Устройство для измерения девиации частоты

1Изобретение относится к электроизмерениям и предназначено для измерения девиации частоты сигналов с произвольным законом модуляции.Цель изобретения - повышение точности5 измерении при одновременном расширении диапазона рабочих частот устройства за счет стабилизации центров линейных рабочих участков детекторной характеристики устройства относительно нулевой линии, что осу.шествляется в широком диапазоне входных 10 частот.На фиг. 1 изобраэкена функциональная блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3эпюры напряжений, поясняющие его работу.Устройство содержит олок 1 фазовои дискриминации, блок 2 выделения размаха напряжения, фильтр 3, схему 4 деления, индикатор 5 девиации, вход которого подключен к выходу схемы 4 деления, первый вход которой соединен с выходом бло п ка 2 выделения размаха напряжения, а ес второй вход -- с выходом фильтра 3, причем первый и второй выходы блока 1 фазово й дис кри мина пи и подключены соответ.ственно к входу блока 2 выделения раз 7 г маха напряжения и входу фильтра 3.Кроме того, устэойство содержит линию 6 задержки, фазоврашатель 7, регулируемые аттенюаторы 8 и 9, амплитудные детекторы 10 и 11, блок 12 вычитания ц второй фильтр 3, выход которого соединен с управляющими входами первого 8 и второго 9 регулируемых аттенюаторов, выходы которьх подключены соответственно к входу линии 6 задержки и входу фазоврашателя 7. Выход линии 6 задержки подключен к входу первого амплитудного детектора О, а выход фазовращателя 7 - к входу второго ампли 35 тудного детектора 1. Выходы первого 10 и второго 11 амплитудных детекторов под.ключены соответственно к первому и второму входам блока 12 вычитания. выход которого подключен к входу второго фильт ра 3. Информационные входы регулируеМых аттенюаторов 8 и) подключены к входу устройства, а выходы лицин 6 задержки и фазовращателя 7 подклкэчены соответственно к первому и второму входам блока 1 фазовой дискриминации.Устройство работает следукпцим образом.Пусть на вход усттойствз подается сигнал, напряжецие которогоГ.=- Л в)п ь,Тогда на выходе линии 6 задержки напряжение имеет видГ.),== Л в)п в т),где т -- время задержки сигнала линией 6задержки.Предположим, что фазовый сдвиг, вцо; имый регулируемым фазоврагцателем 7,равен нулю. Тогда цз первом и второмвыходах блока 1 фазовой дцскрнмица гиисигналы имеют следуюгций вид: 2Ц=Л( со 2- . )яп 2 );(=А( сов 2 +2 Из фиг. 2 а видно, что напряжение Г)1(со) ца первом выходе блока 1 фазовой дискриминации имеет такую зависимость от частоты входного сигнала, которая состоит из периодически повторяющихся линейных участков, причем разность частот между двумя соседними горба ми Лоэ определяется только временем задержки сигнала линией 6 задержки, а имеццоЛЛэ =- - "тНа фиг. 2 б представлено напряжение на втором выходе блока 1 фазовой дискриминации. Зблизи точек перехода Г)1(сэ) через нулевой уровень напряжение Ц практически постоянно, при этом1, - 2 АИз приведенных соотношений следует, что крутизна детекторной характеристики устройства (точнее блока фазовой дискриминации) равна8= 2 Ах/ Лц);где х= 1,11 - поправочцый коэффициент,учитывающий нелинейности,имевшие место для зависимости 1), (ь).Последнее соотношение точно огределяет крутизну детекторной характеристики Гэ(о) в точках ее перехода через нулевой уровень.Если на вход устройства подается ЧМ-сигнал, цесушая частота которого оэ а девиация равна Ль,-, то устройство проводит его обработку следующим образом.Посредством регулируемого фазоврашателя 7 осушествляется смешение зависимости 1)(ю) и Ц.(ю) до совпадения с одной из ближайших точек перехода характеристик через нулевой уровень, что показано пунктирной линией на фиг. 2 а,б, Момент точной настройки определяется равенством нулю постоянной составляющей напряжения на первом выходе блока 1 фазовой дискриминации, Блок 2 выделения размаха напряжения устраняет постоянную составляющую напряжения (при наличии остаточной расстройки) и выделяет размах этого напряжения= СЛогде С=2 А 1 х т/л - - постоянный коэффициент.