Калибратор девиации частоты частотно-модулированных сигналов

)Схема синхронногонала частотной моР 1, с. 140.тельство СССР1 К 23/02, 1985,(54) КАПИБРАТОР ДЕВИА 15 И ЧАСТОТЫ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к радиоизмерительнои технике и может быть использовано в проверочных измерительных средствах - эталонах и образцовых средствах измерения, Целью изобретения является расширение диапазона модулирующих частот и индек са модуляции. Калибратор девиации ЧМ сигналов содержит генерато о дулирунщих сигналов, аттенюат р 1 м ор 2,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Миронов А,В.детектирования сидуляции ПТЗ, 1982Авторское свид1.": 1255952, кл, С 2формирователь 3 интервалов времени,компаратор 4 нулевого уровня, устройство 5 выделения экстремального значения сигнала, генератор 6 ЧМ сигналов, формирователь 7 импульсов, блок8 измерения частоты, генератор 9 образцовой частоты, элемент И 10, триггер 11 управления, триггеры 12-14синхронизации, триггер 15 запуска,инвертор 6. ;риггеры 18 и 19 блокировки, временные селекторы 19-22,фармирсва."ель 3 одиночных импульсов,счетчики 24-27 импульсов, регистр 28согряжения. Б калибраторе производится измерение частоты модулирующегосигнала, измерение средней частотыЧМ сигнала, формирование двух интервалов времени, точно равных целомучислу периодов колебаний ЧМ сигнала,измерение длительности этих интервалов и подсчет числа периодов ЧМ сигнала, укладывающихся на сформированных интервалах времени. 2 ил,3 1511703Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в поверочных измерительных средствах, эталонах и образцовыхсредствах измерения,Цель изобретения - расширение диапазона модулирующих частот и индекса модуляции.На фиг. 1 представлена блок"схема,калибратора девиации частоты частот,но-модулированных сигналов; нафиг, 2 - блок-схема блока измерениячастоты,Калибратор девиации частоты частотно-модулированных сигналов содержит генератор 1 модулирующих сигналов, аттенюатор 2, формирователь 3интервалов времени, компаратор 4 нулевого уровня, блок 5 выделения экстремального значения сигнала (экстрематор), генератор 6 ЧМ сигналов, формирователь 7 импульсов, блок 8 измерения частоты, генератор 9 образцовойчастоты, элемент 10 И, триггер 11 управления, триггеры 12, 13, 14 синхроНизации, триггер 15 запуска, инвергор 16, триггеры 17, 18 блокировки,временные селекторы 19-22, формирователь 23 одиночных импульсов, счетчики ЗО24-27 импульсов, регистр 28 сопряжения.Генератор 1 через последовательносоединенные аттенюатор 2, генератор6, Формирователь 7 и инвертор 16соединен с вторым входом селектора19 и третьим входом селектора 22.Вход инвертора 16 соединен со входами синхронизации триггеров 17 и 18,информационные входы которых соеди- щиены соответственно с выходами триггеров 13 и 14. Информационные входыи входы установки в ноль триггеров13 и 14 подключены к выходу триггера15, к первому, второму, третьему, 45второму входам селекторов 19-22 соответственно.Вход синхронизации триггера 14соединен с первым выходом компаратара 4, второй выход которого соединенсо входом синхронизации триггера 13,а вход подключен к выходу генераторапервому входу формирователя 3 ивходу экстрематора 5, выход которогосоединен со входом синхронизации 55триггера 12, информационный вход ивход установки в ноль которого соединен с инвертирующим выходом триггера 11, вход синхронизации которого 4соединен с выходом элемента И и спервыми входами счетчиков 24-27,вторые входы которых соединены соответственно с выходами селекторов 1922, а выходы соединены с первой,второй, третьей и четвертой группами информационных входов регистра 28,информационные выходы которого соединены с шиной "Данные", а выход управления соединен с шиной "Запрос обслуживания 1". Вход регистра 28 соединен с выходом формирователя 23,вход которого подключен к входу установки в единицу триггера 11, кпервым входам селекторов 21 и 22 фиинвертирующему выходу триггера 8,Второй вход селектора 21 соединен спервым входом селектора 20 и выходамгенератора 9, третьи входы селектора19 и 20 соединены с инвертирующимвыходом триггера 17,Информационный вход триггера 15подключен к выходу триггера 12, входсинхронизации триггера 15 соединен свыходом формирователя 7 и с третьимвходом блока 8 измерения частоты.Второй вход 8 измерения частоты подключен к выходу формирователя 3, второй вход которого соединен с первымвходом элемента 10 И и первым входом блока 8 измерения частоты, шестой вход которого соединен с выходомгенератора 9.