Устройство для измерения времени переключения частоты

СОЮЗ СООЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 5 7(1) С О 1 К 23/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Бюл, М 2й, И,Л.К апась,Цви8) и др, Основы теории Радио и связь, Л.тот(54) УСТРОС ПЕРЕ КЛРЧЕНИЯ (57) Иэобрет измерительно мерять время ВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕЕНИЧАСТОТЫ ие относится к радиотехнике и позволяет иэпереключенияектрнческой и оты рестроиесс пере ерато ой а акже наблюдать проц ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГ 1 О ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 11 апиросинтеза час1981.Пат ент Великобритании213776201 В 23/00, 1984,ключения частоты, Целью изобретенияявляется повышение точности измерениявремени переключения частоты. Устройство для измерения времени переключения частоты содержит генератор 1с электрической перестройкой частоты, гетеродин 2, блок 3 управления,смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, регистрируюптий блок 9и гетеродин 10. Введение частотногодискриминатора, переключаемого фильтра 8 нижних частот, модулятора 11,смесителя 12, индикаторного блока13, фильтра 14 нижних частот и блока15 выборки и запоминания позволяетповысить точность и достоверностьизмерений, а также визуально наблюдать сам переходной процесс изменениячастоты. 5 ил,Уюр.5 Изобретение относится к радиоизмерительной технике и позволяет измерять время переключения частоты, а также наблюдать процесс переключе 5 ния частоты,Целью изобретения является повышение точности измерения времени переключения частоты генератора с электрической перестройкой частоты.10На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для измерения времени переключения; на фиг, 2 графическая интерпретация метода формирования частотных меток; на фиг. 3 показаны типовые зависимости частоты от времени при дискретном переключении частоты генератора; на фиг4 - схема индикаторного блока и эпюры, поясняющие его рабЬту; на 20 фиг, 5 представлена графическая интерпретация метода определения времени переключения частоты с помощью фильтра нижних частот с переключаемой полосой пропускания ЬГ. 25Устройство для измерения времени переключения частоты содержит генератор 1 с электрической перестройкой частоты, гетеродин 2, блок 3 управления, смеситель 4, усилитель 5 проме- ЗО жуточной частоты, смеситель 6, частотный дискриминатор 7, переключаемый фильтр 8 нижних частот, регистрирующий блок 9, гетеродин 10, модулятор 11, смеситель 12, ындикаторный блок 13, фильтр 14 нижних частот и блок 15 выборки и запоминания. Выход блока 3 управления через последовательно включенные генератор 1, смеситель 4, усилитель 5, смеситель 6 4 О и переключаемый Фильтр 8 соединен с входом регистрирующего блока 9. Выход усилителя 5 подключен также к входу смесителя 12 и входу частотного дискриминатора 7, выход которого 45 объединен с первым входом регистрирующего блока 9 и сигнальным входом блока 15 выборки и запоминания. Выход гетеродина 10 подключен к второму входу смесителя 12, выход которого через последовательно включенные фильтр 14 и индикаторный блок 13 соединен с входом блока 15, Выход блока 15 соединен с входом гетеро- дина 2, а управлялций выход блока 3 управления - с управляющим входом индикаторного блока 13, Второй выход блока 3 подключен к входу синхронизации регистрирующего блока 9, а выход гетеродина 1 О через модулятор 1 соединен с вторым входом смесителя 6.