Способ измерения мощности фазомодулированного сигнала

ЕЛЬСТ ТОРСНОМУ С 8 ильтрациименного нап ель арчев лнительдят амтировауществля р. Техни Атомизда из ла (фо- частота пирующего МОЩНОСТИ АЛА частотойсигнала 4 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНФАЗОМОДУЛИРОВАННОГО СИГ Ис+Й(1, заключающийся в сигнала и измерении пе ряжения (тока), о т л щ и й с я тем, что, с ния точности измерения но перед фильтрацией п плитудное квадратичное ние, а фильтрацию сиги ют на частоте 2 Я. где несущей; Я(, - частотаИзобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано в пассивных квантовыхстандартах частоты, использующих некратное преобразование частоты под страиваемого кварцевого генератора.Известен способ измерения мощности Фаэомодулированного сигнала, включающий амплитудное детектирование, Фильтрацию постоянной составляю О щей и измерение постоянного тока (напряжения) 1 .Однако данный способ не обеспечивает измерения мощности Фазомодули 1 рованного сигнала, его спектральной составляющей, так как измеряемый постоянный ток (напряжение) пропорционален общей мощности Фазомодулированного сигнала.Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения фазомодулированного сигнала, включающий фильтрацию контролируемой спектральной составляющей (например, с частотой2 с; ЫС,Ф Я ), преобразование ее в постоян" ный ток, фильтрацию постоянной составляющей и измерение постоянного тока (напряжения). Операции преобразования контролируемой спектральной составляющей в постоянный ток (квадратичное преобразование), Фильтрацию постоянной составляющей и измерение постоянного напряжения можно заменить одной известкой операцией - измерением переменного напряжения.35 В данном способе из Фазомодулированного сигнала, определяемого выражениемО р 1=0, ж, нлып 12 мМ =аРойсчР,о- функции Бесселя первого рода нулевого, первого и второго порядков соответствен-но,фильтруется измеряемая спектральная составляющая БвД(Б) соя (сааб-Яв) С(ц я) и шириной полосы пропускания меньшей Й. Затем пер:.,енное напряжение (ток) преобразуется в постоянное и измеряется ток (напряжение), пропорциональный мощности иэмеряемои спектральной составляющей 2.Недостатком этого способа является низкая точность иэмере.".ия фазомодулированного сигнала во вр";ени при изменении внешних условий (например, температуры окружающей среды) и при изменении частоты несущей фазомодулированного сигнала.Для Фазомодулированного сигнала с несущей, лежащей в сверхвысокочастотном диапазоне, и частотой фаэовой модуляции порядка нескольких МГц и меньше добротность узкополосного Фильтра должна быть большой, порядка нескольких десятков и сотен тысяч, Изменение внешних условий, прежде всего, температуры окружающей среды, приводит к изменению резонансной частоты данного фильтра, а следовательно, к изменению коэффициента его передачи.Изменение частоты несущей Фаэомодулированного сигнала ь 3 приводит кизменению частоты (оЗ-Я ) контролируемой спектральной составляющей.При Фиксированной резонансной частоте Ь 3 узкополосного фипьтра контролируемое значение тока (напряжения)зависит от частот Ы и ы, а именно,определяется амплитудно-частотнойхарактеристикой узкополосного Фильтра,Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу измерения мощности фаэомодулированного сигнала частотой Ы, Ярключающему фильтрацию с игналаи измерение переменного напряжения(тока), дополнительно перед фильтрацией производят амплитудное квадратичное детектирование, а фильтрациюсигнала осуществляют на частоте2 Я.где Ю - частота несущей,Ям- частота модулирующегосигнала.1092421 ВЮВШИ Заказ 3248/28 Тираж 711 Подписное Филиал НПП "Патент", г. Ужгород, ул,.Проектная,4 ные частоте модулирующего сигнала.Наибольшую амплитуду при малых индексах фазовой модуляции ш (до пере- модуляции) контролируемого сигнала имеет вторая гармоника модулируюшего 5 сигнала, описываемая выражением (4).На Фиг, 1 показана зависимость амплитуды В(ш) второй гармоники моду 1 лирующего сигнала на выходе квадратичного амплитудного детектора 1 от индекса фазовой модуляции ш. Значение В для малых индексов фазовой модуляции (ш от 0 до 2, т,е. до корня Функции В(ш) при тп=2) характеризует мощность первой боковой спект ральной составляющей фазомодулированного сигнала, Так как первая боковая спектральная составляющая контролируемого Фазомодулированного сигнала пропорциональна Бесселевой функ ции первого р да нулевого порядка ,т,ш) (для сравнения показана на фиг. 1), то амплитуда второй гармоники, определяемая выражением (4), усиленная в т(тп)/В(тп) раз (для 25 ш 2), равна абсолютному значению мощности первой боковой спектральной составляющей контролируемого Фазомодулированного сигнала.Вторая гармоника модулирующего ЗО сигнала на выходе амплитудного детектора 1 фипьтруется полосовым Фильтром 2 второй гармоники модулирующего сигнала. Измеритель 3 переменного напряжения (тока) фиксирует амплитуду второй гармоники модулирующего сигнала на выходе полосового фильтра 2, Причем детектор 4 работает в линейном режиме работы.В предлагаемом способе измерения ,те мощности спектральной составляющей фазомодулированного сигнала, при заданной частоте модулирующего сигнала Я , изменение внешних условий приводит к значительно меныпему изменению измеренного переменного тока (напря-, жения), т.е. мощности контролируемой спектральной составляющей, по сравнению с известным способом примерно в оЯраз, так как для фильтрации второй гармоники необходим поло- совой Фильтр с добротностью на несколько порядков меныпей чем для известного способа, а следовательно, и изменение его резонанснойи; тоты будет во столько же раз меньше.Кроме того, в предлагаемом способе измерения мощности спектральной составляющем фазомодулированного сиг. нала изменение частоты несущей Ио вообще не сказывается на точности контроля что является существеннымпреимуществом способа по сравнениюс известным, так как при квадратичном амплитудном детектировании фазомодулированного сигнала осуществляется транспортирование спектра входного сигнала в область низких частот.Применение предлагаемых способа иустройства особенно актуально в пассивных квантовых стандартах частоты,так как вследствие подвозбуждения ум.ножителя частсты с высокой кратностью, используемого в гоставе такихстандартов, спектр его выходногосигнала может изменяться в широкихпределах. При этом становится невозможной даже при фиксированном индексе модуляции оценка с приемлемойточностью мощности спектральной составляющей по полной мощности сигналаизвестным способом,