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

10

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения частоты н девиации частоты сигналов с частотно-импульсной или амплитудно-импульсной модуляцией.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства на фиг. 2, 3 и 4 - эпюры выходных сигналов блоков устройства.

Устройство содержит входную шину 1, аттенюатор 2, фазовый детектор 3, первый усилитель 4, блок 5 памяти, управляемый генератор 6, усилитель 7 высокой частоты, частотомер 8, блок 9 формирования импульсов подстройки, ключ 10, второй усилитель 11, блок 12 формирования канального импульса, 20 коммутатор 13 амплитудный детектор 14, частотный детектор 15, сумматор 16, переключатель 17, делитель 18.

В устройстве последовательно соединены входная шина 1, аттенюатор 2, фазовый.детектор 3, первый усилитель

12575442

формирования канального импульса и на вход блока 9 Нормирования импульсов подстройки.

В режиме измерения импульсов с 5 одинаковой частотой ключ 10 разомкнут, импульсы огибающей транзитом проходят через блок 9, усиливаются вторым усилителем 11 и управляют работой ключа в блоке 5 памяти.

Высокочастотный сигнал ослабляется в аттенюаторе 2, поступает на вход фазового детектора 3. Цепочка блоков фазовый детектор 3, усилитель 4,

блок 5 памяти, управляемый генератор

15

6 и усилитель 7 высокой частоты образует кольцо фазовой автоподстройкй, замыкающееся при замыкании ключа в блоке 5 памяти, т.е. на момент прихода управляющего импульса. При размыкании кольца ФА11Ч по окончании управляющего импульса управляющее напряжение запоминается в блоке 5 памяти.

В результате на выходе блока

25 памяти образуется постоянный сигнал вида, изображенного на фиг. 2в, а на выходе управляемого генератора 6 и далее усилителя 7 высокой частоты образуется сигнал с неизменной частотой, равной частоте заполнения импульсов входного сигнала (фиг. 2 г). В режиме измерения частоты сигналов с временным разделением каналов ключ 10 замкнут (вид входного сигнала показан на фиг. За). Огибающая с амплитудного детектора 14 поступает через сумматор 16 на блок 12 формирования канальных импульсов, где выделяются последовательности импульсов каждого канала (фиг. Зв). Импульсы измеряемого канала, выбранные коммутатором 13, поступают через переключатель 17 на вход делителя 18 частоты, коэффициент деления

4, блок

5 памяти, управляемьй генератор 6, усилитель 7 высокой частоты выход которого соединен с вторым BJCO дом фазового детектора 3 и входом iacTOTOMepa 8, Кроме того, последовательно соединены частотный детектор 15, сумматор 16, блок 12 формирования канального импульса, коммутатор 13, переключатель 17, делитель 18, ключ 10, блок 9 формирования импульсов подстройки, второй усилител 11, выход которого соединен с управляющим входом блока 5 памяти. Вход частотного детектора 15 соединен с входной шиной 1. Выход амплитудного детектора 14 соединен с вторым входом сумматора 16, выход которого соединен с вторым входом переключателя 17 и вторым входом блока 9 формирования импульсов подстройки.

Устройство работает следующим образом.

В режиме измерения частоты и девиации амгшитудно-модулированного сигнала с одинаковой частотой во всех импульсах последовательности сигнал с входной шины 1 (фиг. 2а) поступает на вход аттенюатора 2 и амплитудного детектора 14. В последнем сигнал детектируется и импульсы огибающей (фиг. 2б) поступают через сумматор 16 на входы блока 12

блок 5 памяти, управляемый генератор

6 и усилитель 7 высокой частоты образует кольцо фазовой автоподстройкй, замыкающееся при замыкании ключа в блоке 5 памяти, т.е. на момент прихода управляющего импульса. При размыкании кольца ФА11Ч по окончании управляющего импульса управляющее напряжение запоминается в блоке 5 памяти.

