Измеритель модуляционных характеристик

(19) б 1)4 С 01 К 2 Т СССРТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОР СИОМ трот Соб о СССР 1981. техник 306.(71) Всесоюзный заочный энический институт связи(57) Изобретение может бытьзовано в радиоизмерительнойдля настройки, исследования роля модуляционных характеристик перестраиваемых по частоте генераторов. Цель изобретения - повышениебыстродействия при снятии модуляционных характеристик - достигается тем,что коды, соответствующие автоматически измеряемым выходным частотамперестраиваемого генератора для множества дискретных значений управляющего напряжения, записываются в память устройства, а затем после цифроаналогового преобразования в виденепрерывной модуляционной характерис.тики, ее крутизны или ее отклоненияот линейного закона выводятся на экран осциллографа. Измеритель модуляционных характеристик содержит исследуемый генератор 1, синтезатор 2262403 частот, смсситсль 3, индикатор блок 5 ВВода данных, накопители 6 и 7, цифроаналоговые преобразователи (ЦИ 1) 10- 12, умножающий ИЛП 13, блок 14 опорных частот, блок 15 управлеИзобретение относится к радиотехнцке и может быть испольэовано в радиоиэмерительной технике для настройки, исследования и контроля модуляционных характеристик перестра. иваемых по частоте генераторов.Цель изобретения - повышение быст. родействия при снятии модуляционных характеристик.На фиг. 1 представлена Функцио О нальная схема измерителя модуляционных характеристик; на фиг, 2 - модуляционная и раэностная (отклонение ,от линейного закона) характеристики для нелинеаризованного и линеаризо ванного исследуемого генератора.Измеритель модуляционных характеристик содержит исследуемый генератор 1, синтезатор 2 частот, смеситель 3, индикатор 4, блок 5 вво да данных, первый 6 и второй 7 накопители, цифровой 8 и аналоговый 9 сумматоры, первый О, второй 11 и третий 12 цифроаналоговые преобразователи, умножающий цифроаналоговый 25 преобразователь 13, блок 14 опорных частот, блок 15 управления, фильтр 16, блок 17 сравнения частот, блок 18 памяти, регистр 19,.первый 20 и второй 21 коммутаторы, арифметико- ЗО логический блок 22 и Формирователь 23 масштабных линий.Выход исследуемого генератора 1 соединен с первым входом смесителя 3, первый выход синтезатора 2 частот - с вторым входом смесителя 3, первый выход блока 5 ввода данных соединен с первым входом цифрового сумматора 8, второй выход блока 5 ввода данных соединен с кодо вым входом блока 14 опорных частот и с кодовым входом первого накопителя 6, выход которого соединен с вторым входом цифрового сумматора 8, выход которого соединен с входом син ния, фильтр 16, блок 17 сравнения частот, блок 18 памяти, регистр 19, коммутаторы 20 и 21, арифметико-логический блок 22 и формирователь 23 масштабных линий. 2 ил. тезатора 2 частот, второй выход которогосоединен с эталонным входом блока 5 опорных частот, первый выход которого соединен с первым входом блока 17 сравнения частот, выход смесителя 3 соединен с входом фильтра 16, выход которого соединен с вторым входом блока 17 сравнения частот. выход которого соединен с первым вхо. дом блока 15 управления, второй вход которого и вход обнуления первого на. копителя 6 соединены с третьим выходом блока 5 ввода данных. Первый выход блока 15 управления соединен с третьим входом блока 17 сравнения частот, четвертый выход блока 5 ввода данных - с входом первого цифроаналогового преобразователя 10, выход которого соединен с первым входом аналогового сумматора 9, пятый выход блока 5 ввода данных соединен с входом второго цифроаналогового преобразователя 11, выход которого соединен с входом опорного напряжения умножающего цифроаналогового преобразователя 13, выход которого соединен с входом горизонтальной развертки индикатора 4 и с вторым входом аналогового сумматора 8, выход которого соединен с входом иссле. дуемого генератора 1. Второй выход блока 15 управления соединен с инфор. мационным входом блока 18 памяти, третий выход - с управляющим входом блока 18 памяти, четвертый выход - с кодовым входом умножающего цифро- . аналогового