Устройство для измерения временипереключения частоты работает следующим образом,Блок 3 управления поочеРедно подают на управляющий вход исследуемого генератора 1 управляющие сигналы -напряжения П, и Пили токи 1, и 1в зависимости от типа генератора 1с электрической перестройкой(фиг. За, 1). При этом происходитпереключение частоты генератора 1,поочередно принимающей установившиесязначения Г, и Г. Блок 3 управленияможет быть реализован на основе коммутатора и генератора импульсов, управляющего в том числе коммутатором,на два информационных входа которо -го поданы постоянные напряжения отисточника, После переключения частоты имеет место изменение частоы выходного сигнала Г , обусловленноепереходными процессами (фиг, Зб), покривой 1 или 11. Выходной сигналгенератора 1 подается на вход смесителя 4, на второй вход которогопоступает сигнал гетеродина 2 с частотойВыходной сигнал смесителя 4 поступает на вход усилителя 5 настроенногона центральную частоту Г . Сигнална выходе усилителя 5 появляется прийГ учвыло,ненни условия Г рч 6 Епч-ГГ + -2 где д Г - полосагет Ячф ЧПчропускания усилителя 5. С выхода частотного дискриминатора 7 напряжение,пропорциональное величинеГд в ,.е-Г подается на первый вход (двухтчлучевой осциллограф) регистрирующегоблока 9, запуск которого осуществляется синхросигналом с второго выходаблока 3. Одновременно выходной сигналусилителя 5 подается на первые входысмесителя 6 и смесителя 2. На второйвход смесителя 6 с выхода гетеродина10 через модулятор 11 поступает опорный сигнал с частотой Г=Гч.Сигнал гетеродина 10 также поступает на второй вход смесителя 12.Дляиндикации попадания установившегосязначения сигнала Г, перенесенногона промежуточную частоту, в центр полосы пропускания усилителя 5 и частоты настройки частотного дискрнинатора 7 служат следующие блоки: фильтр1 О 5 156714, индикаторный блок 13 н блок 15.Блок 5 выборки и запоминания служитдля подстройки частоты гетеродина 2.,Работают они следующим образом. Сигнал с выхода смесителя 12 поступаетчерез фильтр 14 на вход индикаторного блока 13. Полоса пропускания фильтра 14 выбирается более узкой, чемполоса пропускания усилителя 5.Индикаторньк блок (фиг. 4 а) содержит фаэоинвертор 13,1, схему 3,2задержки фронта импульса, схему 3.3совпадения, детектор 13,4 и индикатор 13.5,15На управляющий вход индикаторногоблока 13 поступает импульсный сигнал(фиг46, 1) из блока 3 управления,Схема 13,2 задержки Фронта импульсазадерживает передний Фронт импульса 20на время с (Фиг, 46, 11), превышающеевремя переключения п ( С. Сигнал сзадержанным фронтом поступает на одиниз входов схемы 13.3 совпадения, надругой вход которой через детектор 25Г 3,4 поступает сигнал (фиг. 46, 111)из фильтра 14. Сигнал (Фиг. 46, 17)с выхода схемы 13.3 совпадения(строб-импульс) поступает, например,на индикатор (светодиод) 13,5. Для 30проведения измерения при переключении частоты генератораот Г кпри Г ) Г необходимо импульсный сигнал, поступающий из блока 3 управления, инвертировать в фазоинверторе13,1,35В устройстве предусмотрена система автоматической подстройки частоты(АПЧ) гетеродина 2. Сигнал с выходачастотного дискриминатора 7 поступает на сигнальный вход блока 15выборки и запоминания, на вход которого подается строб-импульс с выходаиндикаторного блока 13, При воздействии строб-импульса в блоке 15 осуществляется выборка напряжения с выходачастотного дискриминатора 7 и его запоминание на время до поступленияследующего строб-импульса, Сигналошибки и рассогласования с блока 15 50выборки и запоминания поступает науправляющий вход гетеродина 2. Частота последнего подстраивается начастотуГ, где 2- установившееся значение частоты генератора 1 55после переключения (Фиг. 3). Принеобходимости система АПЧ может отключаться, в этом случае подстройкачастоты гетеродина 2 осуществляется вручную по показаниям индикатора13.5,Блок 15 содержит переключательполярности входного сигнала,.поступающего из частотного дискриминатора7, что связано с необходимостью изменения знака управляющего напряженияв зависимости от того, как выбраначастота гетеродина - выше или нижечастоты исследуемого сигнала,Выход смесителя 6 через переключаемьп фильтр 8 с полосой пропусканияАР подключен к второму входу регистрирующего блока 9, При этом на экране осциллографа регистрирующего блока 9 по первому луЧу могут наблюдаться метки в виде всплесков, отмечающих моменты времени, в которые значения частоты исследуемого сигнала различаются на величину частоты Г модуляции модулятора 11 (фиг, 2).