Устройство для измерения сверхвысокой частоты Советский патент 1986 года по МПК G01R23/00 

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения сверхвысокой частоты в радиотехнических устройствах различного назначения.

Целью изобретения является растирение диапазона измеряемых частот, при одновременном увеличении быстродействия и упрощении конструкции.

На чертеже приведена структурная схема предложенного устройства.

Устройство для измерения сверхвысокой частоты содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый элемент И 2, стробоскопический смеситель 3, генератор 4 опорных частот, .вычислитель 5, последовательно соединенные цифроанапоговый прербразова-1 тель 6, гетеродин 7, смеситель 8, усилитель 9 преобразованной частоты, частотомер 10, а также последовательно соединенные первый детектор II, триггер 12 и первый одновибра- тор 13, коммутатор 14, второй одно- вибратор 15, второй детектор 16, первый счётчик 17, второй счетчик 18 и второй элемент И 19, при этом выход генератора .1 тактовых импуль-v сов подключен к первому входу первого элемента И 2, к второму входу . которого подключен выход первого одновибратора, 13, выход ; первого элемента И 2 подключен к входу циф- роаналогового преобразователя 6, выход гетеродина 7 подключен к перво му входу стробоскопического смесите- ля 3, выход усилителя 9 преобразо-: ванной частоты пoдkлючeн к входу первого детектора П, а выход частотомера 10 подключен к первому входу вычислительного устройства 5.Выход коммутатора 14 соединен с вторым входом стробоскопического смесителя 3,выходы генератора 4 опорных частот соединены с сигнальными входами коммутатора 14, к управляющему входу которого подключен выход второго одновибратора 15, выход стробоскопического смесителя 3 соединен с входом второго детектора 16, выход которого соединен с входом второго детектора 16, выход которого соединен с входом второго одно;вибратора 15, первым входом второго элемента И 19 и входом первого счетчика 17, выход триггера 12 подключен к второ- му входу второй схемы И 19, выход которой соединен с входом второго

19975

счетчика 18, выход первого счетчика

17подключен к второму входу вычислителя 5, а выход второго счетчика

18подключен к третьему входу вьгчис- 5 лителя.

Устройство для измерения сверхвысокой частоты работает следующим образом.

В исходном состоянии первый одно10 вибратор 13 под воздействием сигнала с выхода триггера 12 находится в состоянии, при котором первая схема И 2 разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 1 так15 товых импульсов на цифроаналоговый преобразователь 6. Второй одновибра- тор 15 под действием сигнала.с выхода второго детектора 16 находится в таком состоянии, что коммутатор

20 14, управляемый вторым одновибрато- ром 15, пропускает опорную частоту , , сформированную генератором 4 опорных частот, на второй вход стробоскопического смесителя 3.

25 На первьй вход смесителя 8 поступает сигнал частотой f, подлежащей изменению. На второй вход смесителя 8 поступает сигнал с выхода гетеро-т дина 7. В начальный момент работы

30 устройства частота гетеродина 7 ниже некоторой опорной частоты fj,, (которая совпадает с начальной частотой гетеродина, принятой в качестве начала отсчета его частоты),посту, пающей с выхода генератора 4 опорных частот через коммутатор 14 на второй вход.стробоскопического смесителя 3. На первый вход стробоскопического смесителя 3 поступает сигнал с выхо40 да гетеродина 7. Под действием напряжения или токи с выхода цифроаналого- вого преобразователя 6 (управляемого импульсами генератора 1 тактовых импульсов через первую схему И 2)

45 гетеродин 7 перестраивается, причем частота его увеличивается. При совпадении частоты гетеродина 7 с частотой р„ , сформированной генератором

4 опорных частот, подаваемой через О коммутатор 14 на второй вход стробоскопического смесителя 3, на выходе последнего образуется низкочастотный сигнал, который детектируется вторым детектором 16 и поступает на второй 55 одновибратор ,15. На выходе второго одновибратора 15 под воздействием приложенного сигнала формируется постоянное напряжение, которое пере3

водит коммутатор 14 в состояние, при котором на второй вход стробоскопического смесителя 3 поступает сигнал опорной частоты fon ( опг on« ) сформированный гeнepaтopo f 4 опорных частот (сигнал частоты f ощ ° входа стробоскопического смесителя 3 при j этом отключается). Гетеродин 7 под воздействием цифроаналогового преобразователя 6 продолжает перестраиваться вверх по частоте. При совпадении частоты гетеродина 7 с каждой из последующих гармоник опорной частоты о„2 выходе стробоскопического смесителя 3 появляется сигнал, который детектируется вторым детектором 16 и начинает заполнять первый счетчик 17.

В процессе возрастания частоты гетеродина 7, при достижении некоторого значения его частоты f на выходе смесителя 8 появится сигнал преобразованной частоты f , попадающий в полосу пропускания усилителя 9 преобразованной частоты и соответствующий прямому преобразованию входной частоты „ц, fj( Nfp, где N - номер гармоники частоты гетеродина 7 на котором произошло преобразование. Этот сигнал усиливается усилителем 9 преобразованной частоты, детектируется первым детектором 11 и запускает триггер 12. Выходной сигнал триггера 12 открьшает второй элемент М И 19, разрешая тем самым прохождение импульсов с, выхода второго детектора 16 на вход второго счетчика 18. Гетеродин 7 продолжает перестраиваться вверх по частоте до появления (при некотором значении f его частоты) на выходе смесителя 8 второго сигнала преобразованн ой частоты, соответствующего зеркальному преобразованию входной частоты ( Nfj. - f) Сигнал преобразованной частоты усиливается усилителем преобразованной частоты и детектируется первым детектором 1I, Выходной сигнал первого детектора 11 опрокидьша- ет триггер 12, при этом его выходной сиглал запускает первый одновибра- тор 13. Выходной сигнал одновибра- TOf)a 13 поступает на первую схему И 2, запрещая тем самым подачу им- йульсов с выхода генератора 1 тактовых импульсов на цифроаналоговый преобразователь 6. При этом пере- стройка гетеродина 7 прекращается, а следовательно, прекращается и на:19975