В результате на выходе блока

памяти образуется постоянный сигнал вида, изображенного на фиг. 2в, а на выходе управляемого генератора 6 и далее усилителя 7 высокой частоты образуется сигнал с неизменной частотой, равной частоте заполнения импульсов входного сигнала (фиг. 2 г). В режиме измерения частоты сигналов с временным разделением каналов ключ 10 замкнут (вид входного сигнала показан на фиг. За). Огибающая с амплитудного детектора 14 поступает через сумматор 16 на блок 12 формирования канальных импульсов, где выделяются последовательности импульсов каждого канала (фиг. Зв). Импульсы измеряемого канала, выбранные коммутатором 13, поступают через переключатель 17 на вход делителя 18 частоты, коэффициент деления

при этом равен 1. Через ключ 10 импульсы поступают в блок 9 формирования импульсов подстройки, где сравниваются с импульсами, поступающими с сумматора 16. При совпадении обоих импульсов на выходе схемы появляется импульс управления, который затем усиливается, формируется и поступает на вход управления блока 5 памяти (фиг. Зг). В результате на выходе блока памяти образуется сигнал вида, изображенного на фиг. Зд, управляющий частотой управляемого генератора 6. Частота

управляемого генератора 6 при этом постоянна и соответствует частоте заполнения импульсов измеряемого канала (фиг, Зе). В первом и втором случаях выходная частота устройства поступающая с выхода усилителя 7 высокой частоты, измеряется частотомером 8.

В режиме измерения частоты и девиации частоты сигналов с фазовой связью несущих частот f и f синхроимпульс формируется в частотном детекторе 15 (фиг. 4 а, б). При измерении сигнала без временного разделения каналов переключатель 17 со диняет выход сумматора 16 с входом делителя 18, отключая при этом выход коммутатора 13. Если

f - f i ---

в блоке 18 выбирается необходимый коэффициент деления, определяемый по формуле

1

где Т

- период следования синхроимпульсов,

д - минимально измеряемая девиация сигнала, определяемая точностью измерения. При этом

fилмер.0 Т00

где f«,Mgp - измеряемая частота,

о - максимально допустимая погрешность измерения,%.

После деления на п импульсы поступают через ключ 10 (фиг. 4в) на блок 9 формирования импульсов подстройки и управляют работой кольца ФАПЧ (фиг, 4г) аналогично рассмотренным случаям.

В режиме измерения параметров сигнала в каналах с временным разделением переключатель 17 подключает на вход делителя 18 импульсы с коммутатора 13, соответствующие выбранному канальному импульсу. При этом коэффициент деления п необходимо уменьшить на количество каналов К, имеющихся в данной системе. Тогда

1

п -7т;7 остальном режим работы ДI J К

устройства не имеет отличий от пре- дьщущих.

5 Таким образом, предлагаемое устройство для измерения несущей частоты и девиации сигнала позволяет измерять параметры частотно-импульсных сигналов и увеличить точность 10 измерения фазовосвязанных несущих частот и девиации на этих частотах

при до точности S пТ

100% 15 f пКТ

ичмер

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты 20 и девиации частоты, содержащее последовательно соединенные входную шину аттенюатор, фазовый детектор, первьй усилитель, блок памяти, управляемый генератор, усилитель высокой частс- 25 ты и частотомер, последовательно соединенные блок формирования импульсов подстройки, первый вход которого соединен с выходом ключа, и второй усилитель, вькод которого соединен 30 с управляющим входом блока памяти, последовательно соединенные блок формирования канального импульса и блок коммутации, а также амплитудный детектор, вход которого соединен с

входной шиной, при этом выход усилителя высокой частоты соединен с другим входом фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измере0 ния в него, введены последовательно соединенные частотный детектор и сумматор и последовательно соединенные переключатель и делитель, выход которого соединен с входом ключа, при

5 этом вход частотного детектора соединен с входной шиной, другой вход сумматора соединен с выходом амплитудного детектора, а выход - с вхо-. дом блока формирования канального

Q импульса, другим входом блока фор- .мированИя импульсов подстройки и первым входом переключателя, второй вход которого соединен с выходом коммутатора.

em.2

S /

Изобретение относится к электроизмерительной технике. Может использоваться для измерения частоты и девиации частоты сигналов с частот- но-импупьсной и амплитудно-импульсной модуляцией. Целью изобретения является повышение точности измерений. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее входную шину 1, аттенюатор 2, фазовый детектор 3, первый усилитель 4, блок 5 памяти, управляемый генератор 6, усилители 7 и 11 высокой частоты, частотомер 8, блок 9 формирования импульсов, блок 12 формирования канального импульса и амплитудный детектор 14, дополнительно введены частотный детектор 15, сумматор 16, переключатель 17 и делитель 18. Устройство обеспечивает повышение точности измерения частоты и девиации фазово- связанных сигналов. 4 ил. Q (Л С ю ел ел

6

и

срие.

Составитель С. Лебедев Редактор М. Петрова Техред М.Ходанич Корректор В. Синицкая

Заказ 4913/43 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4