Устройство для контроля частотных генераторов с линейной частотной модуляцией Советский патент 1984 года по МПК G01R23/00 

1 Изобретение относится к радиоиэм .рительной технике и может быть испол зовано для проверки и настройки ген раторов с линейной частотной модуля цией . Известно устройство для контроля генераторов с линейной частотной модуляцией содержащее последовател но соединенные модулятор;, управляемый генерат.ор, линию задержки, смеситель, второй вход которого подклю чен к выходу управляемого генератора непосредственно, усилитель-ограничитель, дифференцирующую цепь, счетчик, дополнительный блок сравне- ния, временной дискриминатор, основ ной счетчик числа импульсов, а такж блок управления, формирователь эталонных импульсов и генератор счетны ИМПУЛЬСОВ, ппичем вход блокд управле ния подключен к выходу модулятора, а выходы его - к входам формирователя эталонных импульсов и дополнитель ного блока сравнения, второй вход формирователя эталонных импульсов подключен к выходу дополнительного блока сравнения, а выход - к второму входу временного дискриминатора, выход генератора счетных импульсов подключен к третьему входу временного дискриминатора L1 JОднако техническая реализация этого устройства при мальгх скоростях частотной модуляции сложна из-за требования большой частотно-независимой задержки. Величина задержки должна быть такой, чтобы обеспечивалась необходимая разность частот на выходе смесителя. Имеют место неконт ролируемые участки в начале и конце частотно-модулированного радиоимпульса. Устройство имеет небольшие пределы измерения нелинейности модуляционной характеристики ограниченные частотными свойствами узлов, начиная с усилителЯ Ограничителя,Конт4, роль линейности изменения частоты производится дискретно, т.е. не обес печивается непрерывный контроль модуляционной характеристики,. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности, модуляционных характеристик частотно- модулированн ых I (ЧМ) генераторов, содержащее последовательно соединенные делитель частоты, генератор -пилообразного напряжения. 0 ЧМ генератор, первый основной смеситель, первый основной усилитель, второй основной смеситель и второй основной усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к входу частотного детектора, первый вход которого подключен к первому входу основного смесителя, второй вход первого смесителя подключен к йыходу модулятора, первый вход которого через блок задержки соединен с выходом ЧМ генератора, последова- тельно соединенные интегратор, видеоусилитель и индикатор, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты, последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель сигнала ошибки, блок управления и гетеродин, выход которого подключен к входу частотомера, а также генератор высокой частоты, выход которого соединен с входом делителя частоты, с вторым входом модулятора и через фазовращатель - с третьим входом мо дулятора, первый и второй переключатели, последовательно соединенные дополнительный смеситель и дополнительный усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные умножитель частоты и дополнительный частотный детектор, выход которого подключен к первым входам первого и второго переключателей, вторые входы которых соединены с выходом основного частотного детектора, причем выход первого генератора подключен к входзфильтра нижних частот, выход второго переключателя соединен с входом интегратора, первый вход дополнительного смесителя подключен к выходу генератора высокой частоты,, выход дополнительного усилителя промежуточной частоты соединен с вторьм входом второго основного смесителя, а вход умножителя частоты подключен к входу ог-новного частотного детектора . Диапазон допустимых- скоростей перестройки ЧМ.генератора, характеистики которого измеряются, принципиально ограничен возможным-диапазоном перестройки используемого гетероина в -цепи. системы импульсной автоподстройки частоты. Гетеродин должен меть электроннз/то перестройку по частоте, существующие же генераторы с электронной перестройкой имеют диаазон перестройки частоты не более одной октавы.

31

Пределы измерения модуляционных характеристик ЧМ генератора ограничены пределами и линейностью характеристик частотных детекторов. Частотные детекторы работают в прототипе на низкой второй промежуточной частоте, которая суп1,ественно ниже частоты ЧМ генератора, а характеристика частотного детектора линейна лишь в пределах ±10% f, где „ро. частота настройки детектора. Следовательно , пределы измерения нелинейносT i модуляционных характеристик ЧМ генератора не превьппают единиц процентов от частоты ЧМ. генератора.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений скорости перестройки частоты и расширение пределов измерения нелинейности модуляционных характеристик.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, контролируемый генератор, линию задержки, смеситель, усилитель-ограничитель, а также модулятор одной боковой, первый вход Которого соединен с выходом контролируемого генератора-, а выход - с вторым входом смесителя, индикатор, первый вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряI

жения, опорный генератор, выход которого соединен с вторым входом модулятора одной боковой,, введены фазовый детектор, блок вычитания и масштабирующий усилитель, первый вход фазового детектора соединен с выходом усилителя-ограничителя, а второй с выходом опорного генератора, первый вход блока вычитания соединен с выходом фазового детектора, а выход - с вторым входом индикатора, вход масштабирующего усилителя соединен с выходом генератора пилообразного .напряжения, а выход - с вторым входом блока вычитания.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, контролируемый генератор 2, линию 3 задержки, модулятор 4 одной боковой, масштабирующий усилитель 5, смеситель 6, усилитель-ограничитель 7, опорный генератор 8, фазовьй детектор 9, блок вычитания 10, индикатор 11 о