копление импульсов в первом 17 и втором 18 счетчиках.Количество импульсов М, накопленное первым счетчиком 17, пропорцио- 5 нально частоте гетеродина f. , на которой произошла остановка, так как

fr fon, ,

где fon, , fonz опорные частоты, 10формируемые генератором 4 опорных частот.

Накопленное количество п импульсов во втором счетчике 18 несет )5 информацию о номере гармоники N гетеродина., на котором произошло преобразование. Это значение определяется из соотношений

fn4, fx - Nf;

Nf - f.

пчг в виде

.- f пч 1 + f пчг - - frИспользуя приближенные значения преобразованной частоты, равные, например, середине полосы пропускания усилителя 9 преобразованной частоты, можно записать

35

П(1

тогда N

Сг f

пчг

ПЧ1

2f,

nf

on z

Сигнал преобразованной частоты пц измеряется частотомером 10, а значение измеряемой устройством частоты f j вычисляется вычислителем

fx (fon. -Mf,,,) p-f

on Z

ПЧг

где fp - середина полосы пропускания усилителя 9 преобразованной частоты;

М,п - числа, поступающие в вычислитель 5 из счетчиков Г7 и 18 соответственно;

fп - значение преобразованной

частоты, измеренное частотомером 10.

Вьмислитель 5 работает по следующей программе: проверяет наличие 55 информации на входах (. информа-t ции О п, М и f,,); если информация присутствует на всех трех входах, то вычисляет значение

$

если информация хотя бы на одном из трех входов отсутствует, производится повторная проверка наличия информации до тех.пор, пока необходимая информация не будет присутствовать.

Длительность импульса второго одновибратора 15 должна быть выбрана не менее времени Т, перестройки гетеродина от нижней до верхней его частоты и не более времени Т, + Tg, где Т. - время, соответствующее максимальной разрешающей способности частотомера (обычно 1 с)

Длительность импульса второго од- новибратора 13 должна быть не менее Т и не более Т + Т,, где Т g - время, в течение которого значение преобразованной частоты находится в полосе пропускания усилителя 9 (это время устанавливается в зависимости от допустимой нестабильности частоты входного сигнала). Введение новых элементов, их взаимных связей и связей с элементами известного устройства позволяет исключить погрешность в определении номера гармоники, а следовательно, использовать при измерении более высокие номера гармоник и, как следствие, расширить диапазон измеряемых частот. Одновременно увеличивается быстродействие устройства, так как становится воз- можиым параллельное определение частоты гетеродина, номера его рабочей гармоники и преобразованной частоты в отличие от известного устройства, где это определение осуществляется последовательно. Кроме того, в предложенном устройстве отсутствует канал преобразования частоты гетеродина, работающий в диапазоне сверхвысоких частот, что упрощает устройство .

Составитель В.Новоселов Редактор Т.Кугрышева Техред В.Кадар Корректор Е.Рошко

1318/52.

Тираж 728Подписное

ВШдапИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушсгая наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4

219975

Формула

изобретения

Устройство для измерения сверхвысокой частоты, содержащее последова- тельно соединенные генератор тактовых импульсов, первый элемент И, цифроаналоговьм преобразователь, гетеродин, смеситель, сигнальный вход которого соединен с входом

устройства, усилитель промежуточной чистоты, цервый детектор, триггер, первый одиовибратор, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, а также стробоскопичес-.

кий смеситель, вход которого соединен с выходом гетеродина, генератор опорных частот, частотомер, вход которого соединен с вьгходом усилителя промежуточной частоты, а выход

соединен с вычислителем, отличающееся тем, что, с целью храсширения диапазона измеряемых частот при одновременном увеличении быстродействия, в него введены

коммут атор, второй одновибратор, второй детектор, первый счетчик, второй счетчик и второй элемент И, при этом выход коммутатора соединен с вторым входом стробоскопического

смесителя, выходы генератора опорных частот соединены с сигнальными входами коммутатора, к управляющему входу которого подключен выход второго одновибратора, выход стробоскопического смесителя соединен с входом второго детектора, выход которого соединен с входом второго одновибратора, первым входом второго элемента И и входом первого счетчика, выход триггера подключен ко второму входу второго элемента И, выход которой соединен с входом второго счетчика, выходы первого и второго счетчиков подключены к

второму и третьему входам вычислителя.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Может использоваться для измерения сверхвысоких частот в радиотехнических устройствах различного назначения. Цель изобретения - расширение ди апазона измеряемых частот при одновременном , увеличении быстродействия. Устройство содержит генератор тактовых импульсов 1, д ргический элемент И 2, стробоскопический смеситель 3, генератор опорных частот 4, вычислитель 5,цифроаналоговый преобразователь 6,гетеродин 7, смеситель 8, усилитель преобразованной частоты 9, частотомер 10, детектор II, триггер 12, одновибратор 13. Для достижения поставленной цели в устройство введены коммутатор 14, второй одновибратор 15, второй детектор 16, счетчи- ки 17 и 18, логический элемент И 19. S 1 ил. (Л