преобразователя 13 и адресным входом блока 18 памяти, выход которого соединен с первым вхоДом арифметико-логического блока 22 и с кодовым входом регистра 19, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора 20. Шестой выход блока 5 ввода данных соединен с кодовым входом второго накопи 1262403теля 7, выход которого соединен свторым входом первого коммутатора 20,выход которого соединен с вторым входом арифметико-логического блока 22,выход которого соединен с первым 5входом второго коммутатора 21. Седьмой выход блока 5 ввода данных соединен с кодовым входс 1 формирователя 23 масштабных линий, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора 21, выход которогосоединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя 12, выход которого соединен с входом вертикальной развертки индикатора 4. 15Второй выход блока 14 опорных частотсоединен с третьим входом блока 15управления, а третий выход - с тактовыми входами регистра 19 и второго накопителя 7, а также с четвертым 20входом блока 13 управления, пятый выход которого соединен с тактовымвходом первого накопителя 6, а шестойвыход - с входом установки нулявторого накопителя 7, с тактовым 25входом формирователя 23 масштабныхлиний и с управляющим входом второгокоммутатора 21, Восьмой выход блока 5 ввода данных соединен с управляющим входом первого коммутатора 20 30девятый выходблока 5 ввода данных -с первым управляющим входом арифметика-логического блока 22, а десятый выход блока 5 ввода данных - свторым управляющим входом арифметико-логического блока 22 и с входомуправления формирователя 23 масштабных линий. Измеритель модуляционных характеристик работает в двух режимах: ре- ,40 жиме измерения и режиме отображения.В режиме измерения модуляционной характеристики исследуемого генератора 1 (зависимости его выходной час-. тоты от управляющего напряжения) на 45 его вход подается ступенчато меняющееся напряжение. При каждом дискретном значении этого напряжения Б, где д=О,М, измеряется частота колебаний на выходе исследуемого 50 генератора 1 и код К, соответствующий измеренной частоте, записыьается в блок 18 памяти по адресу, задаваемому кодом К, который определяет текущее значение управЛяющего 55 напряжения Б , В процессе измерения1код К, меняющ:йся через единицу от нуля до М, поступает на вход умножа. ющего цифроаналогового преобразователя 13, в результате чего на его выходе формируется ступенчато меняющееся напряжение, так что нулевому коду соответствует нуль на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя 13, а максимальному, равному М, - его опорное напряжение, знак и величина которого определяются кодом К, поступающим на вход второго цифроаналогового преобразователя 11 с блока 5 ввода данных.Это ступенчато меняющееся напряжение после суммирования с выходным напряжением первого цифроаналогового преобразователя 10 является управляющим напряжением для исследуемого генератора 1. Выходное напряжение первого цифроаналогового преобразователя 10 определяется кодом К, поступающим на его вход с блока 5 ввода данных. Коды Кд и К д перед началом измерения модупяционной характеристики исследуемого генератора 1 записываются в соответствующие регистры блока 5 ввода данных и остаются неизменными в нроцессе измерения этой характеристики, обеспечивая тем самым диапазон изменения управляющего напряжения Ч 1 ь Ч Изменяя коды Ки К, можно измерять модуляционную характеристику не только в предельно допустимом для данного типа исследуемого генератора 1 диапазоне изменения его управля. ющих напряжений, но и измерять отдельные участки его модуляционной характеристики.