Устройство для измерения девиации частоты

НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕПЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в различных радиотехнических измерительных устройствах, предназначенных для непосредственного измерения девиации ЧМ-сигналов. Цель изобретения - расширение диапазона измерения девиации частоты - достигается путем коррекции напряжения на выходе частотного дискриминатора. Устройство содержит сумматор 1 и блок вычитания 2, первые входы которых соединены с источником входного сигнала через линию задержки 3, а вторысчерез регулируемый фазоврагцатсль 4, а их выходы соединены через амплитудные детскторы о и 6 с входами сумматора 7: глока вычитания 8. Выход этого блока соединен через фильтр 9 с индикатором настройки 10, а через конденсатор 11 - с входами пиковых детекторов (ПД) 2 и 13, выходы которых соединены с входом блока вычитания (БВ) 14. Выход БВ 14 соединен через схему деления 15 с индикатором девиации частоты 16. Выход сумматора 7 соединен с первым входом БВ 17, а через ПД 18 - с его вторым входом и первым входом БВ 19. Выход БВ 17 через последовательно соединенные ПД 20 и делитель напряжения 21 соединен с вторым входом сумматора 7, выход которого соединен с управляюшим входо: схемы деления 15. Коэффициент передачи делителя напряжения 21 выбран равным 0,34. Благодаря этому напряжение на выходе БВ 19 при увеличении девиации уменьшается, чем компенсируется снижение крутизны дискриминационной характеристики. Устройство обеспечивает измерение девиации частоты ЧМ-сигналов с произвольным законом модуляции в широком диапазоне частот. 2 ил.) . ) о . ь з О 5 ) О в); ин ы х г) )- д)и ,". х)нк ских изме елшь)х усгрсйства х, )р з:),); ц ных для непосредственных из. хц.ронни девиации ЧМ-сигналов.Цс изобретения -- расширение диапазона измерения девиации частоты за счет коррекции напряжения с выхода частотного дискриминатора.На фиг.изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2эпюры напряжений, поясняющие его работу.Устройство содержит сумматор 1 и блок 2 вычитания, первые входы которых соединены с источником входного сигнала через линию 3 задержки, а вторые -- через регулируемый фазовращатель 4, а их выходы через амплитудные детекторь 5 и 6 соединены с входами сумматора 7 и блока 8 вычитания, выход которого через фильтр 9 соединен с индикатором 10 настройки, а через конденсатор 1 - с входами пиковых детекторов 12 и 13, выходы которых соединены с входами блока 14 вычитания, выход которого через схему 15 деления соединен с индикатором 16 девиации частоты, выход сумматора 7 соединен с первым входом блока 17 вычитания, а церез пиковый детектор 18 - с его вторым входом и первым входом блока 19 выцитания, выход блока 17 вычитания через последовательно соединенные пиковый детектор 20 и делитель 21 напряжения соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с управляющим входом схемы 15 деления.Предлагаемое устройство работает следу)ощим образом.Сумматор 1, блоки 2 и 8 вычитания, линия 3 задержки, регулируемый фазовра)ца тель 4 и амплитудные детекторы 5 и 6 образуют широкополосный частотный детектор суммарно-разностного типа, дискриминационная характеристика которого описывается выражением где (/ - напряжение на выходе блока 8вычитания;А - амплитудный множитель;зг - частота входного сигнала;т - время задержки сигнала линией3 задержки;) - фазовый сдвиг, вносимый регулируемым фазовращателем 3.На фиг. 2 а (кривая 1) приведена зависимость (,)(о) для =-:О. Дискриминационная характеристика является периодической и состоит из цередующихся линейных уцастков с положительной и отрицательной крутизной. На фиг. 26 приведена зависимость напряжения на выходе сумматора 7, являющегося суммарным напряжением на выходах амплитудных детекторов 5 и 6. Из этой зависимости видно, цто напряжение на вы 2;)де сум;,атора 7 постоянно в широкой по,;).е стоты вокруг тоцек перехода через уль дискриминационной характеристики и равно. Л. В основу работы устройства положен принцип измерения размаха продетектированного сигнала при известной крутизне дискриминационной характеристики.Девиация частоты при этом определяется какли,5Л пасв10где 5 (- крутизна дискримитационнойхарактеристики;Л(/8 - размах напряжения на выходеблока 8 вычитания.