Измеритель модуляционных характеристик Советский патент 1986 года по МПК G01R23/00 

члстггг, смесител) 3, ииднк.чтсф Д, блок 3 ввода данных, накопители 6 и 7, цифроаналоговыс преобразователи (ЦЛП) 10-12, умпожаюп1Ий ЦЛП 13, блок 14 опорных частот, блок 15 управления, фильтр 16, блок 17 сравнения частот, блок 18 памяти, регистр 19, коммутаторы 20 и 21, арифметико-JlOгический блок 22 и формирователь 23 масштабных линий. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в радиоизмерительной технике для настройки, исследования и контроля модуляционных характеристик перестраиваемых по частоте генераторов . Цель изобретения - повышение быстродействия при снятии модуляционных характеристик - достигается тем, что коды, соответствующие автоматически измеряемым выходным частотам перестраиваемого генератора для множества дискретных значений управляющего напряжения, записываются в память устройства, а затем после цифроаналогового преобразования в виде непрерывной модуляционной характеристики, ее крутизны или ее отклонения от линейного закона выводятся на экс (О ран осциллографа. Измеритель моду(Л ляционных характеристик содержит исследуемый генератор 1, синтезатор 2 КЭ О5 кэ 4 О оо

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоизмерительной технике для настройки, исследования и контроля модуляционных характеристик перестраиваемых по частоте генераторов.

Цель изобретения - повьшение быстродействия при снятии модуляционных характеристик.

На фиг. 1 представлена функциональная схема измерителя модуляцион- ных характеристик; на фиг. 2 - модуляционная и разностная (отклонение .от линейного закона) характеристики для нелинеаризованного и линеаризованного исследуемого генератора.

Измеритель модуляционных характеристик содержит исследуемый генератор 1 , синтезатор 2 частот, смеситель 3, индикатор 4, блок 5 ввода данных, первый 6 и второй 7 накопители, цифровой 8 и аналоговый 9 сумматоры, первый 10, второй 11 и третий 12 цифроаналоговые преобразователи, умножающий цифроаналоговый преобразователь 13, блок 14 опорных частот, блок 15 управления, фильтр 16, блок 17 сравнения частот, блок 18 памяти, регистр 19,. первый 20 и второй 21 коммутаторы, арифметикологический блок 22 и формирователь 23 масштабных линий.

Выход исследуемого генератора 1 соединен с первым входом смесителя 3, первый выход синтезатора 2 частот - с вторым входом смесителя 3, первый выход блока 5 ввода данных соединен с первым входом цифрового сумматора 8, второй выход блока 5 ввода данных соединен с кодовым входом блока 1Л опорных частот и с кодовым входом первого накопителя 6, выход которого соединен с вторым входом цифрового сумматора 8, пыход которого соединен с входом син

тезатора 2 частот, второй вьпсод которого соединен с эталонным входом блока 5 опорных частот, первый выход которого соединен С первым входом

блока 17 сравнения частот, выход смесителя 3 соединен с входом фильтра 16, выход которого соединен с вторым входом блока 17 сравнения частот, выход которого соединен с первым входом блока 15 управления, второй вход которого и вход обнуления первого накопителя 6 соединены с третьим выходом блока 5 ввода данных. Первый выход блока 15 управления соединен

5 с третьим входом блока 17 сравнения частот, четвертьй выход блока 5 ввода данных - с входом первого цифроаналогового преобразователя 10, выход которого соединен с первым вхо0 дом аналогового сумматора 9, пятый . выход блока 5 ввода данных соединен с входом второго цифроаналогового цреобразователя 11, выход которого соединен с входом опорного напряже5 ния умножающего цифроаналогового преобразователя 13, выход которого соединен с входом горизонтальней развертки индикатора 4 и с вторым входом аналогового сумматора 8, вы0 ход которого соединен с входом исследуемого генератора 1. Второй выход блока 15 управления соединен с информационным входом блока 18 памяти,

