Устройство для измерения скорости изменения и нестабильности частоты частотно-модулированного сигнала генератора

Соеэ СоветсинкСоцналнстнчесинкРеспублик ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл О 01 й.23/02 Гофудеретееииый кенитет СССР ао делан изабретеиий и открытийОпубликовано 30. 01. 82 БюллетеньДата опубликования описания 02 . 02 . 82. И. Гомозов, Н. Г. Батурин т 1 рффи Прокопюк витель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИ И НЕСТАБИЛЬНОСТИ ЧАСТОТЫ ЧАСТОТНО- МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА ГЕНЕРАТОРА Устройство относится к радиоизмерени ям.Известно устройство для измерениясредней скорости изменения частоты илинейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, которое содержит генераторы,линию задержки, смесители делительчастоты, фазовращатель с аттенюатором, интегратор, фильтр нижних частот,переключатели, осциллографицес 10кий индикатор, электронно-счетный частотомер, частотные детекторы, умножители и управитель частоты Ц ,Недостаток устройства - его сложность.Наиболее близким по техницескойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее усилитель промежуточной частоты, смеситель, усилитель промежуточной частоты, цастотный детектор, смеситель, лампу бегущей волны (,ЛБВ), фаэовращатель с аттенюаторои, генератор, гетеродин,и нтегратор, линию задержки, дели тельчастоты, электронно-счетный частотомер, управитель частоты, видеоусилитель, генератор пилообразного напряжения, усилитель сигнала ошибки,фильтр нижних цастот, индикатор. Приэтом выход делителя частоты подключенко входам синхронизации генератора пилообразного напряжения и индикатора.Выход генератора через последовательно соединенные линию задержки, лампубегущей волны, смеситель, усилитель,смеситель, усилитель, цастотный детектор, интегратор, фильтр нижних частот, усилитель, управитель частотыи гетеродин подключены ко входам делителя частоты, электронно-счетногочастотомера и второму входу смесителя. Выход генератора подклюцен к первому аноду лампы бегущей волны непосредственно, а к спирали - через фазовращатель с аттенюатором. Кроме того,выход интегратора подключен через видеоусилитель ко второму входу осцил 3 90193 логрвфического индикатора, а второй выход проверяемого генератора соединен со вторым входом смесителя 21.Устройство не обеспечивает достаточной точности измерений. 5Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения скорости изменения и нестабильности час. 10 тоты частотно-модулированного сигнала генератора, содержащее первый уси. литель промежуточной частоты, первый смеситель, один вход которого подключен к выходу гетеродина, а выход через 5 последовательно включенные второй усилитель промежуточной частоты и частотный детектор подключен к входу интегратора, второй смеситель, один вход которого соединен с выходом про веряемого генератора, а второй вход второго смесителя соединен с выходом лампы бегущей волны, один вход которой через линию задержки соединен с выходом проверяемого генератора, а вто", рой вход соединен с ее третьим входом через Фазовращатель, индикатор, вход которого подключен к выходу первого усилителя, причем вход управления гетеродина через последовательно М включенные управитель частотой и второй усилитель подключен к выходу фильтра нижних частот, введены режекторный Фильтр, ограничитель, второй Фильтр нижних частот, переключатель, пиковый детектор, второй частотный детектор и измеритель, вход которого через второй частотный детектор соединен с выходом гетеродина и вторым входом лампы бегущей волны, причем выход перво О го смесителя через второй фильтр нижних частот и первый контакт переключателя соединен с входом первого из упомянутых усилителей, а выход интегратора через второй контакт переключателя соединен со входом пикового детектора, выход которого подключен ко входу Фильтра нижних частот, при этом режекторный фильтр включен между выходом второго смесителя и входом первого усилителя промежуточной частоты, а ограничитель