СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОПРИЕМНИКОВ Российский патент 1997 года по МПК H04B3/46 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для регулировки и контроля параметров радиоприемников и высокочастотных блоков при серийном и массовом производстве радио и телевизионной аппаратуры.

Настройка радиоприемников и контроль параметров производятся с использованием испытательных высокочастотных сигналов, спектральный состав и уровни которых определены соответствующими стандартами и техническими условиями на изделия. Выбор стандартных средств и проектирование нестандартной измерительной аппаратуры находятся в зависимости от масштабов производства. В настоящее время наиболее эффективно как по быстродействию, так и по качеству контроля параметров радиоприемников является аппаратура, с помощью которой реализуется многосигнальный метод контроля параметров. Система контроля имеет в своем составе генератор-синтезатор сложного сигнала, "полезная часть" которого автоматически настраивается по частоте на середину полосы пропускания радиоприемника, при этом используется информация о частоте гетеродина радиоприемника. Одновременно на вход радиоприемника поступают частоты дополнительных сигналов-помех с различными параметрами модуляции и соответствующими сдвигами по частоте от основного сигнала. По анализу выходного сигнала радиоприемника определяют параметры линейной и нелинейной избирательности, чувствительности, линейных и нелинейных искажений.

Использование в системе входной информации частоты гетеродина - ограничивает функциональные возможности системы применением ее только при контроле и регулировке супергетеродинных приемников и требует, в общем, предварительной оценки характеристик гетеродина на предмет использования его для синтеза входного испытательного сигнала радиоприемника.

Сложность генераторной части системы, недостаточно высокие технические характеристики, определяемые в значительной степени способом синтеза сложного сигнала синтезатора, не позволяют использовать эффективно эту систему на радиозаводах отрасли, где часто по экономическим соображениям в техпроцессе сборки и регулировки изделий требуется большое количество и разнообразие рабочих мест с различными техническими характеристиками высокочастотного испытательного сигнала.

Ближайшим аналогом предлагаемого технического решения является широко внедренная на предприятиях отрасли система настройки и контроля параметров радиоприемников, содержащая в своей структуре централизованные генераторы испытательных сигналов, соединенные линиями связи с рабочими местами регулировщиков и контролеров. Рабочее место содержит коммутатор сигналов ЦГС, устройство анализа выходного сигнала радиоприемника, устройство индикации и блок управления, организующий работу составных частей рабочего места регулировщика. Частоты сигналов ЦГС, предназначенные для контроля основного и дополнительных каналов приема радиоприемников, при этом находятся в пределах контролируемых каналов приема радиоприемника.

Такая система контроля при относительной простоте аппаратной части рабочего места регулировщика имеет недостатки. Здесь необходимо большое количество генераторов ЦГС, число которых определяется количеством контролируемых диапазонов, числом точек контроля в каждом диапазоне, числом видов и номиналов модуляции этих генераторов и число которых определяется при контроле параметров радиоприемников соответствующими стандартами и ТУ на радиоприемник. Измерение параметров при этом возможно только на частотах, генерируемых ЦГС, а настройку приемника на сигналы ЦГС возможно производить только органами управления самого контролируемого радиоприемника. Так как настройку системы "генератор ЦГС-радиоприемник" необходимо, по условиям измерения таких параметров, как неравномерность АЧХ сквозного тракта, коэффициент гармоник, реальная чувствительность и другие, производить на середину полосы пропускания радиоприемника, то, учитывая возможное несовершенство регуляторов настройки контролируемого радиоприемника, точную настройку вообще трудно бывает осуществить достаточно быстро, что увеличивает трудоемкость производства. Другим недостатком системы, затрудняющим конструирование аппаратной части рабочего места, является ухудшение электромагнитной обстановки в цехе из за того, что частоты ЦГС находятся в области рабочих частотных диапазонов контролируемых радиоприемников.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей системы контроля параметров радиоприемников.

Поставленная цель достигается тем, что в системе контроля параметров радиоприемников, содержащий ЦГС, соединенный линией связи с рабочими местами регулировщиков, каждое из которых содержит радиоприемник, устройство нормирования входного сигнала, подключенное входом через линии связи к централизованному генератору сигналов, а выходом к входу радиоприемника, устройство анализа выходного сигнала радиоприемника, подключенное к выходу радиоприемника, устройство управления, частота централизованного генератора сигналов смещена относительно контролируемых каналов радиоприемника, а на рабочее место регулировщика введен по крайней мере один блок переноса частот, подключенный первым входом через линию связи к централизованному генератору сигналов, вторым входом к выходу первого введенного управляемого генератора, выход блока переноса частот через устройство нормирования входного сигнала радиоприемника подключен ко входу радиоприемника, а управляющий вход введенного генератора подключен к блоку управления.