Количественная оценка (измерение)временных характеристик может осуществляться одним нз трех методов1, По кривой с выхода частотногодетектора 7, который калибруется спомощью частотных меток,2. С помощью частотных меток, создаваемых путем подачи на второй входвторого смесителя 6 сетки зквидистантных частот, формируемых путем импульсной модуляции сигнала Г, короткими импульсами с частотой следованияГ Г , определяющейся модулирующим сигналом внешнего генератора.Импульсы формируются модулятором11, на управляющий вход которого поступает модулирукций сигнал с частотой следования Г . При совпадениимчастоты сигнала на выходе усилителя 5с одной из частот сетки на выходефильтра 8 нижних частот наблюдаетсявсплеск амплитуды выходного сигнала,который и является частотной меткой,Такж образом, определив на экранерегистрирующего блока 9 по второмулучу число меток в интервале временир,(фиг. 2) и зная частотныйинтервал между метками ДЕ=Г можноопределить время переключения частоты.3. Третий метод позволяет определить время переключения, начиная скоторого изменение частоты не превышает АР, где ЬР - полоса пропусканияпереключаемого фильтра 8 (Фиг. 5).В этом режиме на второй вход регистрирующего блока 9 подается сгналс выхода переключаемого фильтра 8 с полосой пропусканияДР. Отклик на экране блока 9 наблюдается при выполнении условия5Е -Г -Г ( (3 Г.При этом импульсная модуляция сигнала гетеродинаОмодулятором 1 не осуществляется1 ОПри необходимости повьаения точности отсчета, а также автоматизации процесса измерения в состав регистрирующего блока 9 целесообразно ввести, например, цифровой счетчик временного интервала йУстройство для измерения времени переключения частоты обеспечивает не только измерение интервала времени от момента переключения управляющего сигнала до момента, когда частота генератора 1 с электрической перестройкой частоты достигает значения, отличающегося от требуемого значения на заданную величину, но и позволяет 25 наблюдать и измерять временную зависимость отклонения частоты от установившегося значения. Кроме того, визуальное наблюдение этой зависимости позволяет оператору исключить ЗО ложность показаний и тем самым обеспечивает достоверность определения времени переключения частоты. Формула изобретенияУстройство для измерения времени переключения частоты, содержащее по 6. следовательно соединенные первый гетеродин, первый смеситель, усилительпромежуточной частоты и второй смеситель, последовательно соединенныеблок управления и генератор с электрической перестройкой, выход которого подключен к второму входу первого смесителя, а также второй гетеродин и регистрирующий блок, вход синхронизации которого соединен с вторымвыходом блока управления, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, в него введеныпоследовательно включенные третийсмеситель, фильтр нижних частот,индикаторный блок и блок выборки изапоминания, выход которого подключенк входу первого гетеродина, а такжемодулятор, переключаемый фильтр нижних частот и частотный дискриминатор,выход которого объединен с сигнальнымвходом блока выборки и запоминанияи первым входом регистрирующего блока, причем выход второго гетеродинасоединен через модулятор с вторымвходом второго смесителя, выход которого через переключаемый фильтр нижних частот соединен с вторым входомрегистрирующего блока, выход усилителя промежуточной частоты объединенс первым входом третьего смесителя ивходом частотного дискриминатора,управляющий вход блока управленияподключен к управляющему входу индикаторного блока, а вход модуляторасоединен с вторым входом третьегосмесителя,1567991 Составитель Н,Федороведактор А.Маковская Техред Л.Олийнык Корректор С,Ше Уагород, ул. Гагарина, 101 ельский комбинат "Патент" оизводстяенно 3ВНИИПИ 1 Тирах 555 Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, %-35, Раущская наб., д. 4/5