Устройство измерения шумов перестраи-ваемых автогенераторов

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 160479 (21) 2752887/18-21с присоединением заявкн Но(51)М. Кл. С 01 й 29/26 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(088.8) Дата опубликования описания 150583 72) Аворьизобрете 4. Василевский и А. И. Ромащенко) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ШУМОВ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫ АВТОГЕНЕРАТОРОВ о ор,яэоодоРУИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения фазовых и амплитудных шумов, а также их корреляции в перестраиваемых автогенераторах.Известно устройство измерения Фазовых флуктуаций, в котором флуктуации фазы сигнала преобразуются в Флуктуации выходного напряжения при помощи фазового детектора. Эти устройства измерения фазовых флуктуаций различаются по способу формирования сигнала (не когерентного с исследуемым), Фаза которого совпадает с фазой исследуемого сигнала с точностью до постоянного фазового сдвига 1 .Недостаток устройства - низкая точность.Наиболее близким по техническОй сущности к изобретению является устройство, содержащее фазовый детект на один из входов которого подаетс исследуемый сигнал, другой вход Фа вого детектора подключен к одному из выходов опорного кварцевого генератора, выход фазового детектора соединен с входами анализатора спектраФильтра низкой частоты, выход коого присоединен к одному иэ вх врного кварцевого "генератора, д гой выход опорного кварцевого генератора через последовательно соединенные девиометр и измеритель индекса частотной модуляции подключен киндикатору мощности флуктуаций, вых -ды звукового генератора соединеныпорознь с вторыми входами опорногокварцевого генератора и измерителяиндекса частотной модуляции 2 .Измерение Фазовых Флуктуацийсводится к преобразованию их в амплитудные, которые затем измеряютсяв анализаторе спектра. Для более точного измерения флуктуаций применяеа ся схема выставления эталонной модуляции сигнала опорного генератора,Однако подобная схема измерителяприменима только для генераторов высокостабильных сигналов; поскольку 20 диапазон перестройки подстраиваемогокварцевого генератора меньше изменений частоты, вызванных нестабильностями некварцевых генераторов. Кроме того, подобная схема не позволяет производить раздельное измерениеиндексов фаэовой и амплитудной модуляции, а также степени корреляциитудными и фазовыми шумас помощью подобной схемы 3 эмерить полный спектрсигнала генератора, обусловленныйкак Флуктуациями Фаз, так и Флуктуациями амплитуды с учетом их корреляционных членов,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей, измерение Фазовых амплитудных шумов,.атакже степени их взаимной корреляциив управляемых генераторах, имеющихлюбую стабильность.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство измерения шумов перестраиваемых автогенераторов,содержащее рабочий Фазовый детектор,опорный кварцевый генератор, вольтметр, анализатор спектра, осциллограф, Фильтр низкой частоты, дополнительно введены Фазовращатель, измерительныйФазовый детектор и усилитель постоянного тока, причем сигнална вход исследуемого автогенератораподается с выхода опорного кварцевого генератора через последовательносоединенные рабочий Фазовый детектор,усилитель постоянного тока и Фильтрнизкой частоты, выход автогенератораподключен к одному входу измерительного ФазовоГО детектора и к второмувходу рабочего Фазового детектора,к выходу опорного кварцевого генератора подключен вход Фазовращателя,выход которого подключен к другомувходу измерительного Фазового детектора, к выходу которого подключеиывольтметр постоянного тока и анализатор спектра, один вход ОсциллограФа подключен к выходу опорного генератора, а другой вход - к выходуисследуемого автогенератора.На чертеже представлена структурная схема устройства измерения шумов.Устройство измерения шумов содержит опорный кварцевый генератор 1,рабочий Фазовый детектор 2, Усилитель 3 постоянного тока, фильтр 4низкой частоты, исследуемый унравляемзй автогеиератор 5, Фазавращатель 6,измерительный Фазовый детектор 7,вольтметр 6 постоянного тока, анализатор 9 спектра, осциллограф 10.Устройство измерения шумов перестраиваемых генераторов работаетследующим образом.