто реализуется умножение частоты в N = 5,раз. Поэтому, применяя частотный детектор 23 с К =2К, расширяют нижний предел диапазона измеряемых значений в 10 раз.

Формирование импульсов запуска из напряжения генераторов 10 повышает устойчивость системы импульсной автоподстройки частоты в диапазоне измеряемых величин и соответственно повышает точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, содержащее последовательно соединенные первый основной смеситель, первый основной усилитель промежуточной частоты, второй основной смеситель и второй основной усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к входу частотного детектора, пос5

55 ледовательно соединенные делйтель частоты, генератор пилообразного напряжения и частотно-модулированный генератор, первый выход которого подключен к первому входу основного смесителя, второй вход которого подключен к выходу лампы бегу. щей волны, первый вход последней через блок задержки соединен с вторым выходом частотно-модулированного генератора, последовательно соединенные интегратор, видеоусилитель и индикатор, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты, последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки, блок управления и гетеродин, второй вход которого подключен к входу частотомера, а также генератор высокой частоты, выход которого соединен с входом делителя частоты, с вторым входом лампы бегущей волны и через фазовращатель — с третьим входом лампы бегущей волны, отл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых величин с одновременным повышением точности измерений, в него введены первый и второй переключатели, последовательно соединенные дополнительный смеситель и дополнительный усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные умножитель частоты и дополнительный частотный детектор, выход которого подключен к первым входам первого и второго переключателей, вторые входы которых соединены с выходом основного частотного детектора; при этом выход первого переключателя подключен к входу фильтра нижних частот, выход второго переключателя соединен с входом интегратора, первый вход дополнительного смесителя соединен с входом частотомера, второй вход дополнительного смесителя подключен к выходу генератора высокой частоты, выход дополнительного усилителя промежуточной частоты соединен с вторым входом второго основного смесителя, а вход умножителя частоты подключен к входу основного частотного детектора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мовшович М. Е. Полупроводниковые преобразователи частоты, Л., «Энергия», 1974, с. 23.

2. Заявка № 2426194 от 30.06.77, по которой принято положительное решение (прототип) .

828104,Г

1! (я) Составитель Л. Воронина

Редактор Б. Федотов

Техред И. Заболотнова

Корректор В. Нам

Заказ 746713 Изд. № 334 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2