Четвертый и пятый входы блока 8измерения частоты соединены с шинами"Считывание 1" и "Считывание 2" соответственно. Вход формирователя 7 соединен с шиной частотно-модулированного сигнала, вход. генератора 1,второй вход аттенюатора 2 и третийвход формирователя 3 соединены с шиной "Управление", первый и второйвходы элемента 1 О И соединены с шинами "Пуск 2", "Пуск 1" соответственно,Информационный вход триггера 11соединен с шиной лог. "0". Пятый,шестой, седьмой, восьмой входы регистра 28 соединены с шинами . "Считывание 3", "Считывание 4", "Считывание 5", "Считывание 6", соответственно. Информационные выходы блока 8измерения частоты соединены с шинои"Данные", выход управления блока 8измерения частоты соединен с шиной"Запрос обслуживания 2",Блок 8 измерения частоты состоитиз инвертора 29, триггера 30,синх 5 151ронизации, формирователя 31 одиночных импульсов, элементов 32, 33 И,счетчиков 34, 35 импульсов, регистра36 сопряжения, Инны "Данные" на выходе регистра 36 и регистра 28 являются общей шиной.Вход инвертора 29 соединен с третьим входом блока измерения частотыи входом синхронизации триггера 30синхронизации, информационный входкоторого соединен со входом формирователя 31 одиночных импульсов ипервыми входами элементов 32 и 33 И,выходы которых соединены со входамисоответственно счетчиков 34 и 35импульсов, информационные выходы котсрых соединены с информационнымивходами регистра 36 сопряжения, авходы сброса соединены с первым входом блока 8 измерения частоты, выходинвертора 29 соединен со вторым входом элемента 32 И, второй вход элемента 33 И соединен с шестым входомблока 8 измерения частоты, выходформирователя 31 одиночных импульсовсоединен с первым входом регистра36 сопряжения, второй и третий входыкоторого соединены с четвертым ипятым входами соответственно блока8 измерения частоты, информационныевыходы и выходы управления регистра36 сопряжения соединены соответственно с информационными выходами и выходом управления блока 8 измерениячастоты,Калибратор девиации частоты частотно-модулированных сигналов работает следующим образом.В калибраторе используется принцип измерения девиации частоты, согласно которому производится измерение частоты модулирующего сигнала:измерение средней частоты частотномодулированного (ЧМ) сигнала; формирование двух интервалов времени,точно равных целому числу периодовколебания ЧИ сигнала и расположенных на периоде сигнала модуляции таким образом, что начало обоих интервалов располагается в окрестноститочки перехода модуляционной составляющей фазы ЧИ сигнала через ноль(соответственно перехода сигнала модуляции через максимум), а концыинтервалов располагаются в окрестности точек перехода модуляционной составляющей фазы ЧИ сигнала через максимум и минимум (соответственно пе 1703 6рехода сигнала модуляции через ноль в отрицательном и положи,елььом направлении)1 измерение длительностей 5этих интервалов подсчет числа периодов ЧМ с.гналав, укладываюшихся на сформированных интервалах времени По результатам этих измерений определяется значение Аг по соотношениям10Г=Гз 1 п Фр, + 8 о) -зп 8 о4 з п 6-й з дп В лы(сов 8-1) -Ь 4(соэ 0-1)где Ь(1 щ=21 егЫТ 6 п 2" о ЫсТвзначения набега модуляционной составляющей фазы ЧМсигнала за интервалы времени ТТ,20Г - частота модулируюшего сигнала;ЬК - значение девиации частоты;Г - среднее значение частотыП 1 сигнала;25Т Т - значение сформированныхинтервалов времени=ОТ, щ =аТ 2 =2 Лф (а=2 ; т,п - количество периодов ЧМ сигнана на интервалах Т Т.По шине Управление" на входы управления генератора 1, аттенюатора2, формирователя 3 поступают кодыустановки необходимых режимов перечисленных устройств, т.е, для генератора 1 установки частоты модуляции, для аттенюатора - затухания,для формирователя 3 - длительности 40 формируемого интервала Времени выраженной числом периодов, сигнала модуляции, По шинам "Считывание" навходы блока измерения 8 частоты и регистра 28 поступают сигналы управле ния, по которым на шине Данные поочередно устанавливаются коды измеренных счетчиками величин, Блок 8 измерения частоть: производит измерениенеобходимых для расчета девиации ча стоты средней частоты ЧИ сигналаи частоты сигнала модуляции. Регистр 28 сопряжения обеспечиваетвременное хранение информационныхкодов, поступающих со счетчиков импульсов, последовательную выдачу ихна шину "Данные" типа "общая шина",временную синхронизацию калибраторасо счетно-решающим устройством посредством сигнала "Запрос обслужи 1511703ванне". В качестве счетно-решающего устройства может быть использована любая микро-ЭВМ (Например, "Электроника ДЭ", "Электроника").