Частота колебаний на выходе исследуемого генератора 1 при каждом дискретном значении управляющего напряжения Б измеряется па методу сравнения частот. Для реализации этого метода в устройстве используется управляемый синтезатор 2 частот, на вход которого поступает код с выхода цифрового сумматора 8, являющийся суммой двух его входных кодов. Первый из этих кодов - код К поступает с первого выхода блока 5 ввода данных на первый вход комбинационного сумматора 8 и остается постоянным в процессе измерения модуляционной характеристики. Код, поступающий на второй вход комбинационного сумматора 8, формируется в первом накопителе 6 и может меняться от нуля до КИ с шагом Г, где5 1262403К- код, поступающий на вход первого накопителя б с второго входаолока 5 ввода данных и остающийсянеизменным при измерении конкретной модуляционной характеристики, аИ - максимальное число импульсов,вырабатываемых блоком 15 управленияза время измерения одной модуляционной характеристики и подаваемых натактовый вход первого накопителя 6, Опри котором еще не происходит егопереполнение.Частота синтезатора 2 при этомувеличивается от минимального значения Г, определяемого кодом К, 15с шагом 3 Г, задаваемым кодом К рдо Р +оГИ. Для того, чтобы частотасинтезатора 2 частот при увеличенииприближалась к частоте исследуемогогенераторапри каждом значении уп Оравляющего напряжения, в устройствевыполнены следующие условия; частотаГ меньше, чем частота исследуемогогенератора 1 при начальном значенииуправляющего напряжения У(0); частота 25Р, ф ц Р И больше, чем частота исследуемого генератора 1 при последнемзначении управляющего напряжения (М).После введения в блок 5 ввода данных кодов К К Ки К начи-ЗОнается процесс измерения модуляционной характеристики. В блоке 5 вводаданных формируется импульс, подаваемый на второй вход блока 15 управления и на вход обнуления первого како.пителя 6. При этом частота синтезатора 2 принимает значение Г, коды Кци К на соответствующих выходах блока 15 управления становятся равныминулю, а У(0)=7,40 Если частота исследуемого генератора 1 при начальном значении управляющего напряжения будет превьппать частоту Г более чем на 0,58 Г, то частота синтезатора 2 начнет ступен 45 чато возрастать с шагом Р под действием импульсов, приходящих на тактовый вход первого накопителя 6 с блока 15 управления. Код частоты К будет каждый раз увеличиваться на единицу, При -м изменении частоты синтезатора 2 (К=3) блок 17 сравнения частот определит, что частота синтезатора 2 й (1) Р+1 Ротличается от частоты Е П(0) исследуемо го генератора 1 не более чем на 0,5 8 Р, т.е. й(д)-ЮУ(0)30,56 Р. В этом случае на блок 15 управления с блока 17 сравнения частот поступиткоманда, по которой в блок 18 памятипоступит импульс разрешения записипо адресу Кц=-0 в него запишетсякод К 1=. После этого код Кц увеличится на. единицу, управляющее напряжение примет значение ц (1), а кодК и частота синтезатора 2 останутся прежними. Если после этого будетвыполнено условие Г -Г, Б(10,5 3 Р, то при неизменном напряженииИ (1) частота синтезатора 2 и код Кначнут снова увеличиваться. При(3+1)-м их изменении блок 17 сравне-,ния частот определит, чтоЕ (+1) --Г(1)1 0,55 Г, и в блок 18 памяти по. адресу Кц=1 запишется кодК=+1. Если же . (3)-ГП(1)/60,56 Р, то в блок 8 памяти по адресу К=1 запишется код К=. Такимобразом, процесс будет повторятьсядо тех пор, пока не заполнятся всеячейки блока 18 памяти (всего ихИ+ 1) с разрядностью каждой 1 оп Яили код частоты К не станет больше М.1 Когда управляющее напряжение принимает последнее дискретное значение 1(М) или частота синтезатора 2 достигает значения Рц +РН, устройство автоматически переключается в режим отображения измеренной модуляционной характеристики, При этом код управляюще"о напряжения Кц на адресной шине блока 18 памяти начинает цикличски изменяться от 0 до М с частотой Г. Этот код, поступая на вход умножаощего цифроаналогового преобразователя 13, формирует на его выходе ступенчато меняющееся напряжение, подаваемое на вход горизонтальной развертки индикатора 4. При нулевом значении кода К напряжение на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя 13 равно нулю, что соответствует начальному значению управляющего напряжения ц(0), а когда код Кп принимает значение М, на входе горизонтальной развертки индикатора 4 устанавливается напряжение, соответствующее конечному значению управляющего напряжения У(М). Тем самым однозначно устанавливается масштаб по горизонтальной оси.