Устройство для измерения частотных характеристик

(51)В. Кд. 6 О 1 Р 27/28 аоаударвтваиицй квиитет СССР ио делам иаебрвтвиий и еткрнтий(72) Авторы изобретения Е.Н.Червинский. Г.В.Голеншин, Н.П.Егоров 7 1 ) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯХАРАКТЕРИСТИК ОТНЬ адиоизбыть ис Изобретение относится к рмерительной технике и можетпользовано для измерения амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик четырехполюсников.Известно устройство для измерения амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) четырехполюсников, где источником сигнала является широкополосный генератор шумаа регистрация выходного сигнала исследуемого объекта производится с помощью свип-фильтра, детекторной секции и осциллографического индикатора. Свил-фильтр на выходе четырехполюсника перестраивается генератором пилообразного напряжения в диапазоне исследуемых частот. Это же напряжение используется для развертки луча осциллографического индикатора, на экране которого наблюдается АЧХ чвтырехполюсника 11.Недостатком устройства является невысокая точность измерений в диапазоне перестраиваемых частот. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое содержит последова. тельно соединенные опорный генератор синтезатор частоты, ключ и исследуемый четырехполюсник (передатчик). Выход ключа параллельно подсоединен к входу переключателя, а управляющий вход ключа - к формирователю сигнала манипуляции, вход которого соединен с генератором. Второй вход переключателя связан с выходом четырехполюсника, а выход переключателя - со входом радиоприемника, вход синхронизации гетеродина которого также подключен к выходу опорного генератора. Управляющий вход переключателя и вход переключения частоты настройки приемника соединены с соответствующими выходами блока управления, К выходу промежуточной частоты приемника параллельно подключены измеритель уровня сигнала и фазометр. Опорный вход фазометра соединен со883799 На фиг. 1 приведена структурная схема устройства на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип формирования измерительного частотно-манипулиро- .фф ванного сигнала, Ьа Фиг. 3 - амплитудно- и Фазово-частотные характеристики четырехполюсиика. вторым выходом синтезатора, на котором Формируется сигнал промежуточной частоты приемника 2 3.Недостатком устройства является сравнительно малая ширина частотного диапазона характеристик четырехполюсника, обусловленная быстрым падением уровня составляющих спектра амплитудно-манипулированного ( АМ ) сигнала вдали от центральной частоты, 1 ОЦель изобретения - расширение диапазона измерения частотных характеристик.Цель достигается теи, что в устрой ство для измерения частотных харак З теристик, содержащее опорный генера" тор, подключенный к входам формирова. теля сигнала манипуляции, синтезатора частоты и к входу синхронизации гетеродина супергетеродинного приемника, исследуемый четырехполюсник, соединенный выходом с первым входом переключателя второй вход которого соединен с входом четырехполюоника, блок управления, подключенный соответствующими выходами к управляющему входу переключателя и к входу переключениячастоты настройки приемника, сиг.нальный вход которого соединен с выходом переключателя, а выход промежу" точной частоты приемника соединен с входом измерителя уровня сигнала и с одним из входов фазометра, второйвход которого подключен к выходу промежуточной частоты синтезатора частоты,.введены частотный манипулятор, импульсно-фазовый детектор и два фаэовращателя, Входы фазовращателей соединены с выходами переключаемых частот синтезатора выкоды обоих фа 40 зовращателей подключены к частотному манипулятору, соединенному с входом четырехнолюсника, а управляющие входы каядого фазовращателя соединены с выходами иипульсно-фазового детектора, сигнальный .и опорный входы которогосоединены соответственно с выходами четырехполюсника и формирователя сигнала манипуляции, причем выход последнего подключен к управляицеиу .входу частотного манипулятора. Я Устройство для измерения частотных характеристик содержит опорный генер ратор 1, Формирователь 2 сигнала манипуляции, синтезатор 3 частоты, два Фазовращателя 4 и 5, частотный манипулятор б, импульсно-Фазовый детектор 7 упереключатель 8, исследуемый четырехполюсник 9, приемник 10 блок 11 управления, измеритель 12 уровня сугнала и Фазометр 13.Устройство работает следующим образом.Сигнал опорного генератора 1 поступает на синтезатор 3 частоты, Формирователь 2 сигнала манипуляции и на вход синхронизации гетеродина супергетеродинного приемника 10 На выходах синтезатора 3 образуются переключаемые частоты, которые через Фазовращатели 4 и 5 поступают на частотный манипулятор 6 и дапее - на четырехполюсйик 9, Управление манипу-, лятором б осуществляется меандровым сигналом с выхода Формирователя,2. Хаким образом, измерительный сигнал представляет собой частотно-манипулированное колебание со средней частотой, равной центральной. частоте настройки четырехполюсника. Линейчатый спектр такого сигнала содержит дискретные частоты, кратные частоте манипуляции.