включен между выходом первого усилителя промежуточной частоты и вторым входом первого смесителя.55На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства. 1 4Устройство содержит усилители 1 и2 промежуточной частоты, смесители 3 и 4, частотный детектор 5, лампу 6 бегущей волны (ЛБВ), фазовращатель 7, гетеродин 8, интегратор 9линию 10 задержки, усилители 11 и 12,фильтры 13 и 14 нижних частот, пиковый детектор 15, режекторный фильтр 16,ограничитель 17, индикатор 18, управитель 19 частотой гетеродина, частотный детектор 20, измеритель 21,переключатель 22. Индексом 23 обозначен проверяемый генератор,Работа устройства заключается вследующем,При йзмерении скорости частотноймодуляции и линейности модуляционныххарактеристик ЧИ генераторов отклонений частоты от линейного закона частотноймодуляции) переключатель 22находится в первом положении. Выходной линейно-частотно модулированныйсигнал исследуемого генератора 23 поступает через линию 10 задержки свременем задержкина ЛБВ 6 с квадратурной амплитудно"4 изовой модуляцией выходным гармоническим колебаниемгетеродина 8. Номинальная частотаколебаний гетеродина 8 Г выбираетсяс таким расчетом, чтобы она была зна"чительно больше предполагаемых отклонений мгновенной частоты исследуемыхсигналов от линейного закона изменения частоты во времени. Величина Г;составляет десятки мегагерц, Величина запаздывания линии 10 задержки выбирается из условия обеспечения требуемого диапазона измеряемых величини составляет десятые доли микросекунды.оЗадержанный сигнал, смещенный почастоте на величину Е, перемножаетсяв смесителе 4 с неэадержанным сигналом исследуемого генератора 23. Навыходе смесителя 4 образуются комби,национные составляющие разностной .исуммарной частоты, а также низкочастотная составляющая. Составляющаяраэностной частоты6 Р 4 Рг+ 5 М1")выделяется усилителем 1, Низкочастотная составляющая обусловлена тем, чтоквадратурная амплитудно-фазовая модуляция не обеспечивает полного подавления несмещенной составляющейспектра выходного сигнала ЛБВ 6 и всмесителе 4 происходит перемножениенеэадержанного и задержанного несме щенного сигнала. Она приводит к паФормула изобретения 5 90193разитной амплитудной модуляции полезной разностной составляющей а следовательно к снижению точности измерений. Для уменьшения паразитной амплитудной модуляции полезной составляющей .сигнал на вход усилителя 1 подается через режекторный фильтр 16который подавляет нежелательную низкочастотную составляющую, Полное устранение паразитной амплитудной моду Оляции осуществляется ограничителем 17.С выхода ограничителя 17 сигналразностной частоты поступает на входсмесителя 3, на другой вход которогоподается гармонический сигнал гетеродина 8. Усилитель 2 выделяет сигналвторой промежуточной частотыГра = 2 Г+ ъ+ 3(с),Сигнал с выхода усилителя 2 подается на вход частотного детектора 5 20переходная частота которого равнаудвоенной номинальной частоте гетеродина 8 и составляет 2 Гг .При отрицательном знаке скоростичастотной модуляции (- ) величина 25второй промежуточной частоты ГО относительно частоты 2 Ц-О уменьшается,а при положительном знаке скоростичастотной модуляции (+) - увеличивается. При этом среднее за время ЗОлительности импульса значение смещения частоты сигнала на выходе усилителя 2 относительно 2 Го однозначноопределяет величину скорости частотной модуляции сигнала генератора 23. Инерционная система АПЧ гетеродина 8, состоящая из смесителя 3, усилителя 2, частотного детектора 5, интегратора 9, пикового детектора 15,40 Фильтра 13, усилителя 12 и управителя 19, а также частотный детектор 20 и измеритель 21 позволяют автоматизировать измерение величины и определение знака скорости частотной модуляции, а также одновременно расши 45 рить диапазон измерения отклонений частоты от линейного закона частотной модуляции. Постоянная времени Фильтра 13 выбирается значительно больше времени корреляции отклонений О от линейного закона частотной модуляции. Поэтому величина и знак усредненного смещения частоты сигнала на входе частотного детектора 5 относительно частоты 2 О характеризующие величину и знак, отслеживаются гете- родином 8 и измеряются частотным детектором 20 с измерителем 21, Переход 1 6ная частота детектора 20 выбирается равной 2 Го, а и эмери тель 21 имеет нулевое значение на середине шкалы. Это обеспечивает непосредственное измерение скорости частотной модуляции с учетом ее знака. Внутриимпульсные же отклонения частоты от линейного закона (с) измеряются по индикатору, подключенному через переключатель 22 и усилитель 11 к выходу интегратора 9.