При этом первый вход введенного блока переноса частот может быть подключен через линию связи к централизованному генератору сигнала через введенный коммутатор, причем управляющий вход коммутатора подключен к устройству управления.

Кроме того, первый введенный управляемый генератор может быть включен в кольцо ФАПЧ, причем управляющий вход первого введенного генератора подключен к выходу введенного фазового детектора, первый вход которого подключен к гетеродину радиоприемника, второй вход подключен к выходу введенного второго блока переноса частот, первый вход которого подключен к выходу первого введенного генератора, а второй вход к выходу второго введенного генератора.

Второй введенный генератор может быть общим для всех рабочих мест, т. е. входить в состав ЦГС.

Смещение частот ЦГС относительно контролируемых каналов приема радиоприемников, введение на рабочие места блока переноса частот, управляемого генератора, изменением частоты которого стало возможным переносить спектры частот ЦГС (или спектр самого первого введенного генератора) в любую точку или область рабочих частотных диапазонов приемника, расширило функциональные возможности системы контроля, т. к. позволило контролировать параметры радиоприемника на любой частоте настройки.

Спектры сигналов ЦГС могут располагаться по частоте как выше, так и ниже рабочих частотных диапазонов контролируемого приемника, а блок переноса частот канала формирования входного сигнала приемника, включенный последовательно с устройством нормирования входного сигнала приемника между генератором ЦГС и входом приемника, может быть выполнен с применением как одного, так и, например, нескольких последовательно включенных блоков переноса частот, каждый из которых подключен одним из входов к своему (первому) генератору, причем для достижения цели изобретения достаточно, чтобы только один из этих генераторов был управляемым, а остальные (первые) генераторы могут служить в качестве, например, "подставок" для переноса спектра генератора ЦГС в нужную частотную область приемника. В последнем случае эти, остальные, генераторы могут сами входить в состав ЦГС.

В простом случае (например, при выполнении блока переносу частот на одном балансном смесителе с соответствующим фильтром на выходе для исключения нежелательных спектральных составляющих результатов перемножения на входе радиоприемника), частота настройки радиоприемника F_к, на которой производится контроль параметров, может определяться из выражения:
F_к ± F_цгс ± F₁, (1)
где F_цгс частота несущей генератора ЦГС;
F1 частота несущей первого генератора.

Для супергетеродинного приемника, в частности, частота F_к, на которой производится контроль параметров равна:
F_к F_г ± F_пч ± F_см, (2)
где F_г частота гетеродина приемника;
F_пч промежуточная частота;
F_см смещение по частоте от несущей основного канала приема, соответствующее контролируемому (основному, соседнему, зеркальному, дополнительному и т. д.) каналу приема, определяемое методами контроля и ТУ на приемник. В частности, для основного канала приема смещение по частоте F_см равно нулю, для зеркального канала супергетеродинного приемника F_см равно по величине 2F_пч и т. д.

Из выражений (1) и (2) следует, что частота контролируемого канала приемника F_к при конкретном смещении F_см и выбранной частоте несущей F_цгс определяется значением несущей частоты первого генератора, причем формирование определенного входного сигнала приемника, отличающегося по значению несущей частоты, виду и величине модуляции, возможно как выбором соответствующей несущей частоты F_цгс с определенным видом и величиной модуляции, так и изменением несущей частоты, вида и величины модуляции введенного первого генератора, подключенного к блоку переноса частот ЦГС.

Кроме, может быть, простейшего варианта формирования испытательного сигнала приемника, когда используется ЦГС, содержащий только один генератор с неизменяемыми во времени параметрами и перенос спектра генератора ЦГС производится в контролируемые каналы приема приемника посредством блока переноса частот изменением частоты первого генератора без применения коммутатора сигналов ЦГС, возможно формирование качественно различных входных сигналов приемника изменением во времени выходных параметров самого ЦГС: несущей частоты, вида и количества модуляции. Информация об изменениях во времени сигнала ЦГС может при необходимости поступать на рабочее место по отдельным линиям связи.

