Устройство для измерения девиации частоты Советский патент 1987 года по МПК G01R23/12 

Фи-г./

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в различных радиотехнических измерительных устройствах, предназначенных для непосредственных измерений девиации частотно-модулированных (ЧМ) сигнало

Цель изобретения - расширение области применения з а счет возможности измерения при произвольном законе модуляции.

Поставленная цель достигается введением в известное устройство для измерения девиации частоты дополнительно сумматоров, блока вычитания, схемы деления, конденсатора и фильтров, позволяющих сформировать на выходе устройства напряжение, величина которого при произвольном законе модуляции прямо пропорциональна девиации частоты входного сигнала.

На фиг. 1 представлена схема пред лагаемого устройства; на фиг. 2 и 3- эшоры.напряжений, поясняющие его ра- боту.

Устройство содержит сумматор 1 и блок 2 вычитания, первые входы которых соединены между собой, а первый вход сумматора 1 через линию 3 задержки соединен с источником входного сигнала. Вторые выходы сумматора 1 и блока 2 вычитания также соединены между собой, второй вход сумматора 1 через регулируемый фазовращатель 4 соединен с источником входного сигнала.

Устройство содержит также амплитудный детектор 5, вход которого соединен с выходом сумматора 1, и амп- , литудный детектор 6, вход которого соединен с выходом блока 2 вычитания . Бьпсод. амплитудного детектора 6 подключен к первому входу сумматора первому входу блока 8 вычитания. Второй вход сумматора 7 и вто рой вход блока 8 вычитания соединены с выходом амплитудного детектора 5 , Выход блока 8 вычитания через фильтр .9 подключен к входу индикатора 10 настройки, а через последовательно соединенные конденсатор 11, инвертор 12 и пиковый детектор 13 - к пер вому входу сумматора 14, второй вход которого через последовательно соединенные пиковый детектор 15 и кон- денсатор 11 подключен к выходу блока 8 вычитания.

Устройство также содержит схему 16 деления, первый вход которой сое

динен с выходом сумматора 14, выход- с входом индикатора 17 девиации ч астоты, а второй вход - с выходом фильтра 18, вход которого подключен к выходу сумматора 7.

Сумматоры 1 и 7, блоки 2 и 8 вычитания, амплитудные детекторы 5 и 6 образуют блок фазовой дискриминации, первым входом которого является первый вход сумматора 1, вторым входом - второй вход сумматора 2, первым выходом - выход блока 8 вычитания, а вторьм выходом - выход сумматора 7.

Конденсатор 11, инвертор 12,. сумматор 14, пиковые детекторы 13 и 15 образуют блок измерения размаха напряжения , входом которого является первая обкладка конденсатора 11, а выходом - выход сумматора 14.

Устройство работает следующим образом.

Пусть на вход устройства поступает сигнал, напряжение которого меняется по закону Ug Asinwt.

На выходе линии задержки напряже- ние меняется по закону

и,

AsinwCt - г),

где I - время задержки сигнала линией 3 задержки.

На выходе сумматора 1 и блока 2 вычитания получаем

и, Ug + и, Ecos| 6inw(t - |) , У. - УЛ Ecosfcosw(t - |),

Здесь предполагается, что фазовый сдвиг, вносимый регулируемым, фазовращателем 4, равен нулю. После линейного амплитудного детектирования этих сигналов амплитудными детекторами 5 и 6 на выходе сумматора 7 (фиг.2ц) и выходе блока 8 вычитания (фиг.25) получим

Ц (w) А(1-соб|Г) + (sin 1 ) , Ug (w) А( cos l )- ( sin|i ) .

Из фиг. 2а видно,.что напряжение на выходе блока 8 вычитания имеет зависимость от частоты входного сигнала, состоящую из периодически повторяющихся линейных участков, причем разность частот между двумя соседними горбами - ,д W определяется только временем задержки сигнала линией 3 задержки

flW 7Г. 1 .

Из фиг. 2& следует, что вблизи точек перехода зависимости через ноль напряжение на выход.е сумматора 7 постоянно и равно

и /2-А .

