Калибратор девиации частоты

(54) КАЛИБРАТОР ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение относится к областирадиоизмерительной техники. Цельизобретения - повышение точности,быстродействия и долговременной стабильности воспроизведения калибро-ванных значений девиации частоты.устройство содержит последовательносоединенные генератор 1 частотноймодуляции (ЧИ) сигнала, электронныйкоммутатор 2, делитель 3 частоты спеременным коэффициентом деления,фазовый детектор 4, фильтр 5 нижних частот, формирователь б кодовых последовательностей импульсов, делитель7 частоты, опорный гетеродин 8, многосекционный масштабный преобразователь 9 девиации, частоты, Каждаясекция масштабного преобразователя9 девиации частоты состоит из последовательно соединенных делителя 10частоты, смесителя 11 частоты и полосового Фильтра 12. Введение делителя частоты с переменным коэффициентом деления, фазового детектора,фильтра нижних частот, формирователя кодовых последовательностей импульсов и второго делителя частотыпозволяет обеспечить повышение точности и долговременной стабильностивоспроизведения калиброванных значений девиации в предлагаемом устройстве. Отсутствие же в предлагаемомустройстве подстроек и калибровокобеспечивает ему высокое быстродействие, 2 ил,Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть испольэовано для поверки и аттестации измерителей девиации частоты, комби -5 нированных измерителей модуляции (в режиме измерения частотной модуляции) и измерительных генераторов повьштен- НЫХ КдаССОВ тОЧНОСтн ПО гаРаМЕтРЯМ частотной модуляции (ЧМ)., 10Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и долговремен ной стабильности воспроизведения калиброванных значений девиации частоты.15На Фиг, 1 изображена блок-схема калибратора девиации частоты," на Фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит последовательно соединенные генератор ЧМ-сигналаэлектронный коммутатортель 3 чЯстоты с переменным коэффи циентом деления (Д 1 КД), Фазовый детс кор А, Фиг ь 0 5ижБ 1 а. чо,.от-г Формирователь 6 КОдовьгх последовательностейй импульсов (ФКПИ), делитель 7 частоты, опорный гетеродин 8 и многосекционный масштабный преобразователь 9 девиации частоты. Каждая секция масштабного преобразователя 9 девиапии частоты состоит из последовательно соединенных делителя 10 чатоты, смесителя 11 частоты и по лосового Фильтра 12, выход которого является выходом соответствующей секИи. Осномьщ входом масштабного преобразователя является вход делителя 10 частоты, а дополнительными входами секций - вторые входы смеси 40 телей 1 1 частоты,Устройство работает следующим образом.В исходном (статическом) состоянии от ФКПИ 6 на ДПКД 3 поступает45 код, соответствуюпдй установке коэфФициента деления 1,. Сигнал частоты Е/11, (где Гб - несущал частота ЧМ- генератора 1) поступает на первый вход Фазового детектора Ь., на второй вход которого от опорного гетеродина50 8 через делитель 7 часто.,ь. поступает Опорньф сигнал с частотои т/11 гдечастотя опОвноо гетеоо Дина 8, М коэфшипиент деления Де лителя 7 частоты Если рЯзность двух частот поступающих на Фазовый детектор 4 меньше чем пОлоса захвата коль.а. ФЯ 1 Ч обвазоганногг ЧМ-грнеоатором 1 ПКД 3, Фазовым детектором4 и фильтром 5 нижних частот, то навыходе Фазового детектора 4 вырабатывается постоянное управляющее натряжение, пропорциональное разностидвух частот. Это напряжение черезФильтр 5 нижних частот подается намодулирующий вход ЧМ-генератора 1и подстраивает его по частоте, Несущая частота на выходе ЧМ-генератораустанавливается точно равной Г,11= в в ,Г . Б этом исходном состояниист ,на выходе ЧМ-генератора 1 Формируется гармонический сигнал с несущейчастотой Г, без ЧМ.