Конденсатор 1 выделяет переменную5 составляю)цую напряжения на выходе блока8 вычитания, а пиковые детекторы 12 и 13 выделяют соответственно положительное и отрицательное пиковое значение этого напряжения ( , Г , поступающие на блок 14 вычитания, выходное на)ряжение котороо(.) )Л(,) 8. -- (.): - l .После поступления на вход устройстваЧМ-системы со средней частотой о и девиа цией частоты Л, с помощью регулируемогофазовращателя 4 осуществляется настройка устройства на частоту О, (фиг. 2 а, кривая 11) .Контроль за настройкой осуществляется индикатором 10 настройки, на который церез фильтр 9 поступает постоянная состав ляющая напряжения на выходе блока 8вычитания.Из фиг. 2 а может быть определенакрутизна дискриминационной характеристики в точке перехода через нуль:35 8= - К =-= = К21 2 лтИ)где- расстояние между двумя соседними горбами дискриминацион)ой характерис ики (фиг. 2 а); поп равочный коэффициент, учитывающийй вели)ейность дискриминационной характеристики вблизи ее горбов.Л) = - -.45 Подставив это выражение в выражениедля Л, получим(,) )4 тЛ= -=К 2 т- ггде С=: -- = - постоянный коэффициент,определяемый только временем задержки линией 3 задержки т.Операция деления -выполняетсяЬ.)55схемой 5 деления, на первый вход которойпоступает напряжение с выхода блока 14вычитания, а на второй напряжение с1323975 звыхода блока 19 вычитания, равное в точках перехода через нуль - -2 А.Таким образом, на выходе схемы 15 деления напряжение пропорционально девиации частоты входного сигнала и измеряется индикатором 16 девиации частоты, отградуиро 5 ванным в единицах девиации частоты. Формула изобретения 10Устройство для измерения девиации частоты, содержащее линию задержки, соединенную с входом устройства, первый сумматор и первый блок вычитания, первые входы которых соединены через регулируемый фазовращатель с входом устройства, вторые входы соединены с выходом линии задержки. а выходы через амплитудные детекторы соединены с входами второго сумматора и второго блока вычитания, выход которого через первый фильтр соединен с индикатором настройки, через конденсатор соединен с входами первого и второго пиковых детекторов, выходы которых соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого через схему деления соединен с индикатором девиации частоты, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений девиации частоты, выход второго сумматора соединен с первым входом четвертого блока вычитания, а через 30третий пиковый детектор - с его вторым входом и первым входом пятого блока вычитания, выход которого соединен с управляющим входом блока деления, выход четвертого блока вычитания через последовательно соединенные четвертый пиковый детектор и делитель напряжения соединен с вторым входом пятого блока вычитания. Для нормального функционирования устройства на управляющий вход схемы 15 деления необходимо подавать напряжение, равное 2 А. Из фиг. 2 б видно, что напряжение на выходе сумматора 7 имеет максимальное значение в точках, соответствующих нулям дискриминационной характеристики,Гравное 2 Л, которое выделяется пиковым детектором 18, запоминающим максимальное напряжение на выходе сумматора 7, и которое через блок 19 вычитания поступает на управляющий вход схемы 15 деления. Из фиг. 2 а видно, что дискриминационная характеристика линейна только вблизи точек перехода через нуль, что ограничивает диапазон измерения девиации, так как при ее увеличении детектирование осуществляется на нелинейном участке, имеющем меньшую крутизну (крутизна уменьшается вблизи горбов дискриминационной характеристики), что приводит к дополнительной погрешности измерения. Для устранения этой погрешности к напряжению на выходе пикового детектора 18 с помощью блока 19 вычитания добавляется компенсирующее напряжение, которое формируется блоком 17 вычитания, пиковым детектором 20 и делителем 21 напряжения (фиг. 2 в). Коэффициент передачи делителя 21 напряжения равен 0,34. Благодаря этому напряжение на выходе блока 19 вычитания при увеличении девиации частоты уменьшается (фиг. 2 г) и этим компенсируется снижение крутизны дискриминационной характеристики. Значение коэффициента передачи делителя 2 напряже. ния, равное 0,34, является оптимальным.Предлагаемое устройство обеспечивает измерение девиации частоты ЧМ-сигналов с произвольным законом модуляции в широком диапазоне частот.