Зная это напряжение и разность частот между двумя горбами зависимоти Ug(w), можно вычислить крутизну детекторной характеристики

Ч 2А

Ь -Is. /

AW

где К 1,11 - поправочный коэффициент, учитывающий нелинейность зависимости Ug(w) . Полученное значение крутизны S

определяет крутизну зависимости

Ug(w) в точках перехода через ноль. Пусть теперь на вход устройства поступает ЧМ-сигнал с несзтцей частотой ..w, и девиацией частоты Awc1 (фиг. 2 а). С помощью регулируемого фазовращателя 4 осуществляется смещение зависимостей и (w) иUg(w) до совпадения Wj, с о Дной из ближай щих точек перехода через ноль.

Момент точной настройки определя ется равенством нулю постоянной составляющей напряжения на выходе блока 8 вычитания, которая выделяется с помощью фильтра 9 и отображается на индикаторе 10 настройки. Конденсатор 11 устраняет постоянную составляющую напряжения на выходе блока 8 вычитания (при неточной настройке), а переменная составляющая этого напряжения (фиг. За) поступает через инвертор 12 (фиг. 38) на вход пикового детектора 13 и непосредственно на вход пикового детектора 15, которые вьщеляют пиковые напряжения положительной и отрицательной полуволн напряжения U и соответственно (фиг. За,|) ,сумматор Т4 суммирует эти напряжения

и S-6W и„, + и„,,. Фильтр 18 выделяет постоянную составляюЕГую напряжения на выходе сумматора 7. Схема 16 деления вычис

5

fO

f5

20

25

on

35

40

45

50

.55

ляет отношение напряжения на выходе сумматора 14 к напряжению на выходе фильтра 18

,. -о;7--

2К1Г „ . , где с - постоянный коэффициент.

Из этого выражения видно, что напряжение на выходе схемы 16 деления прямо пропорционально девиации частоты входного сигнала и зависит только от времени t задержки линией 3 задержки. Это напряжение поступает на индикатор 17 девиации частоты, отградуированньй непосредственно в единицах частоты.

Расширение области- применения достигается за счет возможности измерения девиации частоты ЧМ-сиг- налов с произвольньм законом модуляции, так как устройство измер я- ет разность частот, соответствующих минимальному и максимальному значениям модулирующего сигнала независимо от его промежуточньгх значений.

Формула изобретения

Устройство для измерения девиации частоты, содержащее линию задержки и регулируемый: фазовращатель, входы которых соединены с входом устройств, два амплитудных детектора, два пиковых детектора, блок вычитания и индикатор девиации частоты, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности измерения при произвольном законе модуляции, в него введены первый и второй сумматоры и второй блок вычитания, выход которого через первый амплитудный детектор соединен с первыми входами первого сумматора и первого блока вычитания, вторые входы которых соединены через второй амплитудный детектор с выходом второго сумматора, первый вход которого соединен с первым входом второго блока вычитания и с выходом линии задержки, а второй вход соединен с вторым входом второго блока вычитания и с выходом регулируемого фазовращателя, конденсатор, одна из обкладок которого соединена с выходом первого блока вычитания, а вторая обкладка подключена через инвертор и первый пиковый детектор к первому входу третьего сумматора, а через второй, гшковьй детектор - к второму входу третьего сумматора, выход которого соединен с первым входом схеьш деления, выход которой подключен к входу индикатора

девиации частоты, а второй вход через первый фильтр подключен к выходу первого сумматора, второй фильтр, выход которого подключен к входу индикатора настройки, а вход - к выходу первого блока вычитания.

Изобретение относится к области радиотехники и может .быть использова НС в различных радиотехнических измерительных устройствах. Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности измерения при произвольном законе модуляции. Поставленная цель достигается введением в устройство дополнительных сумматоров 1, 7, блока 8 вычитания, схемы 16 деления, конденсатора 11, фильтров 9, 18, новых функциональных связей, позволяющих сформировать на выходе устройства напряжение, величина которого при произвольном законе модуляции прямо пропорциональна девиации частоты сигнала. Кроме того, устройство содержит линию 3 задержки, регулируемый фазовращатель 4, амплитудные детекторы 5, 6, пиковые детекторы 13, 15, блок вычитания 2, индикатор 17 девиации частоты, индикатор 10 настройки, сумматор 14. Устройство измеряет разность частот, соответствующих минимальному и максимальному значениям модулирующего сигнала независимо от его промежуточных значений. 3 ил. с & (Л вход ю 00 оо 05 о

Фиг.г

01

а

Vni Q

%

т

Г О

V

/

Редактор О«Бугир

Составитель Ю.Минкин Техред В,Кадар: Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7803/43. Тираж 752 Подписное

ВШШГШ Государственного комитета СССР

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

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