Измеритель фазовых флуктуаций Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 G01R23/00 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть применено для измерений фазовых (частотньк) флуктуации немодулированных генерато ров, работающих в широком частотном диапазоне. Цель изобретения - расширение диа пазона измеряемых частот. На чертеже показана блок-схема измерителя. Измеритель фазовых флуктуации содержит широкополосный фазовращатель смесители 2 и 3, умножители 4 и 5 частоты, частотные дискриминаторы 6 7, фильтры 8 и 9 нижних частот, сумматор 10, опорный генератор 11 и индикатор 12. Измеритель состоит также из двух каналов, первый из которых содержит последовательно соединенные смеситель 2, умножитель частоты 4, частотный дискриминатор 6 и фильтр 8 нижних частот, выход которого соединен с первым входом сумматора 10.Вто рой канал содержит широкополосный фазовращатель 1, выходом соединенный с сигнальным входом смесителя 3, выход которого через последовательно соединенные умножитель 5 частоты, частотный дискриминатор 7 и фильтр 9 нижних частот соединен с вторым входом сумматора 10. При этом выход опо ного генератора 11 соединен с гетеро динным входом смесителя 3 и сигнальным входом смесителя 2, гетеродинный вход которого объединен с входом широкополосного фазовращателя 1 и является входом измерителя, а выход сумматора 10 подсоединен к индикатору 12. Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал A, ) (1) содержащий фазовые флуктуацииtf,,(t) , поступает непосредственно на гетеродинный вход смесителя 2 первого кана ла измерителя и через широкополосный фазовращатель 1, обеспечивающий постоянный фазовый сдвиг 180 для всех составляющих спектра сигнала (1), на сигнальный вход смесителя 3 второ го канала измерителя. Сигнал опорного генератора 11, со держащий собственные фазовые шумы , -I- (f/t) (2) Uon А, подается непосредственно на гетеродинный вход смесителя 3 второго канала измерителя и на сигнальный вход смесителя 2 первого канала. Сигнал (1) после фазовращателя 1 принимает вид ,t -Cf,(t) + А, sin ы.р, где К - коэффициент передачи фазовращателя 1; Чыф фазовые флуктуации, вноси мые фазовращателем 1. Сигнал на выходе смесителя 2, содержащего полосовой фильтр, выделяющий разностную частоту бо - W, с боковыми составлякщими спектра фазовых шумов, может быть записан в виде смГ Кем;Ао «in((0,)t +Ср„(О + (t)%M), а на выходе смесителя 3 в виде UCM sin(«,-w,)t -ь + t(tK4x(t) +(f,,(t) Kf.Ct) - коэффициенты передачи по промежуточной частоте смесителей 2 и 3; qi (t), cfp (t) - фазовые шумы, вносимые смесителями 2 и 3; Кф- коэффициент передачи фазовращателя 1. Собственные шумы сумматора 10 прямо входят в результат измерения фазовьк флуктуации Cf(t). Для снижения составляющей -погрешности, обусловленной собственными фазовыми шумами сумматора, служат умножители частоты 4 и 5, в которых производится умножение в п раз частоты и фазы сигналов (4) и (5). На выходах умножителей частоты 4 и 5 сигналы могут быть записаны в виде , + nCp(t)4 + ncf,(t)+ ncpj(t) + qg,(t) (6) sin ncunt + rSWi + n(|(t) + TUt (t) + ) + «4oM/t) -4yz(t), (7) 311 где()о-и)х промежуточная частота;- коэффициенты передаKI,,, Ку,, чи умножителей частоты 4 и 5; tfu,(t) М u(t) - фазовые шумы, вносимые умножителями частоты 4 и 5. При использовании частотных детекторов, включающих на своих выходах фильтры нижних частот и имеющих в пределах полосы спектра исследуемых шумов линейные детекторные характеристики, различающиеся на 180 , получим fl -S Гг.г. дЛО fo.atl 15 , 401 -iO( n dt- - - ,(t) Г ) J4,(t} .(t) 20 Tr IT JjWW JffyaCO При одинаковой крутизне ,, 25 частотных характеристик дискриминаторов 6 и 7 напряжение на выходе сумматора принимает вид V- 5«i| «5« i -fe-tt}, U tei jWi . шфад iJtdt J 403i 4Uu.4B,w-u,,(. 30 704 При идентичных частотных характеристиках смесителей 2 и 3, умножителей частоты 4 и 5 частотных дискриминаторов 6 и 7 выражение 9 принимает вид U.Hb-2«.,,tt),... (10) При использовании индикатора интегрирующего типа (например, милливольтметра среднеквадратичных значений) измеряемые флуктуации могут быть записаны в виде J7 ,5,o-Cf,,,(t),... (11) Cfdit), tfwcp(t). - среднеквадратичные значения составляющих сигналов. Из выражения (11) следует, что при незначительных шумах широкополосного фазовращателя 1 и сумматора 10 нетрудно выполнить условие: . , 4 « 2nS,l,,(t) Тогда (t) ,o() (12) т.е. напряжение, поступающее на индикатор 12, будет прямо пропорционально средней величине, измеряемых фазовых флуктуации Cfj, (t) .

ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВЫХ ФЛУКТУАЦИИ, содержащий два канала, каждый из которых включает смеситель, частотный дискриминатор с фильтром нижних частот, а также два умножителя частоты, сумматор и индикатор, причем выходы фильтров нижних частот соединены с входами сумматора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, в него введены широкополосный фазовращатель и опорный генератор,- причем вход измерителя соединен с входом смесителя первого канала и через широ-. кополосный фазовращатель - с входом смесителя второго канала, выход смесителя каждого канала через умножитель частоты соединен с входом частотного дискриминатора своего канала, выход опорного генератора соединен с вторыми входами смесителей, а выход сумматора соединен с индикатором. эо 06 О) о