Наличие коммутатора, включенного в канал формирования входного испытательного сигнала приемника, между генераторами ЦГС и входом приемника соединенного с устройством управления рабочего места, позволяет независимо, на каждом рабочем месте, в любой момент времени сформировать на входе приемника высокочастотный сигнал с параметрами модуляции, используемыми в генераторах ЦГС и, возможно, в большинстве случаев целесообразно по экономическим причинам проектировать предлагаемую систему контроля с применением способа модуляции генераторов ЦГС и формировать испытательный сигнал приемника на рабочем месте регулировщика переносом выбранного коммутатором спектра генератора ЦГС на контролируемый канал приема изменением частоты первого генератора, подключенного ко второму входу блока переноса частот.

Несущие частоты генераторов ЦГС, промодулированные различными сигналами (возможно, с применением различного вида модуляции), но используемые в системе для контроля различных параметров одного и того же канала контроля приемника, могут как совпадать, так и отличаться друг от друга на технически обоснованные значения смещения по частоте. В последнем случае перенос спектра генератора ЦГС, выбранного коммутатором на контролируемый канал приема, может производиться соответствующим изменением частоты первого введенного генератора, а техническим преимуществом здесь будет устранение в значительной степени проблем, связанных с перекрестным прохождением сигналов ЦГС в линиях связи ЦГС с рабочими местами, по сравнению со случаем, когда несущие частоты генераторов ЦГС, используемые для контроля различных параметров (например, реальной чувствительности и неравномерности АЧХ сквозного тракта) одного и того же канала контроля приемника, не смещены.

Предлагаемая система контроля поддерживает двухсигнальный, а также многосигнальный методы контроля параметров селективности приемника. При этом на рабочее место вводится еще по крайней мере один блок переноса частоты, первый вход которого подключается через введенный управляемый коммутатор к одному из генераторов ЦГС, вырабатывающему соответствующий сигнал помехи, а второй может быть подключен к выходу или первого введенного генератора, или к выходу другого введенного (первого) генератора, выполняющего ту же функцию. При этом возможны два варианта формирования входного сигнала приемника при реализации на рассматриваемой системе контроля многосигнального метода контроля селективности. В одном варианте несущие частоты используемых генераторов ЦГС для формирования входных сигналов приемника смещены на произвольные (технически обоснованные) расстояния по частоте. В этом случае перенос спектров сигналов ЦГС для каждого из используемых каналов контроля приемника (например, при контроле двухсигнальной селективности по соседнему сигналу в двух каналах формирования испытательного сигнала для приемника формируются сигнал для основного канала приема и сигнал помехи для соседнего канала) производится установкой значения частоты первого введенного генератора в соответствии с выражением (1) описания и, значит, число первых генераторов здесь будет равно числу числу каналов формирования испытательных сигналов. В другом варианте возможно использовать генераторы ЦГС, смещенные по несущей частоте на фиксированные значения, соответствующие нормам и условиям контроля параметров селективности при многосигнальном методе контроля. В этом случае может использоваться один первый введенный генератор, а необходимое число генераторов ЦГС по крайней мере должно быть на один больше, чем число контролируемых селективностей. Выбор частот ЦГС производите введенным управляемым коммутатором.

При реализации в системе панорамного метода контроля параметров приемников формирование входного испытательного сигнала возможно как частотной модуляцией первого введенного генератора, так и модуляцией генератора ЦГС. В последнем случае модулирующие генераторы ЦГС низкочастотные сигналы, или информация об этом могут по отдельным линиям связи поступать на рабочие места регулировщика для обеспечения синхронизации устройства отображения анализирующего устройства, используемого при панорамном методе контроля параметров.

На чертеже представлена структурная электрическая схема системы контроля параметров приемников.

Система контроля содержит ЦГС 1, варианты рабочего места 2, 3, 4, соединенные с генератором ЦГС 1 линиями связи 5, причем рабочие места 2 и 3 соединены с генераторами ЦГС 1 через управляемый коммутатор 7. Каждое рабочее место содержит контролируемый приемник 6, первый блок переноса частот 8, первый введенный управляемый генератор 9, устройство нормирования входного сигнала приемника 10 устройство анализа выходного сигнала приемника 11, устройство управления 12. Вариант рабочего места 4 содержит кроме того, фазовый детектор 13, второй введенный блок переноса частот 14 и второй введенный генератор 15.