За время одного цикла считывания Т=(М+1)/Рна выходе блока 18 памяти, последовательно сменяя друг. друга с частотой Р , появляются всеФ1262403И+1 значений кода частоты К, кото- Таким образом, цифроаналоговому рые сформированы в блоке 15 управле- преобразованию подвергаются то коды, ния для каждого значения кода управ- появляющиеся на выходе арифметиколяющего напряжения К и записаны логического блока 22, то один иэ в блок 18 памяти во время измерения 5 кодов с выхода формирователя 23 модуляционной характеристики иссле- масштабных линий, которые меняются дуемого генератора 1. Коды частоты синхронно с частотой переключения К с выхода блока 18 памяти поступа/2 Т второго коммутатора 21. ПриЦют на первый вход арифметико-логичес. отображении на экране индикатора 4 кого блока 22 и на вход регистра 19. 1 О модуляционной характеристики или ее Тактовые импульсы из блока 14,опор- крутизны формируется 1. кодов масштаб. ных частот, следующие с частотой Г , ных линий, Наименьший код нулевой, приводят к изменению кода управляю- наибольший К Ь( -1), где К - код,Ь щего напряжения К на адресной шине задающий интервал между выходными блока 18 памяти, Поступают они 15 кодами формирователя 23 масштабных и на тактовый вход регистра 19, линий и поступающий на его кодовый в котором коды К задерживаются навход с седьмого выхода блока 5 ввода один такт, Если первый коммутатор 20 данных. Если на экран индикатора 4 соединяет выход регистра 19 с вторым выводится откпонение модуляционной входом арифметико-логического бло хаРактеРистики от линейного закона, ка 22 и последний работает в режиме то формирователь 23 масштабных ливычитания двух входных кодов, то на ний вырабатывает 1,-1 кодов, причем выходе арифметико-логического бло- старший иэ них Ко+КЬ(0,5 Е), а ка 22 формируется код К , являющий- младший - Ко-К Ь(0,51 Е), где К =1005 25о ся разностью кодов, расположенных в 0 - код средней масштабной линии. соседних ячейках блока 18 памяти и Арифметико-логический блок 22 при характеризующий крутизну Б=С 1 /д этом инвертирует старший разряд форизмеренной модуляционной характерис- мируемого им кода К выводя тем сакэ тики. Если же первый коммутатор 20 мым этот код в середину динамическооткрыт для выхода второго накопите- ЗО го диапазона третьего цифроаналоговоля 7, в котором формируется линей- го преобразователя. 12, где и распоная модуляционная характеристика, лагаются в этом случае масштабные то арифметико-логический блок 22, линии. Частотный интервал между этиработающий в режиме вычитания кодов, ми линиями равен КЬ ЬР. При отобраформирует код К, характеризующий 35 жении модуляционной характеристики отклонениеизмеренной модуляционнижняя высвечивается на экране индиной характеристики от линейного за- катора 4 горизонтальная линия сооткона. Арифметико-логический блок 22 ветствует устанавливаемой перед напри соответствующем управлении может чалом измерения начальной частоте без изме%ения пропускать с первого 40 Г синтезатора 2, а верхняя - Г + входа на выход код частоты К. Таким +(1,-)Кь.ьР. Если при отображении образом, управляя первым коммутато- на экране индикатора крутизны модуром 20 и арифметико-логическим бло- ляционной характеристики траектория, ком 22, на выходе последнего можно . высвечиваемая лучом индикатора 41 получать три различных вида кодов 45 располагается на нижней масштабной К, К и К , а на экране индикалинии, то на этом участке модуляцитора - соответственно модуляцион- онная характеристика горизонтальна. ную характеристику, ее крутизну и от. Зная, что интервал между линиями клонение от линейного закона. Напря- равен КЬ Р Р, можно точно определить жение, формируемое третьим цифро приращение по частоте модуляционной аналоговым преобразователем 12, по- характеристики при каждом дискретдается на вертикальную развертку ном изменении управляющего напряхеиндикатора 4. Формирователь 23 мас- ния. При выводе на экран индикатоштабных линий соединен с вторым вхо- ра 4 отклонения модуляционной харакдом коммутатора 21, который переклю теристнки от линейного закона пере- чается через время Т каждый раэ пос- сечение получаемой кривой со средней ле того, как код управляющего напря- масштабной линией, соответствующей