На второй вход рабочего Фазовогодетектора 2 поступает сигнал исследуемого автогенератора 5, на первыйвход - сигнал генератора 1. Напряжение с выхода Фазового детектора 2 чере усилитель 3 и Фильтр 4 поступаетна вход автогенератора 5 и осуществляет автоподстройку последнего. Сигналы с выходов генераторов 1 и 5 поступают на входы х и у осциллографа 10, где по положению точек пересечения Фигуры Лиссажу, наблюдае - мой на экране осциллографа, с коорди. натными осями определяется разность Фаз между сигналами генераторов 1 и 5, а также фиксируется синхронизмсистемя автоподстройки.Подстройкой частотыо (гдеГк р- частота автогенератора 5 приразомкнутой цеи управления) разность Фаз генераторов 5 и 1 при сиихрониэме выставляется равной у/2,при этом Фазовый детектор 2 будет Фазочувствительным, амплитудные флуктуации будут в нем подавляться, Сигнал с выхода исследуемого генератора 10 5 поступает также на один из входовизмерительного Фазового детектора 7,на другой вход которого поступает"прошедший через Фазовращатель бсигнал от генератора 1.Напряжение на выходе измерительного ФазовОго детектора 7 Определяется величинойф) К (О ро+ЬЦ)Соз( фЧ,+а), (1)ГДЕ О = Цр+ВО; М: Ч +ЬУ,бд - амйтитуда сигнала исследуемого генератораьО - девиация амплитуды сигна 25ла исследуемого генератора40 - Фазовый сдвиг, вносиьюйфазовращателем б,К - коэффициент передачи30 напряжения фазового детектора.Учитывая, что Фаэовые Флуктуациикварцевого генератора 1 заведомониже Фазовых Флуктуаций исследуемогоавтогенератора 5, и рассматриваяФлуктуации, частота которых превышает полосу прозрачности петли Фаэовойавтоподстройки (ФЛП), мы может считать, что ь У определяется девиациейФазы сигнала исследуемого генератора 5.Постоянная составляющая напряжения Я(Ц,ф )измеряется иа выходе измерительного, Фазового детектора вольтметром постоянного тока.Переменная составляющая напряжения ЗО (0 (У )ъ лнц,ч,)+у+ч)у:ьаД+ч,). +ьУ о в у)измеряется Йа Выход и а ирктель нОго Фазового детектора анализатором спектра.Устанавливая фаэовращателем б фа зовый сдвиг ЧО=й -Где й=1,3,5,7,(при этом показания вольтметра постоянного тока достигают максимального значения и равны ч д диро) измеряем переменное йапряжеййе йо по каэаиням вольтметра аналиэатора830257 формула изобретения 40 ВНИИПИ Заказ 2794/27 Тираж 732 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 спектра, эти значения пропорциональны эФФективным значениям Я 1, , так как в спектроанализаторе используется вольтметр с осредняющим Фильтром, По показаниям вольтметра анализатора спектра определяется индекс амплитуд й 5 ной модуляции Вдф 1"зф цо : паекУстанавливая Фаэовращателем 6 Фа- О зовый сдвиг Ю = в 7, где в=0,1,2,3,4 (при этом показания вольтметра постоянного тока равны нулю), по показаниям вольтметра анализатора спектра определяем индекс Фазовой модуляцииэр(, аУстанавливая Фаэ ращателем 6 Фазовый сдвиг Ю:-, где 5 = 1, 3, 5,Юо 1Д.лпри этомф( =5 )=1 уМ= ьс .Измеряем переменное напряжение анализатором спектра в двух точках , 5и+ 2, и, производя преобразования, имеем:6-эф"о= 3, - ,) "-М"о =(Ф 2) ХМ23:ъс 4 пдвуЖчэФ ЗО где Р - нормированный коэФФициентвзаимной корреляции.Таким образом, измеряя вольтметром постоянного тока наибольшее зна чение напряжения на выходе Фазового детектора и измеряя переменное напряжение на выходе анализатора спектра при различных значения Чо , можно определить е ач8а значение этих величин позволяет определить полный спектр сигнала. Устройство для измерения шумовперестраиваемых автогенераторов, содержащее рабочий Фазовый детектор,опорный кварцевый генератор, вольтметр, анализатор спектра, осциллограФ, Фильтр низкой частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей, дополнительно введеныФазовращатель, измерительный Фазовыйдетектор, усилитель постоянного тока,причем вход автогенератора соединенс выходом опорного кварцевого генератора через последовательно соединенные рабочий Фазовый детектор, усилитель постоянного тока и Фильтр низкой частоты, выход автогенератора подключен к одному входу измерительногоФазового детектора и к второму входурабочего Фазового детектора, к выходу опорного кварцевого генератораподключен вход Фазовращателя, выходкоторого подключен к другому входуизмерительного Фазового детектора,к выходу которого подключены вольтметр постоянного тока и анализаторспектра, один вход осциллографа подключен к выходу опорного генератора,а другой вход - к выходу исследуемого автогенератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9463929, кл. 6 01 й 23/16, 1973.2Авторское свидетельство СССР