Перед началом калибровки устанавливается посредством шины "Управление" требуемая частота модулирующего сигнала, минимальное затухание аттенюатора 2, длительность измерительного интервала, времени Формирователя 3. В исходном состоянии триггеры 17, 18 блокировки установлены в такое состояние, что селекторы 19- 22 открыты по третьему, третьему, 15 первому, первому входам соответственно, а триггер 15 запуска устанавливается в состояние закрывающее селекторы 19-22 по первому, второму, третьему, второму соответственно. 20 По переднему фронту импульса "Пуск" поступающему с одноименной шины на вход элемента 10 И, производится обнуление счетчиков 24-27, а также счетчиков блока 8. По заднему фронту 25 этого импульса производится запуск формирователя 3, на выходе которого Формируется импульс, длительность которого равна целому числу периодов сигнала модуляции, поступающего ЗО на первый вход формирователя от генератора 1, По приходу переднего франта этого импульса на вход блока 8, последний производит измерение значений Р и Г., Данный процесс измерениясбудет рассмотрен ниже при описании работы блока 8 На третий вход блока 8 от Формирователя 7 поступает нормированные по амплитуде и крутизне Фронта прямоугольные импульсы ЧМ 40 сигнала, среднюю частоту следования которых необходимо измерить, а на шестой вход блока 8 поступают импульсы от генератора 9 в качестве меры, По окончании сформированного на выходе формирователя 3 импульса на выходе управления блока 8 устанавливается сигнал,"Запрос обслуживания 1", который поступает в счетно- решающее устройство. По сигналам "Считывание 1", "Считывание 2", поступающим на входы блока 8 по одноименным шинам, блок 8 выставляет на шине "Данные", полученные в результате измерения коды, которые используются в дальнейшем для расчета значений Г 4, Р. Повторное измерение этих величин осуществляется аналогично после повторной подачи импульса "Пуск",По заднему Фронту импульса "Пуск 1", который через элемент 1 О И поступает на вход синхронизации триггера 11, последний устанавливаетсяв состояние лог. "0" и на его инверсном выходе устанавливается уровеньлог. "1 , который подготавливает кпереключению триггер 12, Первый импульс, пришедший с экстрематора 5на вход синхронизации триггера 12,после установления на его информационном входе уровня лог, "1" переключает его в единичное состояние, темсамым подготавливает к переключениюпо переднему Фронту импульса ЧМ отФормирователя 7 триггер 15 запуска.Уровень лог, "1", установленный навыходе триггера 15, открывает селекторы 19-22 по первому, второму третьему, второму входам соответственно, Импульсы ЧМ сигнала от формирователя 7 через инвертор 16, селекторы19, 22 поступают на входы счетчиков24, 27 соответственно, где формируются коды ш п,Импульсы генератора 9 через селекторы 20, 21 поступают соответственно на входы счетчиков 25, 26,где формируютея коды Т , Т, Инвертор 16 исключает возможность появления ложных срабатываний счетчиковимпульсов на фронтах Формируемых интервалов Т , Т,Уровень лог. "1" поступает такжес выхода триггера 15 на входы триггеров 13, 14, подготавливая последние к переключению. В момент перехода сигнала модуляции через ноль вотрицательном направлении, т.е. приотрицательном значении его производной, на первом выходе компаратора 4Формируется перепад напряжения, который переключает триггер 13 в единичное состояние, подготавливая темсамым к переключению триггер 17, который переключается по переднему Фрон ту импульса ЧМ сигнала от формирователя 7 в состояние, закрывающее селекторы 19, 20 по третьим входам.Наэтом заканчивается процесс измеренияша Т аВ момент перехода сигнала модуляции через ноль в положительном направлении на втором выходе компаратора 4 формируется перепад напряжения; который переключает в единичноесостояние триггер 14, подготавливаяк переключению триггер 18, По перед 51703 1 Онему фронту импульса ЧИ сигнала отформирователя 7 срабатывает триггер18 и на его инверсном выходе устанавливается уровень лог. ОзакрываюС ,жщий селекторы 21, 22 по первым входам. К этому моменту в счетчиках 26,27 будут накоплены кодовые эквиваленты и, Т. По перепаду напряженияна выходе триггера 18 запускаетсяФормирователь 23, вырабатывающий короткий импульс переписи информациииз счетчиков 24-27 в регистр 28. Кроме того, этим же импульсом в регистре 28 производится установка сигнала"Запрос