Устройство для получения калиброванных значений девиации частоты Советский патент 1985 года по МПК G01R23/00 

2. Устройство по п. 1, отличающееся TcMs что, блок автоматической регулировки девиации частоты содержит вычитатель, преобразователь Код-число импульсов и реверсивный счетчик, причем первый и второй кодовые входы вычитателя являются соответственно первым и вторым кодовыми входами блока автоматической регулировки девиации частоты кодовый выход вычитателя соединен с кодовым входом преобразователя Кодчисло импульсов , сигнальный вход которого является сигнальным входом блока автоматической регулировки девиации частоты, первый и второй выходы преобразователя Код-число импульсов подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетвыход которого является

чика

кодовым выходом блока автоматической регулировки девиации частоты.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, блок автоматической регулировки девиации частоты содержит второй, третий и четвертый управляемые делители частоты и второй электронно-счетный частотомер, выход которого, являющийся кодовым выходом блока, подключен к управляющим входам четвертого управляемого делителя частоты, к первому входу второго электронно-счетного частотомера подключен выход второго управляемого делителя частоты, управляющие входы которого являются вторым кодовым входом блока, а сигнальный вход второго управляемого делителя частоты, объединенный с сигнальным входом третьего управляемого делителя частоты, является сигнальным входом блока, первым кодовым входом блока являются управляющие входы третьего управляемого делителя частоты,выход которого Через четвертый управляемый делитель частоты подключен к второму входу второго электронно-счетного частотомер

,1.. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАЛИБРОВАННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ, содержащее генератор модули рующего напряжения, генератор частот но-модулированного сигнала, преобразователь частоты и первый электронно-счетный частотомер, о т л и ч ающе еся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены делитель частоты, уп- равляемьй аттенюатор, задатчик закона модуляции, первый управляемый делитель частоты, задатчик девиации и .блок автоматической регулировки девиации частоты, причем генератор модулирующего напряжения подключен к первому входу первого электронносчетного частотомера через последо t/г./ В Вательно соединенные управляемый аттенюатор, генератор частотно-модулированного сигнала, преобразователь частоты и делитель частоты, к второму входу первого электронно-счетного частотомера подключен выход первого управляемого делителя частоты, сигнальный вход которого соединен с сигнальным входом блока автоматической регулировки девиации частоты и с выходом опорной частоты первого электронно-счетного частотомера, кодовый выход задатчика закона модуляции под;ключен к управляющим входам первого управляемого делителя частоты, первый кодовый вход блока автоматической регулировки девиации частоты соединен с кодовым выходом задатчика девиации, а второй кодовый вход с кодовым выходом первого электронно-счетного частотомера, кодовый выход блока автоматической регулировки девиации частоты подключен к управляющим входам управляемого аттенюатора, выходом устройства является выход генератора- частотно-модулированного сигнала.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для поверки измерителей девиации частоты.

Известно устройство для поверки измерителей девиации частоты, содержащее последовательно соединенные генератор модулирующего напряжения, управляемый аттенюатор, генератор частотно-модулированного сигнала и анализатор спектра и, кроме того, содержащее блок формирования кода девиации частоты, вход которого подключен к выходу источника модулирующего напряжения, а кодовый выход - к кодовому входу управляемого аттенюатора l .

Недостатком данного устройства является низкая точность измерений из-за влияния нестабильностей параметров генератора модулирующего напряжения и генератора частотно-модулированного сигнала на получаемые значения девиации частоты.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для получения калиброванных значений девиации

частоты, содержащее последовательно соединенные генератор модулирующего напряжения, генератор частотно-модулированного сигнала, первый усилитель, змножитель частоты, преобразователь частоты, второй усилитель и электронно-счетный частотомер 2l .