жения Кц принимает нулевое значение. коду,1000 на выходе формировагеИзмеритель модуляционных характеристик, содержащий исследуемый О генератор, выход которого соединен с первым входом смесителя, и синтезатор часгот, первый выход которого соединен с вторым входом смесителя, а также индикатор, о т л и ч а ю - 15 щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия при снятии модуляционных характеристик, введены блок ввода данных, первый и второй накопители, аналоговый и цифровой сумма торы, первый, второй, третий цифроаналоговые преобразователи, умножающий цифроаналоговый преобразователь, блок опорных частот, блок управления, фильтр, блок сравнения частрт, 25 блок памяти, регистр, первый и второй коммутаторы, арифметико-логический блок иформирователь масштабных линий, причем первый выход блока ввода данных соединен с первым вхо- ЗО дом цифрового сумматора, второй выход блока ввода данных - с кодовым входом блока опорных частот и с кодовым входом первого накопителя, выход кОтОРОГО соединен с ВтОРым Вхо дом цифрового сумматора, выход кот 6- рого соединен с входом синтезатора частот, второй выход которого соединен с эталонным входом блока опорных частот первый выход которого 4 О соединен с первым входом блока сравнения частот, выход смесителя. соединен с входом фильтра, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения частот, выход которого соединен 5 с первым входом блока управления, вто рой вход которого и вход обнуления первого накопителя соединены с третьим выходом блока ввода данных, первый выход блока управления соединен с третьим входом блока сравнения час тот, четвертый выход блока ввода дан иых - с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом аналогового 55 сумматора, пятый выход блока ввода данных соединен с входом второго циф 1 ля 2.Г масштабных линий, свидетельствует о том, что измеренная модуляционная характеристика совпацает в этом месте с задаваемым линейньи законом изменения частоты. формула изобретения 2624031 Ороаналогового преобразователя, выходкоторого соединен с входом опорногонапряжения умножающего цифроаналогового преобразователя, выход которогосоединен с входом горизонтапьной,развертки индикатора и с вторым вхо.дом аналогового сумматора, выход которого соединен с входом исследуемого генератора, второй выход блока управления соединен с информационнымвходом блока памяти, третий выход -с управляющим входом блока памяти,четвертый выход - с кодовым входомумножающего цифроаналогового преоб-разователя и адресным входом блокапамяти, ВЫход которого соединен сперьым входом арифметико-логическогоблока и с кодовым входом регистра,выход которого соединен с первымвходом первого коммутатора, шестойвыход блока ввода данных - с кодовым входом второго накопителя, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора, выход которого соединен с вторым входом арифметико-логического блока, выход которого соединен с первым входом второгокоммутатора, седьмок выход блока вво.да данных соединен с кодовым входомформирователя масштабных линий, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя, выходкоторого соединен с входом вертикальной развертки индикатора, второйвыход блока опорных частот соединенс третьим входом блока уПравления, атретий выход - с тактовыми входамирегистра и второго накопителя, атакже с четвертым входом блока управления, пятый выход которого соединен с тактовым входом первого накопителя, а шестой выход - с входомустановки нуля второго накопителя, стактовым входом формирователя масштабных линий и с управляющим входомвторого коммутатора, восьмой выходблока ввода данных соединен с управляющим входом первого коммутатора,девятый выход блока ввода данных -с первым управляющим входом арифметико-логического блока, а десятыйвыход блока ввода данных - с вторымуправляющим входом арифметико-логического блока и с входом управленияФормирователя масштабных линий.Заказ 5 5 Производствен полигра чес 2/42 ИИПИ Гос по дела 3035, ИосквТираж 728 Подписиарственного комитета СССРизобретений и открытийЖ, Раувская наб., д. 4 риятие, г. Ужгород, ул. Проектная,