Система контроля параметров приемников работает следующим образом. В одном из вариантов организации работы системы контроля ЦГС вырабатывают сигналы различных частот с требуемыми параметрами модуляции. Сигналы генераторов ЦГС через линии связи 5 и управляемый коммутатор 7 поступают на рабочие места регулировщиков 2 и 3. На рабочее место 4 сигнал с выхода генератора ЦГС поступает непосредственно. Рабочие места 2 и 4 содержат один канал формирования входного сигнала приемника, а рабочее место 3 содержит два канала формирования и здесь реализуется двухсигнальный метод контроля. Каждый из каналов формирования входного сигнала приемника рабочего места 2 и 3 содержит включенные последовательно блок переноса частот ЦГС 8 и устройство нормирования входного сигнала приемника, причем первые входы блоков переноса частот подключены через коммутатор 7 к генератору ЦГС 1, а выходы устройств нормирования входных сигналов по уровню 10 подключены ко входу приемника. На рабочем месте 3 сигнал на вход приемника поступает с выхода устройств нормирования через устройство суммирования 16. Второй вход блока переноса частот подключен к выходу первого введенного генератора 9, управляющий вход которого соединен с блоком управления 12 рабочего места. Управляющие сигналы с устройства управления 12 поступают на коммутатор сигналов ЦГС 7 и на устройства нормирования входных сигналов приемника 10.

Выходной сигнал приемника поступает на устройство анализа 11. В устройстве анализа производится обработка и анализ выходного сигнала приемника (может производиться измерение, фильтрация, вычисление отношения сигнал/шум и т. д.) с целью осуществить диагностику контролируемых параметров, оценить их уровень. Устройство анализа также служит для установки приемника в условия измерения параметров, которые соответствуют принятым методам контроля, т. е. с помощью аппаратуры устройства анализа производится установка уровня выходного сигнала приемника, установка регуляторов тембра, баланса, настройка на середину полосы пропускания и т.д. В простом случае устройство анализа может представлять собой измеритель или просто индикатор наличия сигнала на выходе приемника. Связь блока анализа 11 с блоком управления 12 или с другими блоками системы может отсутствовать или осуществляться регулировщиком, когда по результатам оценки выходной информации с блока анализа регулировщик принимает решение об изменении условий проведения измерения параметра через доступные ему (например, через блок управления) блоки системы контроля.

Контроль параметров приемников на рабочих местах 2 и 3 производится следующим образом. Регулировщик через блок управления 12, имеющий связь с коммутатором сигналов ЦГС 7, генератором 9, устройством нормирования входного сигнала 10, устанавливает входной сигнал приемника нужного спектрального состава и уровня, причем выбор конкретного сигнала ЦГС осуществляется посредством коммутатора 7, установка несущей частоты входного сигнала приемника (собственно контролируемого канала приема) производится установкой частоты первого введенного генератора 9, установка уровня входного сигнала приемника управлением устройством нормирования сигнала 10. Затем производится установка приемника в условия контроля, соответствующие принятому методу контроля параметра, т. е. производится установка органов управления приемника: регуляторов уровня выходного сигнала, баланса, регуляторов тембра и т. д. При этом может использоваться информация с блока анализа. Далее производится отсчет величины контролируемого параметра с индикатора блока анализа 11 или производится оценка или регистрация параметра по реакции на входной испытательный сигнал самого приемника.

При контроле параметров супергетеродинного приемника в системе для цели автоматизации настройки приемника на середину полосы пропускания в качестве информативного может быть использована частота гетеродина контролируемого приемника. На структурной схеме связь между приемником 6 (частотой его гетеродина, например) и первым введенным, генератором 9 (его частотой) осуществляется через устройство управления 12. В этом случае рабочие места могут быть дополнены частотомером для измерения частоты гетеродина приемника, а в качестве первого управляемого генератора может быть использован синтезатор частоты, управляемый микропроцессорным устройством.

Другой, возможный вариант установки частоты первого управляемого генератора в процессе настройки системы: "генератор ЦГС-приемник", приведен на рабочем месте 4. Здесь управляемый первый генератор 9 включен в кольцо ФАПЧ. Управляющий вход генератора 9 подключен к выходу введенного фазового детектора 13, первый вход которого подключен к гетеродину приемника, а второй к выходу второго введенного блока переноса частот 14. При этом первый вход введенного блока переноса частот 14 подключен к генератору 9, а второй вход ко введенному второму генератору 15. Частота второго введенного генератора 15 определяется из выражения:
(3) F₂ F_цгс ± F_пч,
где F_цгс частота, равная частоте несущей ЦГС, которая переносится на контролируемый канал приема;
F_пч промежуточная частота приемника.