Недостатками известного устройства являются низкая точность и малое быстродействие, так как влияни нестабильности амплитуды модулирующего напряжения и дрейф параметров частотно-модулированного генератора, связанный с изменениями температуры и колебаниями питающих напряжений, приводят к отклонениям девиации частоты от установленного значения. Поэтому необходима ручная подстройка уровня модулирующего напряжения, что увеличивает время измерений. Кроме того, устройство не обеспечивает прямопоказывающей индикации при различных законах модуляции, что требует пересчета 1 полученных значений и увеличивает время измерений и снижает производительность. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем,что в устройство для получения калиброванных значений девиации частоты, содержащее генератор модулирующего напряжения, генератор частотно-модулированного сигнала, преобразователь частоты и первый электронно-счетный частотомер, лведены делитель частоты, управляемый аттенюатор, задатчик закона модуляции, первый управляемый делитель частоты, задатчик девиации и блок автоматической регулировки девиации частоты, причем генератор модулирующего напряжения подключен к первому входу первого электронно-счетного частотомера через последовательно соединенные управляемый аттенюатор, генератор частотно-модулированного сигнала, преобразователь частоты и делитель частоты, к второму входу первого электронно-счетного частото мера подключен выход первого управляемого делителя частоты, сигнальный вход которого соедкиен с сигнал ным входом блока автоматргческой регулировки девиации частоты и с вы ходом опорной частоты первого электронно-счетного частотомера, кодовый выход задатчика закона модуляции подключен к управляющим входам первого управляемого делителя частоты, первый кодовый вход блока автоматической регулировки девиации частоты соединен с кодовым выходом задатчик девиаций, а второй кодовый вход с кодовым вь1ходом первого электронно-счетного частотомера, кодовый вы ход блока автоматической регулировк девиации частоты подключен к управляющим входам управляемого аттенюатора, выходом устройства является в ход генератора частотно-модулирован ного сигнала. В первом варианте блок автоматич кой регулировки девиации частоты со держит вычитатель, преобразователь код-число импульсов и реверсивный счетчик, причем первый и второй кодовые входы вычитателя являются соот-55равляемый делитель 8 частоты, задатветственно первым и вторым кодовымичик 9 девиации и блок 10 автоматичесвходами блока автоматической регули-кой регулировки девиации частоты

ровки девиации частоты, кодовый вы-(ВАРДИ) 1 ход вычитателя соединен с кодовым входом преобразователя код-число импульсов, сигнальный вход которого является сигнальным входом блока автоматической регулировки девиации частоты, первый и второй выходы преобразователя код-число импульсов подключены.соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, выход которого явля«ется кодовым выходом блока автоматической регулировки девиации частоты. Во втором варианте блок автоматической регулировки девиации частоты, содержит второй, третий и четвертый управляемые делители частоты и второй электронно-счетный частотомер, выход которого, являющийся кодовым выходом блока, подключен к управляющим входам четвертого управляемого делителя частоты, к первому входу второго электронно-счетного частотомера подключен выход второго управляемого делителя частоты, управляющие входы которого являются вторым кодовым входом блока, асигнальный вход второг.о управляемого делителя частоты, соединенный с сигнальным входом третьего упранляемохо делителя частоты, является сигнальным входом блока, первым кодовым входом блока яв- ляются управляющие входы третьего управляемого делителя частоты, выход которого через четвертый управляемый делитель частоты подключен к второму входу второго электронно-счетного частотомера. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для получения калиброванных значений девиации частоты; на фиг. 2 - структурная схема,блока автоматической регулировки девиации частоты по первому варианту; на фиг. 3 - то же, по второму варианту. Устройство для получения калиброванных значений девиации частоты содержит генератор 1 модулирующего напряжения, управляемый аттенюатор 2, генератор 3 частотно-модулированного сигнала, преобразователь 4 частоты, делитель 5 частоты, первый электронно-счетный частотомер (ЭСЧ) 6, задатчик 7 закона-модуляции, первый упГенератор 1 модулирующего напряж ния подключен к первому входу первого элeктpoннo-cчeтнoiЧJ частотомера 6через последовательно соединенные управляемый аттенюатор 2, генератор 3 частотно-модулиро.ванного сигнала, преобразователь 4 частоты и делитель 5 частоты, к второму входу первого электронно-счетного частотомера 6 подключен выход первого управляемого делителя 8 частоты, сигнальный вход которого соедине-н с сигнальным входо блока 10 автоматической регулировки девиации частоты и с выходом опорной частоты первого электронно-счетного частотомера, кодовый выход задатчика 7закона модуляции подключен к управляющим входам первого управляемог делителя 8 частоты, первый кодовый вход блока 10 автоматической регулировки девиации частоты соединен с ко довым выходом задатчика 9 девиации, а второй кодовый вход - с кодовым выходом .первого электронно-счетного частотомера 6, кодовьш выход блока ,IО автоматической регулировки девиации частоты подключен к управляющим входам- управляемого аттенюатора 2, Блок 10 автоматической регулировки девиации частоты по первому варианту содержит вычитатель 11, лреобразователь 12 код-число импульсов и реверсивный счетчик 13 причем, первый и второй кодовые входы вычитателя 11 являются соответственно первым и вторым кодовыми входами блока автоматической регулировки девиации частоты, кодовый выход вычитателя 1 соединен с кодовым входом преобразователя 12, сигнальный вход которого является сигнальным входом блока 10 автоматической регулировки девиации частоты, иервьш и второй выходы преобразователя 12 подключены соответственно к суммирую щему и вычитающему входам реверсивнего счетчика 13, выход которого является кодовым выходом блока 10 автоматической регулировки девиации частоты.