третий выход - с управляющим входом блока 18 памяти, четвертый выход с кодовым входом умножающего цифро- . аналогового преобразователя 13 и адресным входом блока 18 памяти, выход которого соединен с первым эходом ари4 1етико-логического блока 22 к с кодовым входом регистра 19, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора 20. Шестой выход блока 5 ввода данных соединен с кодовым входом второго накопителя 7, ныход которого соединен с вторым первого коммутатора 2 выход которого соединен с вторым вх дом арифметико-логического блока 22 выход которого соединен с первым входом второго коммутатора 21. Седь мой выход блока 5 ввода данных соединен с .кодовым входе-1 формирователя 23 масштабных линий, выход которого соединен с вторым входом второ го коммутатора 21, выход которого соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя 12, выход которого соединен с входом вертикальной развертки индикатора 4. Второй выход блока 14 опорных часто соединен с третьим входом блока 15 управления, а третий выход - с тактовыми входами регистра 19 и второго накопителя 7, а также с четверты входом блока 13 управления, пятый в ход которого соединен с тактовым входом первого накопителя 6, а шест выход - с входом установки нуля второго накопителя 7, с тактовым входом формирователя 23 масштабных линий и с управляющим входом второг коммутатора 21. Восьмой выход блока 5 ввода данных соединен с управляющим входом первого коммутатора 2 девятый выходблока 5 ввода данных с первым управляющим входом арифметико-логического блока 22, а деся тый выход блока 5 ввода данных - с вторым управляющим входом аркфметико-логического блока 22 и с входом управления формирователя 23 масштаб ных линий. Измеритель модуляционных характеристик работает в двух режимах: режиме измерения и режиме отображения В режиме измерения модуляционной характеристики исследуемого генератора 1 (зависимости его выходной частоты от управляющего напряжения) на его вход подается ступенчато меняюп{ееся напряжение. При каждом дискретном значении этого напряжения U(i), где ,М, измеряется частота колебаний на выходе исследуемого генератора 1 и код Кг, соответствую щий измеренной частоте, записыьается в блок 18 памяти по адресу, задаваемому кодом Кц, который определяет текущее значение управляющего напряжения Uj. В процессе измерения код Кд, меняющ :йся через единицу от нуля до М, поступает на вход умножа34ющего цифроаналогового преоСфазователя 13, в результате чего ма его выходе формируется ступенчато меняющееся напряжение, так что нулевому коду соответствует нуль на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя 13, а максимальному, равному М, - его о.порное напряжение, знак и величина которого определяются кодом Кду, поступающим на вход второго цифроаналогового преобразователя 11 с блока 5 ввода данных. Это ступенчато меняющееся напряжение после суммирования с выходным напряжением первого цифроаналогового преобразователя 10 является управляющим напряжением для исследуемого генератора 1. Выходное напряжение первого цифроаналогового преобразователя 10 определяется кодом Ку, поступающим на его вход с блока 5 ввода данных. Коды н К перед началом измерения модуляционной характеристики исследуемого генератора 1 записываются в соответствующие регистры блока 5 ввода данных и остаются неизменными в процессе измерения этой характеристики, обеспечивая тем самым диапазон изменения управляющего напряжения Уц t uV . Изменяя коды и Ку , можно измерять модуляционную характеристику не только в предельно допустимом для данного типа исследуемого генератора 1 диапазоне изменения его управляющих напряжений, но и измерять отдельные участки его модуляционной характеристики.. Частота колебаний на выходе иследуемого генератора 1 при каждом искретном значении управляющего апряжения U(i) измеряется по метоу сравнения частот. Для реализации того метода в устройстве использутся управляемый синтезатор 2 часот, на вход которого поступает код выхода цифрового сумматора 8, явяющийся суммой двух его входных одов. Первый из этих кодов - код рц поступает с первого выхода блоа 5 ввода данных на первый вход омбинационного сумматора 8 и остатся постоянным в процессе измерения одуляционной характеристики. Код, оступающий на второй вход комбинаионного сумматора 8, формируется в ервом накопителе 6 и может меняться т нуля до Kgp N с шагом р, где 51 Kjfp - код, поступающий на нход первого накопителя 6 с второго входа Ьлока 5 ввода данных и остающийся неизменным при измерении конкретной модуляционной характеристики, а N - максимальное число импульсов, вырабатываемых блоком 15 управления за время измерения одной модуляционной характеристики и подаваемых на тактовый вход первого накопителя 6, при котором еще не происходит его переполнение. Частота синтезатора 2 при этом увеличивается от минимального значения Рц , определяемого кодом V-, с. шагом SF, задаваемым кодом Kjp , до . Для того, чтобы частота синтезатора 2 частот при увеличении приближалась к частоте исследуемого генератора 1 при каждом значении управляющего напряжения, в устройстве выполнены следующие условия: частота F . меньше, чем частота исследуемого генератора 1 при начальном значении управляющего напряжения U(0); частот F +SFN больше, чем частота исследуемого генератора 1 при последнем значении управляющего напряжения U(M После введения в блок 5 ввода