Способ измерения девиации частоты Советский патент 1983 года по МПК G01R29/06 

Изобретение относится к импульсной технике. Известен осциллографический метод измерения девиации частоты, заключающийся в измерении экстремальных мгновенных астот и средней частоты частотно-модулированного колебания Е Недостатком известного способа является пригодность его только для измерения сигнгша с большим индексом модуляции. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ измерения девиации частоты, заключающийся в том, что устанавливают промежуточную частоту преобразованного частотно-модулированного сигнала, равной нулр, изменяют фазу гетеродинного сигнала до совпадения преобразованного сигнала с нулевым уров нем при снятой мс уляции с входного сигнала, отмечают, значение амплитуды преобразованного сигнала при наличии модуляции, изменяют промежуточ ную частоту преобразованного сигнала изменяют амплитуду преобразованного при снятой модуляции сигнала до совпадения ее с первонача льно отмеченным уровнем, определяют соотношение амплитуд N .двух преобразованных си1- налов: первого при нулевой промежуточной частоте и модулированном входном сигнале и второго при промежуточной частоте, не равной нулю. и немодулированном входном сигнале, вычисляют девиацию частоты 2 по формуле .. 3 FP .Fo(rcsih N, где /3 - индекс модуляции; F частота модулированного сиг нала. Однако способ требует сложной аппаратурной реализации и применим только для гармонических модулирующих сигналов и ограничении индекса величиной А. , так как при любом 7г р , - -амплитуда преобразованного частотно-модулированного (ЧМ) сигна ла равна амп гитуде преобразованного немодулированного сигнала при проме жуточной -частоте, не равной нулю, и отношении амплитуд N 1, и не зави,сит от величины, девиации частоты. . Цель изобретения - упрощение спо соба при расширении его функциональ ных возможностей и диапазона измеря мых индексов модуляции. Поставленаа:я цель достигается тем,что в способе измерения девиаци частоты путем переноса сигнала на нулевую промежуточную частоту изменения и фиксации фазы гетеродинного cHrHaha до совпадения преобразованкого сигнала с нулевым уровнем при снятой модуляции и повторной модуляции входного сигнала после повторной модуляции входного сигнала изменяют и фиксируют фазу гетеродинного сигнала до совпадения экстремального значения преобразованного с нулевым уровнем, а девиацию частоты определяют по разности фаз гетеродинного сигнала и числу пересечений преобразованным частот.но-модулированным сигналом максимального, минимального и нулевого уровней за четверть периода модуляции, исключая первое. На фиг.1 приведены эпюры сигналов, поясняющие выполнение операций способа; на фиг.2 - структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа. . Устройство для реализации предлагаемого способа содержит последовательно соединенные фазбвый детектор 1, фильтр 2 нижних частот (ФНЧ), гетеродин 3, фазовращатель 4 с подключенным параллельно, ему фазометром 5, фазовращатель 6, преобразователь 7 частоты, фильтр нижних частот 8 -и осциллограф 9., Способ реализуется следующим способом. Частота гетеродина 3 устанавливается равной средней частоте входного частотно-модулированного (ЧМ) сигнала, т.е. средняя промежуточная частота на выходе преобразователя 7 частоты равна нулю. При этом ФНЧ 2, частота среза которого меньше частоты модулирующего сигнала, устраняет из напряжения, управляющего частотой гетеродина 3, частотные составляющие, определяющие закон ЧМ, что исключает демодуляцию преоб- разованного ЧМ сиу-нала. После снятия модуляции с входного сигнала, сигнал, подаваемый на ос-. циллограф 9, является постоянным напряжением, уровень которого равен e(t)U,yf(4o) где ООРИ - амплитуда преобразованного ЧМ сигнала; Vfl - начальный фазовый сдвиг. Предварительно установив фазовращатель 4 в нулевое положение, с помсяцью фазовращателя 6 изменяют фазу гетеродинного сигнгша до совпадения преобразованного сигнала с нулевым уровнем, т.е. линия, наблюдаемая на экране осциллографа 9, устанавливается на линию визира осциллографа 9. / При этом e(t) Uon4f( o где V - фазовый сдвиг, вносимый фазовращателем 6. При включении модуляции сигнал на экране осциллографа 9 в случае ft имеет вид, показанный на фиг.la.

Изменяют фазу гетеродинного сиг- нала фазовращателем 4 до совпадения экстремального значения (например, максимума) преобразованного сигнала с нулевым уровнем, т.е. с линией визира осциллографа 9 (фиг.1). При этом фазометром 5 измеряется сдвиг фазы гетеродинного сигнала, вносимый фазовращателем 4, f f который в этом случае непосредствен, о равен . индексу модуляции /j , так как

,o,xte(t)J Uon4(p+VV/ S . --iJonM H-o- V,)

т.е. ..

JT - Если -2- ft4Ji , эпюра сигнала на

входе осциллографа 9 имеет вид, показанный на фиг.18. При этом фазу гетеродинного сигнала изменяют таким образом, чтобы экстремальное значение, например т. А, преобразованного сигнала вначале приблизилась к амплитудному значению этого сигнгша, т.е. к линии БВ, а затем к нулевому уровню, т.е. к линии визира ос- циллографа 9 ГД (фиг. 1г). Если же / изменять фазу гетеродинного сигнала таким образом, что т. А перемещается кратчайшим путем к линии ГД (фиг.13),то в случае показания фазо(метра 5 f связаны с индексом модуляции соотношением .

p, -|if| + jr

В общем случае, при любых значеНиях /5 (фиг.1е), перемещая т. А н% эк|ране осциллографа 9 кратчайшим пу ,г&л к линии визира, получают пока-- зания фазометра 5, связанные с ин. дексом модуляции формулой .

,. )l-(1,)l .

где / - показания фазометра 5;

гЛ Л етное)

xll (к - нечбтное). к - число пересеченийпреобразованid ным ЧМ сигналом максимального, мини мального и нулевого уровней за четверть периода модуляции, исключая первую (нулевую) точку.

В качестве примера на фиг.1в J5 покаэ ан преобразованный ЧМ сигнал

при 2Ti , при этом число точек

пересечений равно четырем.

Определяют девиацию частоты ло

20 ,формуле

)(/J.(1..xA)|.

25 Таким образом, благодаря тому, что измеряют фазу гетеродинного сигнала в двух случаях; первом - при немодулированном входном сигнале и уровне преобразованного сигнала, равном нулю, и втором - при модулирован30ном входном сигнале и экстремальном значении преобразованного сигнала, совпадающем с нулевым уровнем, упрощается способ измерений, расширяется диапазон измеряемых индексов мо35 дуляции и расширяются функциональные возможности способа, так как снижаются требования к форме входного сигнала и величине нелинейных искажений, вносимых преобразователем

40 частоты.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ путем переноса сигнала-на нулевую промежуточную частоту изменения и фиксации фазы гетеродинного , сигнала до совпадения преобразованного сигнсша с нулевым уровнем при снятой модуляции и повторной модуляции входного сигнала, отличающ и и с я тем/ что, с целью упрощения способа при расширении его функциональных возможностей и диапазона измеряемых индексов модуляции, после повторной модуляции-входного сигнала изменяют и фиксируют фазу гетеродинного сигнёша до совпсщения экстремального значения преобразованного сигнала с нулевым уровнем, а девиацию частоты определяют по разности фаз гетеродинного сигнала и числу пересечений преобразованным частотно-модулированным сигналом максимального, минимального и нулевого уровней за четверть периода модуляции, исключая первое. (Л ел со о to