Пусть кодовая последовательностьимпульсов, подаваемых на. ДПКЛ 3 отФКПИ 5, изменяется (Фиг. 2 а) в моменты времениМ 1таким образом, что коэффициент деления ДПКД меняется каждый раз на единицу в соответствии с временной диаграммой Фиг 2 а, т.е. по закону синусоиды. Синхронизация работы ФК 1 П 1 6зо времени осуществляется опорнымсигналом с выхода делителя 7 частоты, При каждом изменении коэффициента деления ДПКД на выходе фазовогодетектора 4 Формируется ступенькауправляющего напряжения (Фиг, 2 б),пропорциональная величина скачка почастоте. Это напряжение, проинтегрированное Фильтром 5 нижних частот(Фиг, 2 в), поступает на модулируюший вход ЧМ-генератора 1 и пеоестраивает его по частоте на величину шагаперестройки, равного частоте опорного сигналя Г /. Если время установки частоты в кольце ФАПЧменьше наименьшего периода дискрети -зации (наименьший период дискретизации на Фиг. 2 а соответствует интервалу- ), т,е.- (,то частота ЧМ-генератора 1 успеваетотслеживать все изменения коэффициента деления ДПКД 3, Поэтому частотаЧМ-генератора 1 изменяется по законуизменения кодовых последовательностей импульсов, задаваемых ФКПИ оБремя установления частотыможетбыть выбрано надлежащим выбором параметров Фильтра 5 нижних частот и/ечастоты опорного сигналат /1Иэ изменении коэффициента деленияпо синусоицальному закону (Фиг.2 а)по тому же закону изменяется и частота на выходе ЧМ-генератора 1 (фиг,2 г)143779 Таким образом на выходе ЧМ-генератора 1 Формируется ЧМ-сигнал с синусоидапьной модулирующей функцией, Из фиг. 2 видно, что девиация частоты вверх (ЬГ+) и вниз (ЬГ ) в общем случае пропорциональна изменению вели- чины коэффициента деления вверх (ЬМ+ =Ио- И,) и вниз (аИИ - И ,), а также частоте опорного сигнала (1 /М,), подаваемого на второй вход фазового детекторат.е.ГЕГ ГЕГ 15 М, 3 4Сигнал с калиброванным значением девиации частоты с ЧМ-генератора 1 поступает также на вход масштабного преобразователя 9 девиации частоты, где на выходе делителя 10 частоты первой секции 9.1 несущая частота ЧМ-сигнала,Г и калиброванное значение девиации частоты ЬЙ, установленное с помощью ФКПИ 6 на выходе ЧМ- генератора, уменьшаются пропорционально коэффициенту деления делителя частоты 10, т,е.ооИ(2)оЬИооВ частном случае, когда модуляция симметричная (И = Ь И = 6 Б)ЬГ = йГ= ЬГ =, Г,. (3) ЬВ о Таким образом, девиация частоты на выходе ЧМ-генератора 1 при фиксированных значениях частоты опорного гетеродина 8 (2) и коэффициента деления (М 1) второго делителя 7 частоты определяется только диапазоном изменения коэффициентом деления (ЬВ) ДПКД 3. Изменяя кодовую последовательность импульсов формирователя 6, а следовательно и ЬИ в ДПКД 3, можно менять величину калиброванного значения девиации частоты на выходе (М-генератора 1. В большинстве случаевИ нежелательно изменять в широких пределах,так как сильно изменяется форма модулирующего сигнала. Для расширения пределов воспроизводимых калиброванных значений девиации частоты используется многосекционный масштабный преобразователь 9 девиации час". тоты, В первом, сравнительно узком, поддиапазоне ЧМ-сигнал с калиброванными значениями девиации частота формируется непосредственно на выходе ЧМ-генератора 1 и через электронный коммутатор 2 поступает на выход калибратораЬГ,И Далее сигнал с делителя 10 часто-ты с несущей частотойЬГ, и девиациеи ЕГ, поступает на первый вход смеч ч/сителя 11, на второй вход которогоподается немодулированный сигнал с25 опорного гетеродина 8. Если Го- (Г, -- ), то ЧМ-сигнал суммарнойчастоты на выходе смесителя 11, выделяемый полосовым фильтром 12,оЗО имеет частоту Г = й + Г = 1 - о +9 1 ГКто+ Го -- = Г, и девиацию частотыВкТаким