Устройство для измерения девиации частоты,возникающей при паразитном преобразовании амплитудной модуляции в частотную Советский патент 1985 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано при улучшении параметров при емников радиосигналов. Цель изобретения - повьшение быс родействия за счет полной автоматизации измерений и представления результатов измерений в цифровой фо ме. На чертеже представлена блоксхема устройства для измерения девиации частоты, возникающей при пар зитном преобразовании амплитудной модуляции в частотную, Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 модулирующего напряжения, генератор 2 амплитудно-модулированных колебаний и измеритель 3 девиации частоты, дополнительный выход источника 1 модулирующего напряжения соединен через умножитель 4 частоты с входом формирователя 5 тактовых импульсов, выходы которого соединены с тактовы ми входами формирователя 6 цифровых опорных сигналов, цифровых интеграторов 7 и 8 счетчика 9 и аналогоцифрового преобразователя (АЦП) 10, вход которого соединен с выходом измерителя 3 девиации частоты, синхронизирующий вход которого соединен через переключатель 11 частоты гетеродина с первым выходом генератора 12 управляющих импульсов, второй выход которого соединен с установочным выходом счетчика 9, первый и второй выходы которого сое динены с установочными входами интеграторов 7 и 8, а третий выход соединен с синхронизирующими входами сумматоров 13 и 14 и блоков 15 и 16 памяти, кодовые выходы которых соединены с входами сумматоров 13 и 14 соответственно, кодовые выходы которых соединены через квадраторы 17 и 18 с соответствующими входами сумматора 19, выходы которого через блок 20 извлечения квадратного корня соединены с входами индикатора 21, кодовые выходы интеграторов 7 и 8 соединены с кодовыми входами блоков 15 и 16 и сумматоров 13 и 14 соответственно, а кодовые входы соединены с кодовьпчи выходами перемножителей 22 и 23, входы каждого и которых соединены с кодовыми выхода ми формирователя 6 и АЦП 10. Устройство работает следующим образом. Гармонический сигнал с выхода источника модулирующего напряжения 1 подают на модулирующий вход генератора 2 амплитудно-модулированных колебаний, на выходе которого при этом получается амплитудно-модулированное колебание с требуемым коэффициентом модуляции (как правило, измерения производят при коэффициенте модуляции 0,3). Это колебание подают на вход измерителя 3 девиации частоты. В генерйторе амплитудно-модулированньос колебаний 2 и в измерителе 3 девиации частоты происходит преобразование амплитудной модуляции в частотную, поэтому на выходе измерителя 3 девиации частоты появится колебание и.(t), представляющее собой сумму паразитной частотиой модуляции, возникающей в генераторе 2 амплитудно-модулированных колебаний, и паразитной частотной модуляции, вызванной преобразованием амплитудной модуляции в частотную в измерителе 3 девиации частоты (i) ( )f4f cos (Й + Ч ), . где 4{р - паразитная девиация частоты, возникающая в генераторе 2 амплитудно-модулированньк колебаний; - паразитная девиация частоты, возникающая в результате преобразования амплитудной модуляции в частотную в измерителе 3 девиации частоты. С выхода измерителя 3 девиации частоты колебание U (t) подают на аналого-цифровой преобразователь, в котором происходит преобразование аналогового сигнала в последовательность кодов с шагом дискретизации, определяемым тактовыми импульсами, поступающими на второй вход аналого-цифрового преобразователя 10 с формирователя 5 тактовых импульсов. Тактовые импульсы формируют из модулирующего колебания с выхода источника модули ующего напряжения 1 путем умножения его частоты в умножителе 4 частоты на п . Число п выбирают исходя из требуемого количества отсчетных тоЧ&к в периодическом колебании на выходе аналого- цифрового преобразователя 10, необходимых для спектрал ного анализа этого колебания. Одновременно с этим тактовые им пульсы с формирователя 5 тактовых и пульсов подают на формирователь 6 цифровых опорных сигналов, на выходах которого формируются два цифровых опорных сигнала, цифровой код которых прямо пропорционален з1п(2Ь и cos (), где k 1,2,3,...,m 4-fc - - шаг дискретизации. В цифровь1х перемножителях 22 и 23 квадратурных каналов измерений происходит перемножение цифровых ко дов опорных сигналов с цифровым кодом сигнала U(t). В цифровых ийтеграторах 7 и 8, представляющих собой реверсивные счетчики кодов, происходит сложение с учетом знака поступающих друг за другом кодов чи сел с выходов цифровых перемножителей 22 и 23 за период модулирующего колебания. Считывание кодов осущест ляется в моменты прихода тактовых импульсов с выхода формирователя 5 тактовых импульсов. Начало и коне счета задаются с помощью счетчика 9 импульсов, отсчитьшающего .hi тактовых импульсов: начало счета определяется моментом обнуления счетчика 9 импульсов с помощью генератора 12 управляющих импульсов, а конец - мо ментом переполнения счетчика 9 импульсов. Кроме того, импульс переполнения счетчика 9 дает команду на считывание кода с выхода цифровых интеграторов 7 и 8 в блоки 15 и 16 памяти 5Iu(b)cos() Ь X()sin(flfcAi). Таким образом, в блоках 15 и 16 записываются коды чисел а и Ь . После этого при переключении генератора 12 управляющих импульсов в другое состояние с помощью переключателя 11 измеритель 3 девиации частоты перестраивают на зеркальный канал. Сигнал на входе аналого-цифрового преобразователя 10 имеет вид U2ti) -4,cos(bY)(, 61 . 4 т.е. при этом паразитная частотная модуляция, возникающая в генераторе 2амплитудно-модулированных колебаний, меняет свой знак на противоположный, а паразитная частотная модуляция, возникающая в измерителе 3девиации частоты остается без изменений. Аналогично описанному на выходах цифровых интеграторов 7 и 8 получают коды прямого преобразования Фурье для колебания Uz(t): - m ц (fcAtJcos( (1сл). При этом в момент перестройки измерителя девиации частоты на зеркальный канал импульсом с генератора 12 управляющих импульсов осуществляют обнуление счетчика 9 импульсов, который в свою очередь обнуляет цифровые интеграторы и разрешает счет кодов складываемых чисел с выходов цифровых перемножителей 22 и 23. В момент переполнения счетчика 9 импульсов считывание и сложение кодов чисел прекращается и подается команда в сумматоры 13 и 14 на считывание кодов с выходов блоков 15 и 16 памяти и с выходов цифровых интеграторов 7 и 8, а также подается команда на запись в блоки 15 и 16 кодов новых чисел с выходов цифровых интеграторов 7 и 8. В сумматорах 13 и 14 происходит вычитание кодов с выходов цифровых интеграторов 7 и 8 из кодов с выходов блоков 15 и 16. Вычитание кодов производят при измерении паразитной девиации частоты в генераторе 2 амшштудно-модулированных колебаний, а сложение - при измерении паразитной девиации частоты в измерителе 3 девиаций частоты. При переключении генератора 12 правляющих импульсов из одного сосояния в другое при перестройке змерителя 3 девиации частоты с рямого канала на зеркальный и наобоот на выходах интеграторов 7 и 8 удут получаться коды паразитной евиации частоты, соответствующие астройке измерителя 3 девиацииастоты, а на выходах блоков 15 и 16 будут считьюаться. коды паразитной