Блок 10 автоматической регулировки девиации частоты по второму варианту содержит, второй, третий и четвертый управляемые делители 14-16 частоты, а также второй элек/тронно-счетный частотомер 17, выход которого,являющийся кодовым выходом блока 10, подкгаочен к управляюu-t

ut,

р m

М

iofpic

61

При изменении закона модуляции необходимьй коэффициент р устанавливается задатчиком 7 закона модуляции.

Одна из возможных реализаций задатчика закона модуляции представщим входам четвертого управляемого делителя частоты 16, к первому входу второго электронно-счетного частотомера 17 подключен выход второго управляемого делителя 14 частоты, управляющие входы которого являются вторым кодовым входом блока, а сигнальный вход второго управляемого делителя частоты 14, объединенный с сигнальным.входом третьего управляемого делителя 15 частоты, является сигнальным входом блока, первым кодовым входом бло.ка являются управляющие входы третьего управляемого делителя 15 частоты, выход которого через четвертый управляемый делитель 16 частоты подключен к второму входу второго электронносчетного частотомера 17. Устройство работает следующим образом. С помощью преобразователя 4 частоты несущая частота ЧМ-сигнала ; устанавливается близкой к нулю. Средняя частота Щ-сигнала fcp , поступающая на первый вход ЭСЧ 6, связана с девиацией частоты и соотношением i -i -, M cp-pm где m - коэффициент деления делнтеля 5 частоты. Коэффициент р определяется нормированным законом модуляции (5) ( -2-;rj|i(ft{)M(sii) . о J. Например, при синусоида льном законе модуляцииj(аi) insjiкоэффициент - ) при треугольном законе Р - j при модуляции меандром . На второй вход первого ЭСЧ 6 подается порная частота i первого ЭСЧ 6, еленная на Pig первым управляе)М делителем 8 частоты, В резульате показания ЭСЧ 6 пропорциональы девиации частоты и не зависят от ида закона модуляции.

ляет собой постоянное запоминающее 1 устройство (ПЗУ), собранное на мультиплексорах 133КП5, на сигнальные входы которых запаяны двоичные эквиваленты чисел 15708, 10000, 5000, реализующие коэффициент деления ofр, при МГц. В зависимости от формы модулирующего сигнала (синусоидальный, прямоугольный, треугольный) переключателем на три положения формируется код на управляющие входы мультиплексоров, и коды с его выходов поступают на управляющие входы первого управляемого делителя частоты, выполненйого, например на микросхемах типа 133PIE7.

Эффективное усреднение частоты на выходе преобразователя 4 частоты требует времени счета частотомера 6 порядка 1 с. При девиациях порядка 1 МГц число индицируемых знаков частотомера 6 равно 7-6 и является избыточным, так как погрешность метода .измерений ,1%, поэтому достаточно индицировать 4-5 знаков. Делитель 5 частоты уменьщает индицируемое значение девиации в m раз. Цри этом если 110 1 о где а , 2, 3 показания ЭСЧ численно равны девиации частоты.

