Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно модулированных генераторов

Изобретение относится к радиоизьерительной технике и может использоваться для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов,Целью изобретения является повышение точности измерений и разрешающей способности по измеряемым параметрам,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства,Устройство содержит исследуемайгенератор 1, первый смеситель 2, второй смеситепь 3, первый полосовойфильтр 4, второй полосовой фильтр 5,третий смеситель 6, четвертый смеситель 7, третий полосовой фильтр 8,четвертый полосовой фильтр 9, линию 20задержки 10, пятый смеситель 11 усилитель 12 промежуточной частоты(УПЧ), ограничитель 13, первый частотный детектор 14, интегратор 15пиковый детектор 16, фильтр 17 нижних частот (фНЧ), первый усилитель18, управляющий элемент 19, гетеродин 20, счетчик 21, генератор 22 пилообразного напряжения (ГПН),фазовый модулятор 23, дискретный фазовращатель 24, кварцевый генератор25, частотно-модулированный генератор26, пятый полосовой фильтр 27, шестой полосовой фильтр 28, второйчастотный детектор 29, измеритель 3530, второй усилитель 31, индикатор32,При этом в устройстве соединеныпоследовательно исследуемый генератор 1, первый смеситель 2, первыйполосовой фильтр 4, третий смеситель6, третий полосовой фильтр 8, пятыйсмеситель 11, УПЧ 12, ограничитель 13,первый частотный детектор 14, интег" 45ратор 15, пиковый детектор 16, первый фНЧ 17, первый усилитель 18,управлящций элемент 19, гетеродин20, При этом к выходу интегратора 15подключены последовательно соединен 50ные второй усилитель 31 и индикатор32, между, выходом гетеродина 20 ивторым входом пятого смесителя 11включены последовательно соединенныесчетчик 21, дискретный фазовращатель24, фазовый модулятор 23, частотно 55модулированный генератор 26, шестойполосовой фильтр 28, второй смеситель 3, второй полосовой фильтр 5 гчетвертый смеситель 7, четвертый поло- совой Фильтр 9, Ко второму входу дискретного фазовращателя 24 подключен выход кварцевого генератора 25, к выходу гетеродина 20 подключены последовательно соединенные второй частотный детектор 29 и измеритель 30, а также генератор пилообразного напряжения 22, выход которого подключен ко второму входу фазового модулятора 23, Между выходом ис в . следуемого генератора 1 и вторыми входами третьего 6 и четвертого 7 смесителей включена линия задержки 10, К выходу фазового модулятора 23 подключены последовательно соединенные второй частотный детектор 29 и измеритель 30 аРабота устройства заключается в следующем,С выхода исследуемого генератора 1 на входы линии задержки 10 и сигнальные входы первого 2 и второго 3 . смесителей поступает анализируемый линейно-частотной модулированный (ЛЧМ) сигнал вида0, = 11,соз 2 ТЕ е + 0,5 рс ++ аР(е)йе 1+ Ч,(1)огде БЕ, р, 1 - амплитуда, централь.оная частота, скорость ЧМ и началь-,ная фаза сигнала;1 Р(С) - функция,описыванщаявнутриимпульсные отклонения частоты отлинейного закона,На гетеродинные входы первого 2 и второго 3 смесителей через пятый .27 и шестой 28 полосовые фильтры пос" тупает сигнал частотно-модулированного генератора 26, модулирующим сигналом для которого служит гармонический сигнал кварцевого генератора 26 частоты Г смещенный по частоте на величину Рс однополосным преобразователем частоты, в состав которого входят дискретно фазовращатель, 24 и фазовый модулятор 23, В однополосномпреобразователе частоты реализован серродинный метод преобразования час" тоты, основанный на фаэовой модуляции преобразуемого сигнала пилообразным напряжением, частота повторения которого определяет величину частот."5 : 159но го сдви г а Р, Ввиду о гр аниченностимаксимального фазового сдвига при использовании достаточно простых линейных фазовых модуляторов сложно получить фазовый сдвиг в 2 И радиан, не-,обходимый при серродинном преобразовании частоты, В связи с этим впредлагаемом устройстве применяется ступенчатая аппроксимация пилоо бр аз ной фаз о вой модуляции, о суще ствляемая на дискретном фазовращателе .24, управляемом инверсным кодом счет"чика 21, Устранение ошибок ступенчатой аппроксимации пилообразной фазовой модуляции осуществляется приме"нением дополнйтельной линейной фазовой модуляции преобразуемого сигнала на фазовом модуляторе 23 пилообразным сигналом с выхода генераторапилообразного напряжения 22,Сигнал частоты Гк- Рг. с выходафазового модулятора 23 поступает намодулирующий вход частотно-модулированного генератора 26, Гармоническиеколебания частотно-модулированногогенератора 26 с собственной частотойУ. Г модулируются по частоте сигналомчастоты Г- Р, Из состава спектрасигнала частотно-модулированного генератора пятым полосовым фильтром 27.выделяется составяяющая суммарнойчастоты К. + 1 - Р, а шестым полосовым фильтром 28 - составляющая разностной частоты г- кв+ Р,При этом ЛЧМ сигнал (1) на первом смесителе 2 получает сдвиг по .частоте на величину (Гг+ Гкв Рс)а на втором смесителе 3 - на величину ( - Е к+ Р ) при этом частотасигнала на выходе первого полосовогофильтра описывается выражением0 Г кб С Рз+ аР (Е),а на выходе второго фильтра5( ) о г ка Рс+ Рз + 1 РСигнап (1), задержанный .