девиации частоты, .записанные при предыдущем счете, т.е. при другой настройке измерителя 3 девиации частот. При Этом на выходах будут появляться коды чисел

b, ± b.

а а.

В квадраторах 17 и 18 коды а и b возводят в квадрат, а затем в сумматоре 19 их скла,цывают и из результата в блоке 20 извлечения квадратного корня извлекают квадратный корень

с Ya2 + Ь2

Таким образом, на вход индикатора 21 поступает код сигнала, прямо пропорционального амплитуде первой

5 гармоники паразитной девиации частоты, возникающей в генераторе 2 амплитудно-модулированных колебаний или возникающей в измерителе 3 девиации частоты. При измерении преобразования амплитудной модуляции в частотную по второй и другим гармо никам в данном устройстве необходимо только изменить коды цифровых опорных сигналов в блоке 6.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕВИАЩШ ЧАСТОТЫ, ВОЗНИКАЮЩЕЙ ПРИ ПАРАЗИТНОМ ПРЕОБРАЗОВАНИИ АГШЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ В ЧАСТОТНУЮ, содержащее последовательно соединенные источник модулирующего напряжения, генератор амплитудно-модулированных колебаний и измеритель девиации частоты, о тличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия, в него введены генератор управляющих импульсов, переключатель частоты гетеродина, умножитель частоты, аналого-цифровой преобразователь, формирователь цифровых опорных сигналов, формирователь тактовых импульсов, счетчик импульсов, два цифровых интегратора, два перемножителя, три сумматора, два блока памяти, два квадратора, блок извлечения квадратг ного корня и индикатор, причем дополнительный выход источника модулирующего напряжения соединен через умножитель частоты с входом формирователя тактовых импульсов., выходы которого соединены с тактовыми входами формирователя цифровых опорных сигналов, первого и второго цифровых интеграторов, счетчика, аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом измерителя девиации частоты, синхронизирующий вход которого соединен через переключатель . частоты гетеродина с первым выходом генератора управляющих импульсов, второй вход которого соединен с устаi новочным входом счетчика, первый и второй выходы которого соединены (Л с установочными входами первого и второго интеграторов, а третий - с синхронизирующими входами первых двух сумматоров и блоков памяти, кодовые выходы которых соединены с первыми кодовыми входами указанных сумматоров соответственно, кодовые выходы vj которых соединены через квадраторы с Q5 соответствующими входами третьего Ю сумматора, выходы которого через блок 05 извлечения квадратного корня соединены с входами индикатора, при этом кодовые выходы каждого из интеграторов соединены с кодовыми входами соответствующих блоков памяти и вторыми кодовыми входами первого и второго сумматоров, а кодовые входы - с кодовыми выходами соответствующих перемножителей, входы каждого из которых соединены с соответствующими выходами аналого-цифрового преобразователя и формирователя цифровых опорных сигналов.