Установка требуемого значения девиации частоты осуществляется с помощью задат-чика 9 девиации. При этом блок. 10 автоматической регулировки девиации частоты (БАРД4) сравнивает код Njt; , поступающий от задатчика 9 девиации частоты, с кодом приходящим от ЭСЧ 6, и вырабатывает код N д-рт , .управляющий коэффициентом передачи управляемого аттенюатора 2, причем код N j устанавливается блоком 10 автоматической регулировки девиации частоты таким образом, чтобы

н

M.i

зсч

Установка требуемого значения и стабилизация установленного значения девиации частоты осуществляется одним из двух способов.

По первому варианту используется итеративный способ автоподстройки, по второму - вычислительный.

Согласно первому варианту (фиг. 2) в вычитателе 11 формирует.ся код разности N д.{. и N., , преобразуемый затем в преобразователе 12 код-число импульсов в число импульсов, пропорциональное коду разности. В зависимости от знака разности эти импульсы поступают либо ; на суммирующий, либо на вычитающий

вход реверсивного счетчика 13. Код содержимого счетчика является управляющим для управляемого аттенюатора 2. В установившемся режиме ., а девиация частоты д

ЧМ-генератора 3

ul-Ua-S-k-Nft,T ,

где kMdTT - коэффициент передачи уп5равляемого аттенюатора 2;

Ug - величина напряжения на выходе генератора I модулирующего напряжения; 6 - крутизна модуляционной

характеристики ЧМ-генератора 3 (кГц/мВ), При изменении, например, увеличении либо модулирующего напряжения, либо крутизны модуляционной характеристики, увеличивается девиация частоты, а следовательно, и код Ng.. В результате на вход реверсивного счетчика поступает число импульсов, пропорциональное разностиН,..ц N , 0 т.е. код (7т уменьшается, что приводит к уменьшению девиации частоты.. Реверсивный счетчик 13 без сброса выполняет роль цифрового интегратора. При достижении установленного в задатчике 9 значения девиации процесс авторегулирования прекращается.

Таким образом, устройство обеспечивает автоматическую установку и стабилизацию установленного значения девгйации частоты.

Согласно второму варианту (фиг.З) на управляющие входы аттенюатора 2 подается код N с кодового вькода второго ЭСЧ 13, этот код устанавли, вает значение девиации частоты равное ;

ii,-Uo-S- -WhTT .

0 при этом код с выхода первого

ЭСЧ 6, равный .y uf , поступает на управляющие входы второго управляемого делителя 14 частоты. В результате частота импульсов, поступающих

5 на первый вход второго ЭСЧ 13, равна

4о io

i

Г .

А2- М

bit

ЭСЧ

io опорная частота ЭСЧ 6.

На второй вход второго ЭСЧ поступают импульсы г частотой

i.

62

i-«m

П1ричем коэффициент деления, равный ii реализуется третьим управляемым делителем 15 частоты, а коэффициент N д-{т - четвертым уцравляемым делителем 16 частоты.

В результате второй электронносчетный частотомер 13 зафиксирует величину

.iftz o-Na{-NftTT NH

N

TiBa 6i,-fo ° ия -Ь-НдттЧ 5-V;

После этого код f, будучи переписан в регистр памяти второго ЭСЧ Cl3) установит коэффициент передачи управляемого аттенюатора 2, равный k, Я.дтг и, следовательно, установится значение девиаций частоты, равное.1

и,..„,.„,,„.„

Таким образом, при произвольном начальном значении кода N дт-г, обусловленном изменением модулирующего напряжения или крутизны модуляционной характеристики, устройство за цикл работы устанавливает значение девиации, совпадающее с заданным. Следовательно, выполнение блока автоматической регулировки девиации частоты по второму, варианту обеспечивает более высокое быстродействие устройства.

Предложенное устройство позволяет; повысить точность установки и поддержания калиброванных значений девиации частоты, а также обеспечивает повьшение производительности труда при поверочных работах и, кроме того, обеспечивает прямопоказвающую индикацию при различных законах модуляции.

Л

ptf г. 2

(pifi.3