дан ных кодов Ку , Kj, Кр„ и Kgp начи нается процесс измерения модуляционной характеристики. И блоке 5 ввода данных формируется импульс, подаваемый на второй вход блока 15 управления и на вход обнуления первого нако пителя 6. При этом частота синтезато ра 2 принимает значение Рц, коды Кц и К на соответствуюш1Их выходах бло ка 15 управления становятся равными нулю, а и(0)Уц. Если частота исследуемого генера тора 1 при начальном значении управ ляющего напряжения будет превьппать частоту Е более чем на 0,5SF, то частота синтезатора 2 начнет ступен чато возрастать с шагом F под действием импульсов, приходящих на так товый вход первого накопителя 6 с блока 15 управления. Код частоты К будет каждый раз увеличиваться на единицу. При J-M изменении частоты синтезатора 2 () блок 17 сравнения частот определит, что частота синтезатора 2 f jj(j) j отличается от частоты fr U(0) исследуемо го генератора 1 не более чем на 0,5 8F, т.е. |fc(j)(0) 0,5SF В этом случае на блок 15 управления 3 с блока 17 сравнения частот поступит команда, по которой в блок 18 памяти поступит импульс разрешения записи U по адресу в него запишется код K,j . После этого код К, увеличится на. единицу, управляющее напряжение примет значение и (1), а код K и частота синтезатора 2 останутся прежними. Если после этого будет выполнено условие f,,(j )-гДи(1 ) 0,5 SF, то при неизменном напряжении и (1) частота синтезатора 2 и код начнут снова увеличиваться. При (j+l)-M их изменении блок 17 сравне-, ния частот определит, что |fg(j+l) (1)/60,58F, и в блок 18 памяти по адресу запишется код . Если же |fp(j)-f,u(1)/i 0,, то в блок 18 памяти по адресу запишется код . Таким образом, процесс будет повторяться до тех пор, пока не заполнятся все ячейки блока 18 памяти (всего их ) с разрядностью каждой или код частоты К, не станет больше N. I Когда управляющее напряжение принимает последнее дискретное значение и(М) или частота синтезатора 2 достигает значения , устройство автоматически переключается в режим отображения измеренной модуляционной характеристики. При этом код управляющего напряжения Кц на адресной ошие блока 18 памяти начинает дикличЛки изменяться от О до М с частотой Р(.ц . Этот код, поступая на вход умножающего цифроаиалогового преобразователя 13, формирует на его выходе ступенчато меняющееся напряжение, подаваемое на вход горизонтальной развертки индикатора 4. При нулевом значении кода Кц напряжение на выходе умножающего цифроаяалогового преобразователя 13 равно нулю, что соответствует начальному значению управляющего напряжения U(0), а когда код Кц принимает значение М, на входе горизонтальной развертки индикатора 4 устанавливается напряжение, соответствующее конечному значению управляющего напряжения U(M). Тем самым однозначно устанавливается масштаб по горизонтальной оси. За время одного цикла считывания Тц ()/Е.ц на выхода блока 18 памяти, последовательно сменяя друг друга с частотой F появляются зс М-н 1 значений кода частоты Кг, которые с.формированы в блоке 15 управле ния для каждого значения кода управ ляющего гапряжения К и записаны в блок 18 памяти во время измерения модуляционной характеристики исследуемого генератора 1. Коды частоты К с выхода блока 18 памяти поступа ют на первый вход арифметико-логиче кого блока 22 и на вход регистра 19 Тактовые импульсы из блока 14 .опорных частот, следующие с частотой F. приводят к изменению кода управляющего напряжения Kg на адресной шине блока 18 памяти. Поступают они и на тактовый вход регистрл 19, в котором коды Кг задерживаются на один такт. Если первый коммутатор 20 соединяет выход регистра 19 с вторым входом арифметико-логического блока 22 и последний работает в режиме вычитания двух входных кодов, то на выходе арифметико-логического блока 22 формируется код К , являющийся разностью кодов, расположенных в соседних ячейках блока 18 памяти и характеризующий крутизну ,./d измеренной модуляционной характеристики. Если же первый коммутатор 20 открыт для выхода второго накопителя 7, в котором формируется линейная модуляционная характеристика, то арифметико-логический блок 22, работающий в режиме вычитания кодов, формирует код К„, характеризующий отклонение ij измеренной модуляционной характеристики от линейного закона. Арифметико-логический блок 22 при соответствующем управлении может без изменения пропускать с первого входа на выход код частоты К. Таким образом, управляя первым коммутатором 20 и арифметико-логическим блоком 22, на выходе последнего можно . получать три различных вида кодов Kf, Kg и К„, а на экране индикатора - соответственно модуляционную характеристику, ее крутизну и от клонение от линейного закона. Напря жение, формируемое третьим цифроаналоговым преобразователем 12, подается на вертикальную развертку индикатора 4. Формирователь 23 масштабных линий соединен с вторым входом коммутатора 21, которьй переклю- чается через время Тц каяздый раз пос ле того, как код упрааляющего напряжения К и принимает нулевое значение. Таким образом, цпфроаналотовому преобразованию подвергаются то коды, появляющиеся на выходе арифметикологического блока 22, то один из кодов с выхода формирователя 23 масштабных линий, которые меняются синхронно с частотой переключения 1/2Тц второго коммутатора 21. При отображении на экране индикатора 4 модуляционной характеристики или ее крутизны формируется L кодов масштабных линий. Наименьший код нулевой, наибольший Ki(L-l), где Кд - код, зaдaJoщий интервал между выходными кодами формирователя 23 масштабных линий и поступаюи(ий на его кодовый вход с седьмого выхода блока 5 ввода данных. Если на экран индикатора 4 выводится отклонение модуляционной характеристики от линейного закона, то формирователь 23 масштабных линий вырабатывает L-1 кодов, причем старший из них К(,+Кд (0,5L-1), и младший - Кр-Кд(0,51Ь-1), где К 100...