Таким образом, напряжение на выходе схемы 4 деления прямо пропорционально девиации частоты входного сигнала, а коэффициент пропорциональности определяется величиной г задержки сигнала в линии 6 задержки.Сигнал с выхода схемы 4 деления подается непосредственно на вход индикатора девиации частоты, который отградуирован в соответствуюгцих единицах измерения.1323976 Ы А 3Аттенюаторы 8 и 9, детекторы 10 и 11, блок 12 вычитания и второй фильтр 13 предназначены для устранения рассогласования сигналов на выходе линии 6 задержки и выходе фазовращателя 7 по постоянной составляющей напряжения этих сигналов. Это осуществляется следующим образом.Сигналы с выходов линии 6 задержки и фазовращателя 7 после амплитудного детектирования соответственно в детекторах 10 и 11 подаются на входы блока 12 вычитания. 1 О При наличии рассогласования этих сигналов фильтр 13 выделяет постоянную составляющую сигнала рассогласования, которая поступает далее на управляющие входы регулируемых аттенюаторов 8 и 9. В соответствии с величиной рассогласования изменяются коэффициенты передачи регулируемых аттенюаторов, причем так, чтобы величина рассогласования стремилаь к нулю. Требуемая зависимость коэффициентов передачи от управляющего напряжения (напря жения рассогласования) представлена на фиг. 3. Таким образом, во всем рабочем диапазоне входных частот поддерживается равенство входных напряжений блока 1 фазовой дискриминации, что устраняет смещение центров дискриминационной (детекторной) характеристики устройства относительно нулевого уровня, обусловленное преимущественным ростом потерь в линии задержки по сравнению с потерями в регулируемом фазовращателе, что имеет место при увеличении входной частоты. В результате значительно расширяется рабочий диапазон устройства.Предлагаемое устройство обеспечивает измерение девиации частоты ЧМ-сигналов с произвольным законом их модуляции. При этом результат измерений зависит только от времени задержки сигнала линией 6 за 4держки, что устраняет необходимость в ис. пользовании специальных калибровочных средств при использовании достаточно стабильных линий задержки. Использование линии 6 задержки, фазовращетеля 7, аттенюаторов 8 и 9 позволяет получить широкий диапазона рабочих частот. Кроме того, устройство обладает повышенной точностью, так как уровни сигналов на входах блока 1 фазовой дискриминации стабилизированы. Наличие указанной стабилизации уровней сигналов позволяет также удешевить конструкцию устройства и уменьшить его габариты за счет использования линии задержки и фазовращателя с более высокими потерями и менее стабильной зависимостью коэффициента передачи от частоты проходящего через них сигнала. Формула изобретенияУстройство для измерения девиации частоты по авт. св.288609, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона рабочих частот, в него введены два регулируемых аттенюатора, два амплитудных детектора, блок вычитания и второй фильтр, выход которого соединен с управляюгцими входами регулируемых аттенюаторов, выходы которых подключены соответственно к входу линии задержки и входу фазовращателя, причем выход линии задержки подключен к входу первого .амплитудного детектора, а выход фазовращателя - к входу второго амплитудного детектора, выходы первого и второго амплитудных детекторов подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого подключен к входу второго фильтра, а информационные входы регулируемых аттенюаторов подключены к входу устройства.Составитель В, ЗюбинТехред И. Верес Корректор Е, РошкоТираж 730 Подписноекомитета СССР по делам изобретении и открытийа, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5ческОР:предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная. 4