образом, на выходе перЗь вой секции 9.1 Формируется ЧМ-сигналс калиброванными значениями девиациичастоты во втором поддиапазоне. Еслипервый поддиапазон калиброванныхзначений девиации частоты непосредст 40венно на выходе ЧМ-генератора 1 составляет, например, 100-1000 кГц, акоэффициент деления делителя 10 частоты И = 10, то на выходе секции 9, 1Формируется второй поддиапазон калиб 45 рованных значений девиации частотыс пределами 10-100 кГц. ЧИ,сигнал свыхода секции 9.1 поступает на входследующей секции 9,2, а также черезэлектронный коммутатор 2 на выход5 О устройства,Последующие секции 9.29.п,включенные последовательно с первойсекцией, работают аналогично. В общем случае калиброванное значение5 Б девиации частоты на выходе и секцион"ного масштабного преобразователядевиации частоты с коэффициентамиделения делителя частоты соответст 5 14ненно М И, , Ыравно аЕк 6 Ект.е, умень 1 Е 1 ффффф Н Ешается пропорционально общему коэфФициенту деления (И ) всех секций,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает воспроизведениекалиброванных значений девиации частоты в широких пределах, например1-10 Гц,иКак следует из Формулы (1) точность и долговременная стабильностьвоспроизведения калиброванных значений девиации частоты при Фиксированных значениях Ы и Ы определяетсятолько точностью установки и долговременной стабильностью частотыопорного гетеродина 8. При выполнеопорного гетеродина по схеме термостатированного кварцевого генератораили по принципу, синтезатора частоты(для случая использования неодинаковых делителей частоты н многосекционном масштабном преобразователедевиации частоты) может быть обеспечена относительная погрешность установки частоты и долговременная стабильность не хуже (10-10 . )Г загод и 10 Г,. за сутки. Это обеспечивает повьппение точности и долговременной стабильности воспроизведения калиброванных значений девиации в предлагаемом устройстве.Отсутствие в предлагаемом устройстве подстроек и калибровок обеспечивает высокое быстродействие,Формула изобретенияКалибратор девиации частоты, содержащий последовательно соединенные377 93 5 10 15 20 25 30 35 генератор ЧМ-сигналон и электронныйкоммутатор, выход которого соединенс выходом калибратора, опорный гетеродин, многосекционный масштабныйпреобразователь девиации частоты,основной вход которого соединен с выходом генератора ЧМ-сигналон, дополнчтельные входы секций соединены свыходом опорного гетеродина, а выходысекций соединены с соответствующимивходами электронного коммутатора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью поньппения точности, быстродействия н долговременной стабильносети воспроизведения калиброванныхзначений девиации частоты, н неговведены делитель частоты с переменным коэффициентом деления, фазовыйдетектор, Фильтр нижних частот, форжронатель кодовых последовательностей импульсов и второй делитель частоты, причем первый вход Фазовогодетектора через делитель частоты спеременным коэффициентом делениясоединен с выходом генератора ЧИ-снгналон, второй вход через второй делитель частоты соединен с выходомопорного гетеродина, выход фазовогодетектора через Фильтр нижних частотподключен к модулирукщему входу ЧМгенератора, синхронизирукипий входформирователя кодовых последовательностей импульсов подключен к выходувторого делителя частоты, а его выходная шина соединена с управляющимвходом делителя частоты с переменнымкоэффициентом деления,овКорректор М. Васильев А,Двойньгк Составител Текред Л.О актор Л.Пчелинск Тираж 772 сударственнгм изобрете ва, Ж, Р Подписного ко.итета СССРий и открытийушскал наб., д. 6 Заказ ЖП по дел113035, Моск оизводст олиграфическое .предприятие, г, Ужгород ул, Проек