обслуживания 2", Последовательно по сигналам "Считывание 3-6",поступающим на входы регистра 28 поодноименным шинам, коды ш, и, ТТ поступают по шине "Данные" длядальнейшей обработки в счетно-решающее устройство,Вместе с тем уровень лог, пО",установившийся на выходе триггера18, переключает по входу установки 25в единичное состояние триггер 11 ив течение следующего периода сигнала модуляции после формирования навыходе компаратора 4 и экстрематора5 очередных импульсов схема возвращается в исходное состояние, т,е. навьгходе триггера 15 устанавливаетсяуровень лог. "О", а затем на выходахтриггеров 17, 18 устанавливается уровень лог. 0", а затем на выходахтриггеров 17, 18 устанавливаетсяуровень лог. " , Повторный запускизмерителя Т , Т , ш, и может бытьоосуществлен по одному из входовПуск 1, пПуск 2. ЛПуск 1 п используется при необходимости запускавсего устройства, а "Пуск 2" толькоцля запуска измерителя Т, Т, нг и. 20 Таким образом, за время (1-10 с), 45 пока блок 8 производит измерение Й, Р, могут быть многократно измерены значения Т , Т, ш, п и тем самым обеспечивается дополнительное повьппение точности измерения ДЙ предлагаемым устройством за счет возможности статистической обработки результатов наблюдений (измерений)После измерения девиации частоты при минимальном затухании аттенюато ра нужное для воспроизведения ее значение может быть получено путем введения соответствующего затухания аттенюатора по шине "Управление" с ПОСЛ" Ц.з: пдМ т,фф,;.1 ЛЕНЧЕМ НОВ, -, З,Блок 8 измерения частоты работает слс.дующим Обр"-.зом,1 с г,.:г" коду ггередн;:о Фрота:гмпуль" са измерите.;тьи;,ГО интервала врег;енгг.Ормирователя 3 через второй вход блсг а 8 на:нф 1 гма иоьггг гй вход г ригГета 30 сггнхрот,:гз ="п.чи послегпггий под готавлиззетс; - .; переключение кот эрое происходит ",О : в ,еоеднем фронту пульса 1 М сигьга,-;з, поступаю:,.,ег 1 у на ВХОД Сгп-:ХЛОЧ:я;пгк ГОг ГГЕра 30 ЧЕРЕЗ третий вход ,ггск:.-;. 8 от чгормирогате. ля 711 оспе пе"еклггченид триггера ЗО на его выходе устанавливается потенциал, Открывающий по первым входам элеман;ы 32 33 И; выхола цнверто аИМПУЛЬСЫ "1 Л СИГНаЛа ЧЕРЕЗ Стяг)ютьгй элемент 32 И поступают на вход счетчика 34 импульсов, в котором Формируется числовой эквивалент средней частоты Ч 1 сигнала, Импульсы от генератора 9 через шестой вход блока 8 и Открытый элемент 33 И поступает на вхад счетчика 35 импульсов, в котором ФОрмируется ч.-гс;, в .Овог квигалент длительности камер,тельного интервала времени, ПО Оончанг.и импуль;.а измеОительного гбач- е вала времени снова переключает ниггер ЗО, тем самым закрывая элементы 32, 33 И, Оцновременно перепа, в ,. на ряжения на выходетриГГера 30 3 ." екает Форгягрователь3 Одиночных кюгульсову на выходекоторого Формггруется короткий импульспроизводящий перезапись информациииз счетчиков 34, 35 в регистр 36сопряжения, Кроме того, по этому импульсу в рег -.: Гре 36 сопряжеггизФормируется сигнал ЧЗалрос Обстухпгвания поступающий через выход управления блока 8 на выход устройства,По сигналам Считывание 1", "Считывание 2", поступающим на второй и третий вход регистра 36 сопряжения через четверть 1 й и пятьгй входы соответственно блока 8, на информационггыхвыходах регистра Зб сопряжения устанавливаются полученные в результатеизмерения коды, поступающие на шинуДанные",Значение средней части ЧМ сигналарассчитывается по соотношениюг 1 КгУгде Ю,. - код счетчика 34;11. - код счетчика 35.Заказ 5899/49 Тираж 714 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 селекторов, выход аттенюатора соединен с входом генератора частотно модулированных сигналов, выход которого соединен с шиной частотно-модулированного сигнала, выход третьего ичетвертого временных селекторов соединен с входом третьего и четвертого счетчиков импульсов соответственно, информационные выходы первого,второго, третьего, четвертого счетчиков импульсов соединены с первой,второй, третьей и четвертой группамиинформационных входов регистра сопряжения, пятый, шестой, седьмой и восьмой входы которого соединены с шинами "Считывание 3", "Считывание 4", "Считывание 5", "Считывание 6" соответственно, а девятый вход соединен с выходом формирователя одиночных импульсов, информационные выходы регистра сопряжения соединены с шиной "Данные . ; выход управления соединен с шиной "Запрос обслуживания 1", информационные выходы блока измерения частоты соединены с шиной "Данные", а выход управления блока измерения частоты соединен с шиной 15 "Запрос обслуживания 2",