Включение пикового детектора 15 обеспечивает устойчивость независимо от периода следования исследуемых радиоимпульсов и повышает точность измерения скорости частотной модуляцииза счет уменьшения ошибок системы в паузах между импульсами. При измерении нестабильностей час" тоты немодулированных сигналов переключатель 22 находится в другом положении. Выходной сигнал генератора 23 поступает на смеситель 4 и линию 10 задержки и после перемножения незадержанного и задержанного смещенного на частоту Г; сигналов в смесителе 4, как и в ранее рассмотренном случае, на его выходе образуется составляющая разностной частоты Гп= Г л ьГ(й), где АГ(т) - функция, описывающая в данном случае отклонения (Флуктуации) частоты от ее среднего постоянного значения. Эта составляющая выделяется усилителем 1, усиливается и через ограничитель 17 поступает на вход смесителя 3. На другой вход смесителя 3 подается сигнал гетеродина 8 с частотой колебаний Г; . Так как частоты сигналов на обоих входах смесителя 3 одинаковы, то он работает в режиме фазового детектора, и его выходное напряжение пропорционально флуктуациям цастоты исследуемого сигнала. Это напряжение выделяется фильтром 14 и через переключатель 22 и усилитель 11 подается на индикатор 18. Использование фазового детектирования позволяет повысить тоцность измерения флуктуаций частоты. Устройство для измерения скорости изменения и нестабильности частоты частотно-модулированного сигнала генератора, содержащее первый усилитель промежуточной частоты, первый смеси90193 тель, один. вход которого подключен квыходу гетеродина, а выход через последовательно включенные второй усилитель промежуточной частоты и частотный детектор подключен ко входуинтегратора, второй смеситель, одинвход которого соединен с выходом проверяемого генератора, а второй входвторого смесителя соединен с выходомлампы бегущей волны, один вход кото Орой через линию задержки соединен свыходом проверяемого генератора, авторой вход соединен с ее третьимвходом через Фаэовращатель, индикатор, вход которого подключен к выходупервого усилителя, причем вход управления гетеродина через последовательно включенные управитель частоты ивторой усилитель подключен к выходуфильтра нижних частот, о т л и ч а - щю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в неговведены режекторный фильтр, ограничитель, второй Фильтр нижних частот,переключатель, пиковый детектор, 2 ьвторой частотный детектор и измери 8тель, вход которого через второй частотный детектор соединен с выходомгетеродина и вторым входом лампы бегущей волны, причем выход первогосмесителя через второй Фильтр нижних частот и первый контакт переклю-,Чателя соединен с входом первого изупомянутых усилителей, а выход интегратора через второй контакт переключателя соединен со входом пикового детектора, выход которого подключен ко входу Фильтра нижних частот,при этом режекторный Фильтр включенмежду выходом второго смесителя ивходом первого усилителя промежуточной частоты, а ограничитель включенмежду выходом первого усилителя промежуточной частоты и вторым входомпервого смесителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Н 706795, кл. 6 01 В 27/06, 27.07.78. 2. Авторское свидетельство СССР 8 ф 665278, кл. 6 01 В 27/06, 06.12.76.Составитель А. Артюхапп Техред Ж,Кастелевич Корректор Г. Решетник 371/ наб д. 4/5 ул Проектна 5 Я Тираж ВНИИПИ Госу по делам 11303 Москва юви ю 4 ве иа илиал ППП "Пат