95ДО4

Выход генератора 1 пилообразного напряже1 ия подключен к управляющему входу контролируемого генератора 2 , к первому входу индикатора 11 5 и через масштабирующий усилитель 5

к одному из входов блока вычитания 10. Выход контролируемого генератора 2 подключен к входам линии 3 задержки и модулятора 4 одной боковой, 0 выходы которых подключены к входам смесителя 6. Выход смесителя 6 подключен через усилитель-ограничитель 7 к одному из входов фазового детектора 9. Выход опорного генератора 8 5 подключен к модулирующему входу модулятора 4 одной боковой и к другому входу фазового детектора 9. Выход фазового детектора 9 подключен к вто рому входу блока вычитания. Выход 0 блока вычитания 10 подключен к второму входу индикатора 11.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал контролируемотч) генера5 тора 2, перестраиваемого по частоте генератором 1 пилообразного напря- . жения, поступает на смеситель 6 через линию 3 задержки и моду.лятор 4 одной боковой. Сигналы на входах смесителя 6 сдвинуты по частоте на величину,, равную частоте опорного генератора 8. Начальная фаза сигнала на выходе линии 3 задержки линейно зависит от частоты контролируемого генератора 2. Следовательно, на выходе смесителя 6 имеется сигнал промежуточной частоты, равной частоте опорного генератора 8, начальная фаза которого линейно зависит от частоты контролируемого генератора 2. азовый детектор 9 выделяет эту разность фаз /i4 мТ: , где fj- величина задержки сигнала.

При линейной частотной модуляции контролируемого генератора ,2 напряжение на выходе фазового детектора 9 также линейно. Отклонение закона частотной модуляции от линейного вызывает пропорциональное отклонение от линейности выходного напряжения фазового детектора 9, являющегося дискриминатором ключевого типа.

Напряжение генератора 1 пилообразного напряжения масштабируется в-масштабируюшем усилителе 5 таким образом, чтобы размах напряжения с выхода масштабирующего усилителя 5 был равен размаху напряжения с выхода фазового детектора 9. В этом случае напряжение на выходе блока вычитания 10 прямо пропорционально отклв нению закона частотной модуляции от линейного и индицируется в форме непрерьшной зависимости индикатором 11, представляющий собой электронно-лучевую трубку, на горизонтальные пластины которой подается пи лообразное Напряжение, пропорциональ ное частоте контролируемого генера-: тора 2, а на вертикальные - напряжение с выхода блока вычитания 10, пропорциональное отклонению закона частотной модуляции от линейного. Величина задержки Tj в линии 3 ,задержки выбирается.таким образом, чтобы изменение сдвига фаз л Ч в диапазоне частот, в том числе,и за счет отклонений.-закона модуляции от линейного, не превмпала 360°, т.е.; ffj Такая задеряиса легко реализуется радиочастотным ткабелам. Например если частота контролируемого генера тора 2 изменяется при МОДУЛЯЦИИ от 100 до 200, МГц, то . с реапизуется кабелем длиной всего Уус Ю с-3-10 м/с .. Никакой узел предложенного устройства не требует перестройки при изменении скорости частотной модуляции, следовательно, ограничения по диапазону скоростей перестройки, обусловленные в прототипе ограниченным диапазоном перестройки гетеродина, отсутствуют. Предель измерения закона частотной модуляции в предложенном устройстве могут составлять до 100%.от частоты контролируемого генератора 2. Для этого необходимо выбрать время задержки в линии 3 задержки таким образом, чтобы изменение разности фаз при линейной модуляции- сигналов на входах смесителя 6 не превышало 180. В этом случае, ДОЛУсТИМЫ отклонения от линейности, равные текущей частоте контролируемого генератора 2, поскольку суммарный сдвиг -фаз за счет линейной модуляции и отклонений частоты от линейности не превышает 360°, т.е. соблюдается требование выр.ажения (1) . Предложенное устройство позволяет производить измерения отклонений з.акона частотной модуляции от линейного в том же диапазоне настот в 5-200 МГц с точностью 3%. Возможно снижение погрешности измерения до 1% при уменьшении пределов измерения до 2,5-100 МГц.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЧАСТОТНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ-С ЛИНЕЙНОЙ -ЧАСТОТНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащее, последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, контролируегФй генератор, линию задержки, смеситель, усилитель-ограничитель, а также модулятор одной боковой, первьй вход которого соединен с выходом контролируемого генератора, а выход - с вторым входом смесителя, индикатор, первый вход которого соединен с выходом гененатора пилообразного напряжения, опорный генераторj выход которого соединен с вторым входом модулятора одной боковой, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений скорости перестройки частоты и расширения пределов измерения нелинейности модуляционных характеристик, в него введены блок вычитания и масштабирующий усилитель, фазовый детектор, первый вход фазового детектора соединен с выходом усилителя-ограничителя, а второй -.с выходом опорного генератора, первый 2 вход блока вычитания соединен с выходом фазового детектора а выход с вторым входом индикатора, вход масштабирующего усилителя соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход - с вторьи входом блока вычитания.