в линии задержки 10, перемножается в третьем смесителе б и четвертом смесителе 7 с сигналами первого 4 и второго 5 полосовых фильтров соответственно, Из результирующих сигналов на выходах третьего и четвертого смесителей соответственно третьим 8 и четвертым 6265 б 9 полосовыми фильтрами выделяются си гн алы р аз но сткой част о тыГ (с) = Е,+ Г - Р + ф +аРгде - время задержки сигнала влинии 10 задержки,Эти два сигнала перемножаются напятом смесителе 11, в результате чегоразностная частота сигнапа на его вы 15ходе описывается выражением7 2 кВ 2 Рс +2 ьз +(2) выделяется усилителем промежуточной частоты 12, Амплитудные искажениясигнала, способные повлиять на точность измерения, устраняются ограничителем 13, Сигнал с выхода ограничителя подается на первый частотныйдетектор 14, переходная частота которого равна удвоенной частоте кварцевого генератора 25 и составляет 2 КПри этом среднее за время длительности импульса значение смещениячастоты сигнала на выходе усилителяпромежуточной частоты 12 относительно 2 Гкц определяется величина разности (2 Я Р ). Инерционная система АПЧ гетеродина 20, состоящаяиз частотного детектора 14, интегратора 15, пикового детектора 16, Фильтра нижних частот 17, первого усилителя 18 и управляющего элемента 19позволяет отслеживать эту разность иобеспечить в установившемся режиме ра"венство2 р Р, = 0 с (3)так как величина смещения частотыР пропорциональна частоте гетеродина Р г = и Р , где и - число дискрет 50 фазы дискретного фазовращателя 24,Постоянная времени фильтра нижнихчастот 17 выбирается значительно.больше времени корреляции отклоненийот линейного закона частотной моду ляции 4 Р(С), Поэтому величина и знакусредненного смещения частоты сигнала на входе первого частотного детектора 14 относительно частоты 2 Г кц,характеризующие разность (3), отсле 1596265Таким образом, поставленная цель достигается путем применения для смещения частоты анализируемого ЛЧМ сиг" нала гармонического сигнала кварцевого генератора со стабильной частотой, что повьппает точность измерений, а также введением дополнитель ного канала преобразования частоты анализируемого ЛЧМ сигнала, позволя ющего удвоить измеряемые величины,45изобретения Формул а Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, содержащее последовательно соединенные усилитель промежуточной частотыживаются гетеродином 20,а величинаР равная при этом рь,измеряется вторым частотным детектором29 и измерителем 30, что позволяетопределить среднюю скорость изменениячастоты сигнала (1). Переходная частота второго частотного детектора29 выбирается равной Ю., а измеритель 30 имеет нулевое значение насередине шкалы,Включение пикового детектора 16обеспечивает устойчивость независимо от периода следования исследуемыхрадиоимпульсов и повьппает точность 15измерения скорости частотной модуляцииза счет уменьшения ошибок системы в паузах между импульсами,Отклонения сигнала на выходе первого частотного детектора 14 относительно среднего уровня характеризуется составляющей 2 ЛР Сз 3. Эта составляющая после интегрирования интегратором 15 равна 2 ЛР(й)с и пропорциональнаотклонениям частоты ЛЧИ сигна 5ла (1) от линейного закона дР(С),которые характеризуют линейность модуляционной характеристики. исследуемо го генератора 1, Дпя оценки величиныдР(е) составляющая 2 ВР(е) 8 с выхода ЗО3интегратора 15 подается на индикатор32 через второй усилитель 31,ограничитель, первый частотный детектор, интегратор, пиковый детектор, фильтр нижних частот, первый усилитель, управляющий элемент, гетеродин, последовательно соединенные второй частотнъж детектор и измеритель, а также последовательно соединенные второй усилитель и индикатор, последовательно соединенные.исследуежйгенератор и первый смеситель, а также линию задержки, причем выходисследуемого генератора соединен свходом линии задержки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и разрешакщейспособности, дополнительно введены .последовательно соединенные кварцевый генератор, дискретный Фазовращатель, Фазовый модулятор и частотномодулированный генератор, счетчик,.генератор пилообразного напряжения,пять полосовых фильтров, четыре смесителя, при этом соединены последовательно шестой полосовой Фильтр, второй смеситель, второй полосовойФильтр, четвертый смеситень, четвертый полосовой Фильтр и пятый смеситель, соединены последовательно первый полосовой фильтр, третий смеситель и третий полосовой Фильтр, входы счетчика и генератора пилообразного напряжения соединены с выходомгетеродина, а их выходы соединены суправпявцимн входами соответственнодискретного фаэовращателя и фазового модулятора, пятый попоаРяой фильтрвкпючен между выходом частотно-модулированного генератора и вторым входом первого смесителя второй входвторого смесителя соединен с выходом исследуемого генератора, а выход пятого смесителя соединен свходом усилителя промежуточной частоты, выход фазового модулятора соединен с входом второго частотного детектора, а выход интегратора соецинен с входом второго усилителя, выходтретьего полосового фильтра,соединен с вторым входом пятого смесителя,выход частотно-модулированного генератора соединен с входом шестого полосового фильтра,