Сигнал манипуляции с Формирователя 2 поступает одновременно на им" пульсно-фазовый детектор 7 для сравнения с Фазой выходного колебания передатчика 1 снимаемого с выхода четырехполюсника 9 Импульсы, возникающие в результате рассогласования, управляют фазами колебаний каждой иэ частот в отдельности с помощью фазовращателей 4 и 5. Управление осуществляется до тех пор, пока нулевые Фазы на выходе четырехполюсника 9 не совпадут с моментами переключения частот в переключающем сигнале, По окончании автоподстройки начальные Фазы сигналов в излучаемых посылках выравниваются, что являет" ся необходимым условием эффективного ,сложения спектральных составляющих АИ сигналов.Сигналы с манипулятора 6 и четырехполюсника поступают также на входы переключателя 8, назначением которого является последовательное подключение на вход приемника 1 О вхо да и выхода четырехполюсника. Управление переключателем 8 осуществля883799 8На фиг. 3 представлены амплитуд.но-частотная К(1) и фазово-частотная Ю(1) характеристики фильтра. Ло оси абсцисс отложено отклонение 61 от частоты настройки фильтра. На фиг. 3 видно, что полоса пропускания частот исследуемого фильтра составила. 500 Гц 1 диапазон измерения - 1200 Гц.Эффективность устройства заклюГа, ется в том, что в нем формируется измерительный сигнал, у которого спектр согласован с амплитудно-частотной характеристикой исследуемогочетырехполюсника, что привОдит к выравниванию спектра сигнала на выходе. При прочих равных условиях это позволяет расширить, по сравнению с известным устройством, диапазон измерения частотных характеристик, а также повысить точность измерения характеристик в области, удаленной от центральной частоты. М 2 Г+4-2 Бюд ) -)- (ВЬ+Ч,-2 ЕИ ) =Ма-Ч 1 щ,или Из сравнения выражений 9) н ( 4) видно, что требования к измеритель- , ща ,ному ЧИ сигналу заключаются в получении целочисленного значения индекса частотной модуляции.Принцип образования измерительного ЧИ сигнала иоясняется на диаграм-у Иах На фнг. 2 а показан ЧИ сигнал с длительностью элементарной посылки , а на фиг. 26 и 2 е " линвйчатые спектры составляющих ЬИ сигналов. Индекс частотной модуляции принят равным 10. Каждый из спектров группи" руется вокруг своей несущей частоты. Сами несуЩие частоты Щ н (И изображены на диаграммах пунктиром, поскольку они отличаются по Фазе на 9 Ф от боковых частот, Пунктирными35 линиями на фиг, 2 обозначены огибающие спектров.На фиг. 2 представлен спектр ЧИ сигнала, образованный как сумма спек тров обоих АИ сигналов с центральными частотами Юи Ц. Видно, что амплитуды гармонйк суммарного сигнала возрастают в области частот, удаленных от центральной частоты и спадаЭ43 ют к середине спектре, На фиг. 2 д, е изображены соответственно нормирования АЧХ исследуемого тракта К ( Ю) и выходной спектр ЧИ сигнала. Спектр выходного сигнала четырехполюсника равномерен в широкой полосе .частот. Сладует отметить, что выравнивание фаз производится на выходе четцрехполюсника, а не на его входе, поскольку спектральные составляющие вы.ходного сигнала подвергаются допол- .фф ,иительному ослаблению в спадающей области частотной характеристики четырехполюсника. Формула изобретения Для работы контура автоподстройки без сбоев скачок фаз в конце каждой посылки должен сохраняться постоянным и равным разности начальных фаз. Аналитически это условие записывается следующим образом: ьвч =и-и) я (8) Здесь И 4 и Л - целые числа, Поскольку 9. 1 Щ окончательно находим Устройство для измерения частотных характеристик, содержащее опорный генератор, подключенный к входам формирователя сигнала манипуляции, синтезатора частоты и к входу синхронизации гетеродина супергетеродиниого приемника, исследуемый четырехполюсник, соединенный выходом с первым входом переключателя, второй вход которого соединен с входом четырехполюсника, блок управления, подключенный соответствующими выхода" ми к управляющему входу переключа" теля и к входу переключения частоты настройки приемника, сигнальный вход которого соединен с выходом переключателя, а выход промежуточной частоты приемника соединен с входом измерителя уровня сигнала и с одним из входов фазометра, второй вход которого подключен к выходу промежуточной частоты синтезатора частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения частотных характеристик, оно снабжено частотным манипулятором, импульснофазовым детектором и двумя фазовра" щателями, при этом входы фазовращателей соединены с соответствующими выходами переключаемых частот синтезатора, а выходы обоих фазовращателей подключены к входам частотногоманипулятора, выходом соединенного свходом четырехполюсника, а управляющие входы каждого фазовращателя соединены с выходами импульсно-фазового детектора, сигнальный и опорныйвходы которого соединены соответст-.венно с выходами четырехполюсника иформирователя сигнала манипуляции,причем выход последнего подключен к 883799 1 Оуправляющему входу частотного манипулятора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 375587, кл. С О й 27/28, 197.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2734355/18-21,кл. 0 О В 27/28, 979 (прототип).883799 68 Тираж 735ВНИИПИ Государственного кпо делам изобретений и33035, Москва, Ж, Рауш ПодписноеССР митета открыт ская н Ф 4/5 илиал ППП тент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель Л.Муранов Редактор О.Половка Техред А,Ач Корректор М. Демчик Заказ 028