Измеритель девиации частоты

Сфез Сфветских Сфциапистических Республик. СССР ио дедам изобретеиий и открытий1 Заявитель МЕРИТЕЛЬ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ Изобретвнве относится к радиоиэмеритвльной технике, а также к областям радиоэлектроники, в которых необходимо контролировать сигналы с малы-. ми паразитными девиациями частоты (частотными и фазовыми Флуктуациями, шумамн).Известны устройства содержащие смеситвль, гвтвродян,усилитель промежуточной частоты (УПЧ), ограничитель, частотный детектор, усилитель низкой частоты и вольтметр 1).Недостатком етого .устройства является низкое быстродействие.Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее кварцевый генератор, формирователь гармоник, смеситель, усилитель промежуточный частоты, частотный детектор, уси литель низкой частоты и вольтметр 1.2).Недосаатком данного устройства является отсутствие плавного перекры" тия частотного диапазона .на частотах ниже 2000 ИГц. Особенно малые участ ки перекрываются на низких частотах, при использовании 5-ти кварцевых генераторов в диапазоне частот 25- 50 МГц перекрыт участок шириной всего 600 кГц, т.е. менее 3 диапазона, а 30 в диапазоне частот 25-200 МГц перекрыт участок шириной около 10 МГц, т.е. около бЪ всего диапазона. За счет перестройки кварцевых генераторов ухудшены их частотные шумы на 10-15 дБ, т.е. в 3-5,6 раз ухудшена обусловленная этим Фактором разрешающая способность измерения.увеличилось время измерения. Для осуществления настройки необходимо поочередно включать и плавно перестраивать все 5 кварцевых генерато" ров.Цель изобретения - повышение быстродействия.Эта цель достигается тем, что в измеритель девиации частоты, содержащий кварцевый генератор, последовательно соединенные формирователь гармоник, смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный детектор, усилитель низкой частоты и вольт метр, введены блок перестройки усилителя промежуточной частотыблок перв стройки частотного детектора, и последовательно соединенные блок поиска сигнала, блок управления, усилитель управляющего напряжения и управляемый переключатель кварцевого генератора, второй вход которого подклю чен к выходу кварцевого генератора,а выход управляемого переключателякварцевого генератора соединен с вхадом Формирователя гармоник, причемвыход усилителя управляющего напряжения подключен к входу блока перестройки усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с вторым входом усилителя промежуточнойчастоты, выход усилителя управляющего напряжения подключен к входублока перестройки частотного детекто"ра, выход которого соединен с вторымвходом частотного детектора, первыйвход которого подключен к второмувходу блока управления, третий входпоследнего соединен с первым вьуходом частотного детектора, а выходсмесителя подключен к входу блокапоиска сигнала.На чертеже представлена структурная схема измерителя девиации часто Оты,Измеритель девиации частоты содержит смеситель 1, формирователь 2гармоник, блок 3 поиска сигнала кварцевый генератор 4, УПЧ 5, частотныйдетектор б, усилитель 7 низкой частоты, вольтметр 8, блок 9 перестройки УПЧ, блок 10 перестройки частотного детектора, управляемый переключатель 11 кварцевого генератора, усилитель 12 управляющего напряжения,блок 13 управления.Устройство работает следующим образом,Смеситель 1 служит для преобразования частоты входного сигнала в про 35межуточную частоту, которая за счетблока 9 и блока 10 перестройки частотного детектора может плавно изменяться в заданной полосе промежуточныхчастот с .сохранением всех основных 40характеристик измерительного тракта,главное - высокой разрешающей способности измерения малых девиаций частоты. Блок 14 поиска и блок 13 управления служат для автоматизации на"стройки, т.е. для включения тогокварцевого генератора, при работе которого входной сигнал из заданногочастотного диапазона переносится нарабочую при требуемом уровне и отсут- оствии мешающих сигналов, и для получения сигналов настройки УПЧ 5 ичастотного детектора б. Для этогопоочередно автоматически включаютсявсе кварцевые генераторы, запоминаются уровни напряжений, получающихся на выходе отдельных полосовыхфильтров систеьы поиска, и после ихсравнения выбирается и включаетсятот кварцевый генератор, при использовании которого соотношения между амплитудаМи в полосе полезного сигналапромежуточной частоты и в прилегающей к ней сверху и снизу полосах меШающих сигналов - максимальны. С помощью блока 13 управления, усилите- Я. лей 12 и блоков 9 и 10 УПЧ и частотный детектор б автоматически настраиваются на частоту преобразованногоси гнала,При выбранном и проверенном экспериментально изменении промежуточнойчастоты, т,е. перестройке УПЧ и частотного детектора в пределах от 3до б МГц, диапазон низких частот от22 до 57 МГц перекрывается плавно прииспользовании трех переключаемых впроцессе настройки кварцевых генераторов с частотами 12-15 МГц.