При конкретном расположении несущих частот ЦГС относительно рабочих частотных диапазонов контролируемого приемника выбор знака перед значением промежуточной частоты F_пч зависит от того, выше или ниже частота гетеродина приемника частоты настройки основного канала приема приемника. При этом условии, при нормально работающем кольце ФАПЧ, на выходе второго блока переноса частот 14 установится частота, равная частоте гетеродина приемника, а выходная частота управляемого первого введенного генератора 9 выходным сигналом фазового детектора 13 установится в соответствии с выражением (1) настоящего описания. Это обеспечит настройку сигнала генератора ЦГС на середину полосы пропускания приемника с погрешностью, определяемой практически допуском на значение промежуточной частоты приемника. Генератор 15 может быть общим для всех рабочих мест и входить в состав комплекта генераторов ЦГС. В случае, если необходимо учитывать действительное значение промежуточной частоты приемника и точно настраивать приемник на середину полосы его пропускания, или формировать выходные частоты блока переноса частот 8 для контроля различных каналов приема приемников, используя при этом только один (или по крайней мере меньший набор генераторов ЦГС) генератор ЦГС, возможно генератор 15 установить на рабочее место и изменять параметры входного сигнала приемника, изменяя только частоту этого генератора сигналами с блока управления 12.

Таким образом, предлагаемая система контроля параметров приемников решает основную и самую дорогую задачу метрологического обеспечения производства РЭА задачу создания входного испытательного сигнала приемника. Систему контроля приемников отличают высокие технические и экономические характеристики, т.к. построение системы, ее структура обеспечивают сравнительно простыми средствами на рабочем месте регулировщика формирование испытательного сигнала приемника в любой точке рабочих диапазонов приемника, используя разнообразные и качественные сигналы ЦГС. При этом стоимость аппаратуры каждого рабочего места, то есть стоимость составляющих его блоков и устройств, возможно оптимизировать, поставив ее в соответствие с требованиями конкретного рабочего места к параметрам и качеству синтезируемого испытательного сигнала.

По предлагаемому техническому решению разработана система контроля параметров приемников и проведена опытная эксплуатация. Предлагаемая система контроля параметров приемников поддерживает большинство известных методов контроля параметров приемников и обладает достоинствами, чтобы стать стандартным средством контроля на предприятиях отрасли.

Система контроля параметров радиоприемников предназначена для использования в технологическом процессе настройки и контроля при серийном и массовом производстве. Система содержит набор централизованных генераторов ЦГС, количество которых определяется выбранными методами контроля. В системе частоты ЦГС смещены по частоте относительно рабочих частотных диапазонов, а рабочие места содержат, по крайней мере один блок переноса частот, коммутатор и линии связи к генераторам ЦГС, управляемый генератор частоты, устройство нормирования сигнала по уровню, радиоприемник. К выходу радиоприемника подключены устройство анализа выходного сигнала, устройство индикации. Перенос спектров частот ЦГС в рабочие диапазоны радиоприемника производится изменением частоты введенного генератора, а введение дополнительно модуляции этого генератора позволяет оперативно и независимо на каждом рабочем месте изменять параметры модуляции введенного генератора и изменять характеристики входного сигнала радиоприемника. При контроле параметров супергетеродинных приемников имеется связь между частотой гетеродина радиоприемника и частотой введенного на рабочее место генератора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система контроля параметров радиоприемников, содержащая централизованный генератор сигналов, соединенный линией связи с рабочими местами регулировщиков, каждое из которых содержит последовательно соединенные блок нормирования входного сигнала радиоприемника, радиоприемник, блок анализа выходного сигнала радиоприемника, а также блок управления, отличающаяся тем, что частота централизованного генератора сигналов смещена относительно контролируемого канала радиоприемника, на рабочие места регулировщиков введены по крайней мере один первый блок переноса частот и один управляемый генератор, причем первый вход первого блока переноса частот является входом рабочего места регулировщика, выход блока переноса частот подключен ко входу блока нормирования входного сигнала радиоприемника, а выход блока управления, через введенный управляемый генератор, подключен к второму входу первого блока переноса частот. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что центролизованный генератор сигналов соединен линией связи с рабочими местами регулировщиков через введенный коммутатор, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления соответствующего рабочего места регулировщика. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что введенный управляемый генератор включен в кольцо фазовой автоподстройки частоты, причем вход введенного управляемого генератора подключен к выходу введенного фазового детектора, первый вход которого подключен к гетеродину радиоприемника, выход к входу управляемого генератора, а второй вход подключен к выходу дополнительно введенного второго блока переноса частот, первый вход которого подключен к выходу управляемого генератора, а второй вход к выходу дополнительно введенного генератора.