О - код средней масштабной линии. Арифметико-логический блок 22 при этом инвертирует старший разряд формируемого им кода К,, выводя тем самым этот код в середину динамического диапазона третьего цифроаналогового преобразователя. 12, где и располагаются в этом случае масштабные линии. Частотный интервал между этими линиями равен . При отображении модуляционной характеристики нижняя высвечивается на экране индикатора 4 горизонтальная линия соответствует устанавливаемой перед началом измерения начальной частоте Гц синтезатора 2, а верхняя - « + (L-1)Кд. fF. Если при отображении на экране индикатора крутизны модуяционной характеристики траектория, высвечиваемая лучом индикатора 4, располагается на нижней масштабной инии, то на этом участке модуляционная характеристика горизонтальна. Зная, что интервал между линиями авен Kj. F, можно точно определить риращение по частоте модуляционной арактеристики при каждом дискретом изменении управляющего напряжеия. При выводе на экран индикатоа 4 отклонения модуляционной харакеристаки от линейного закона переечение пол5гчаемой кривой со средней асштабной: линией, соответствующей оду,100,..О на выходе формировагеля Z3 масштабных линий, свидетельствует о том, что измеренная модуля ционная характеристика совпадает в этом месте с задаваемым линейным законом изменения частоты. Формула изобретени Измеритель модуляционных характеристик, содержащий исследуемый генератор, выход которого соединен первым входом смесителя, и синтезатор частот, первый выход которого соединен с вторым входом смесителя, а также индикатор, отличающийся тем, что, с целью повьпп ния быстродействия при снятии модуляционных характеристик, введены бл ввода данных, первый и второй накоп тели, аналоговый и цифровой сумматоры, первый, второй, третий цифроаналоговые преобразователи, умножающий цифроаналоговый преобразователь, блок опорных частот, блок управления, фильтр, блок сравнения частрт, блок памяти, регистр, первый и второй коммутаторы, арифметико-логический блок иформирователь масштабных линий, причем первый выход блока ввода данных соединен с первым входом цифрового сумматора, второй выход блока ввода данньлх - с кодовым входом блока опорных частот и с кодовым входом первого накопителя, выход которого соединен с вторым входом цифрового сумматора, выход котброго соединен с входом синтезатора частот, второй выход которого соединен с эталонным входом блока опорных частоту первый выход которого соединен с первым входом блока сравнения частот, выход смесителя соединен с входом фильтраi выход которого соединен с вторым входом блока сравнения частот, выход которого соедине с nepjbiM входом блока управления, вт рой вход которого и вход обнуления первого накопителя соединены с треть им выходом блока ввода данных, первый выход блока управления соединен с третьим входом блока сравнения час тот, четвертый выход блока ввода дан ных - с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом аналогового сумматора, пятый выход блока ввода данных соединен с входом второго циф 03 роаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом опорного напряжения умножающего цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом горизонтальной развертки индикатора и с вторым входом аналогового сумматора, выход которого соединен с входом исследуемого генератора, второй выход блока yiiравления соединен с информационным входом блока памяти, третий выход с управляющим входом блока памяти, четвертый выход - с кодовым входом умножающего цифроаналогового преобразователя и адресным входом блока памяти, вьрсод которого соединен с перьым входом арифметико-логического блока и с кодовым входом регистра, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, шестой выход блока ввода данных - с кодовым входом второго накопителя, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатору, выход которого соединен с вторым входом арифметико-логического блока, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, седьмой выход блока ввода данных соединен с кодовым входом формирователя масштабных линий, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом вертикальной развертки индикатора, второй выход блока опорных частот соединен с треть}1м входом блока управления, а третий выход - с тактовыми входами регистра и второго накопителя, а также с четвертым входом блока управления, пятый выход которого соединен с тактовым входом первого накопителя, а шестой выход - с входом установки нуля второго накопителя, с тактовым входом формирователя масштабных линий и с управляющим входом второго коммутатора, восьмой выход блока ввода данньпс соединен с управляющим входом первого коммутатора, девятый выход блока ввода данных с первым управляющим входом арифметико-логического блока, а десятый выход блока ввода данных - с вторым управляющим входом арифметико-логического блока и с входом управления формирователя масштабных линий.