За счет перестройки тракта промежуточной частоты достигается плавноеперекрытие всего широкого диапазоначастот, в том числе и в области низких частот, без перестройки частотыкварцевых генераторовПри этом посравнению с известным выигрыш по перекрытию составит в диапазоне частот25"50 МГц более - 3 =33 раз, в диапазоне частот 25-200 МГц более Ц 06=17 раз. Весь требуемый диапазон частот, например 25-2000 МГц, плавно перекрывается,Применение неперестраиваемых почастоте кварцевых генераторов позволя.ет снизить собственные частотные шумы измерителя девиации частоты, т. е.повысить разрешающую способность измерения. Собственные частотные шуьыгенераторов, гармоники которых используются для преобразования часто"ты в смесителе измерителя девиациичастоты в качестве гетеродинногонапряжения, переносятся в тракт промежуточной частоты, умноженными на и,где и - номер используемой гармоники. Поэтому они вносят решающий вкладв собственные частотные шуьы измерителя девиации частоты. При использовании неперестраиваемих кварцевых ге"нераторов эти шумы имеют минимальноезначение. Частотние шумя, вносимыещерестраиваемым частотным детектором,практически остаются теми же, что иу неперестраиваемого, Применение неперестраиваемых кварцевых генераторов вместо перестраиваеьых сокращаетвремя измерения, так как из процессанастройки исключается время плавнойперестройки частоты каждого из кварцевых генераторов. Остается только вре"мя переключения указанных генераторов.Предлагаемое устройство имеет высокую технико-зкономическую эффективность благодаря малому уровню собственных частотных шумов, которыепринципиально невозможно получить визвестном, Если же в известном устройстве испольэовать кварцевые неперестраиваеьые генераторы вместо первстраиваемых, то такой же уровень собственных частотных шумов будет получен. Однако для плавного перекрытиядиапазона частот потребуется оченьболыаое число кварцевых генераторов813292 20 Формула изобретения ИИПИ Заказ 765/55 Тираж 732 Подписное илиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектн и резонаторов, Для частотных детекторов допустимая расстройка по частоте сигнала 2 аГ, в пределах которой производят измерения с разрешающей способностью аЯ,;, определяется выражением Ыти =иост ьС,5 где вост - коэффициент АМ входногосигнала детектора.в самом лучшем случае аост.=0,1= =10". Поэтому при бала =О, 3 Гц 2 ЬР=600 Гц. Для перекрытия диапазона 22"57 МГц в предлагаемом устройстве нужны 3 генератора. В известном устройстве для этого с учетом использования пяти гармоник необходимо Я 7-2 2 ИГ600 5 Гц 15 генераторов, т. е, более 10 кварцевых рез онаторов. Измеритель. девиации частоты, содержащий кварцевый генератор, последовательно соединенные формирователь гармоник, смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный детектор, усилитель низкой частоты и вольтметр, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок перестройки усилителя промежуточной частоты, блок перестройки частотного детектора, и последоватепьно соединенные блок поиска, сигнала, блок управления, усилитель,управляющего напряжения и управляемыйпереключатель кварцевого генератора,второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, а выход упуправляемого переключателя кварцевого генератора соединен с входом формй.рователя гармоник, причем выход усили-.теля управляющего напряжения подключерк входу блока перестройки усилителяпромежуточной частоты, выход которогосоединен с вторым входом усилителя пропромежуточной частоты, выход усилителя управляющего напряжения подключен к входу блока перестройки частотного детектора, выход которого соединен с вторым входом частотного детектора, первый вход которого подключен кк второму входу блока управления, третий вход последнего соединен с первым выходом частотного детектора, авыход смесителя подключен к входу блоблока поиска сигнала. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бржезинский Г. В. Комплект измерителей частотной и амплитудной модуляции. Обмен опытом в радиоэлектронной промышленности. НИИЭИР, 1974 у вып, 6, с. 50.2. Горелов А.И. О построении аппаратуры для измерения паразитной частотной модуляции СВЧ генераторов.