Устройство для измерения малых значений девиации частоты Советский патент 1987 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, а точнее к устройствам для измерения малых значений девиации частоты радиосигналов.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности и точности измерения девиации частоты.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения малых значений девиации частоты содержит приемники частотно-модулированных сигналов 1 и 2, каждый из которых содерЯ5ИТ смесители 3 и А, гетеродин 5 и 6, усилители промежуточной частоты с ограничителями 7 и 8, частотные детекторы 9 и 10 и выходные усилители низкой частоты 11,12, суммйтор сигналов 13 и вольтметр переменного тока 14.

Приемник час тотно-модулированных сигналов 1 включает в себя последовательно соединенные гетеродин 5, входной смеситель 3, усилитель промжуточной частоты с ограничителем 7, частотный детектор 9, выходной усилитель низкой частоты I1. Приемник частотно-модулированных сигналов 2, аналогично приемнику I, вклю

U(t) Un4, l+ni(t)+d,(t)sin(cOo -Ur, )t+Jia(t) jbVjt)dt (2)

U5{t)(t) + oij(t) /.При этом сигнал ) и Ug-Ct)

X sinr(«o-Q,,)(t),(t)dtlf ° частотньпс детекторов

- -I 9 и 10 определяются зависимостями

где it, {t),ot2(t) V,(t),V,(t) статистически независимые флюктуации амплитуд, возникающие в смесителях и гетеродинах приемников 1 и 2; статистически независимые паразит ные девиации частот гетеродинов 5 и 6.

При прохождении через усилители промежуточной частоты с амплитудными ограничителями 7 и 8 в сигналах (2) устраняются амплитудные флюктуации.

40

45

u,(t) s,.co(t).

+ &V, (t) , (3 U(t) 5,- 5,лсд- (t) +uV2 . где (,), (t),

: V,(t)

SMS,

50

полные фазы сигналов промежуточных частот (2), поступающих на частотные детекторы; соответственно значение крутизн ы преобразования частотных детекторов 9 и 10. Напряжение на выходе сумматора сигналов I3 равно

и.

K,U(t) + (t) (К,5,-ь K,SjuGj(t) + R,5,AV,(t) + .uVjt)

2 L;

где K,V.y - коэффициент усиления

усилителей низкой частоты 11 и 12.

чает в себя последовательно соединенные гетеродин 6, входной смеситель 4, усилитель промежуточной частоты с ограничителем 8, частотный детектор 10, выходной усилитель низкой частоты 12. Выходные усилители низкой частоты 12 и 11 через сумматор 13 соединены с входом вольтметра переменного тока 14. Входы приемников частотно-модулированных сигналов объединены и являются входом устройства.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На входы приемников и 2 поступает сигнал U( (t) с амплитудой U и

частотой COj, , обладающий малыми статистическими независимыми флгокту- ациями амплитуды in(t) и девиацией частоты UQ (t).

U,(t)U, Hra(t) sin cOot+|uco(t)dt. (1)

Первоначально частоты гетеродинов 5 и 6 приемников 1 и 2 устанавливаются одинаково, например, ниже частоты сигнала источника ( Wo ().

Тогда сигналы разностных (промежуточных) частот на выходах смесителей 3 и 4 определяются выражениями

40

45

u,(t) s,.co(t).

+ &V, (t) , (3) U(t) 5,- 5,лсд- (t) +uV2( . где (,), (t),

: V,(t)

SMS,

50

полные фазы сигналов промежуточных частот (2), поступающих на частотные детекторы; соответственно значение крутизн ы преобразования частотных детекторов 9 и 10. Напряжение на выходе сумматора сигналов I3 равно

) + R,5,AV,(t) + .uVjt)

2 L; С)

Напряжение с выхода сумматора по- даетс-я на вольтметр (среднеквадрати- ческих значений) 14, показания

и (К,5, + K,5,)ioMt) + Kfs uVf (t) + (t},(5)

a при К, 5, К 5., 4SV(t) + ,(t) + )(6)

После отсчета показаний вольтмет- ной частоты, т. е. настраивается ра (среднеквадратических значений) на зеркальный канал приема.

14, гетеродин одного из приемников,. При этом сигналы разностных

например приемника 2, перестраивает- (промежуточных) частот на вы ся по частоте вверх ( о )ходах смесителей 3 и 4 опрена удвоенное значение его промежуточ-деляготся зависимостями

U2(t) Unq, l+m(t) + u(.,(t)sin( Wo , )t+Juo(t)dtfjbV(t)dt

Uj(t) и„ l+m{t)+oijt)sin (a,-(,}t-lt,((t)(t)dt (7)

В сигнале промежуточной частоты 10 определяются зависггмостя на выходе смесителя 4 ввиду пере-20 ми.

стройки гетеродина 6 на зеркальньм U(tj b,(t) + uv,(t}j канал приема ( со U ) изме- и() -5,сО (t)+M/(t) (8) нились знаки у составляющих полной Напряжение на выходе сумматора

фазы сигнала.

При этом сигналы на выхо - дах частотных детекторов 9 и

Уд - K,U(t) + (t) {K,5,-K,5juco(t) + K,S,&V(t)-K2S,/iV2(t)

U (K,S,- .

(t) -b Заметим, что перед третьим слагаемым в формуле (Ю) по сравнению,.,., с формулой (9) стоит знак плюс. Формально это является следствием возведения отрицательной величины uV (t)j в квадрат, а физически иллюстрирует тот факт, что собственные флюктуации частоты гетеродинов 5 и 6 приемников 1 и 2 статистически независимы (некоррелированы) при любых настройках гетеродинов.

Из выражения (Ю) видно, что при одинаковьк коэффициентах усиления К, 5, K-j, 5 ,5 (что на практике легко устанавливается регулировкой усиления в одн ом из усилителей низкой частоты) и расстройке приемников на основной и зеркальный каналы, показания вольтметра среднеквадратических значений определяются только суммой паразитных де виаций частот приемников I и 2 ,

54vf (t) -н Ml (t), (И)

а разность между двумя отсчетами (показаниями) вольтметра

iiUi и - U i 5 uco2 (

25

сигналов 13 и показания вольтметра среднеквадратриеских значений 14 соответственно равны

(9)

)

+ .t),

(10)

пропорциональна уровню паразитной девиации частоты измеряемого источ- ника сигнала. Таким образом, в предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, возможно четко отделить паразитную девиацию частоты источника сигнала от паразитной девиации частоты приемников 1 и 2. Это позволяет .уверенно измерять паразитную девиацию частоты источников сигнала даже в тех случаях, когда паразитная.девиация частоты приемников существенно превышает измеряемую величину.

Благодаря возможности разделения паразитной девиации частоты источника сигнала и приемников 1 и 2 предлагаемое устройство позволяет измерять паразитную девиацию частоты с более

высокой разрешающей способностью и точностью.

Формула изобретения

Устройство для измерения мальпс значений девиации частоты, содержащее приемник частотно-модулированных сигналов, включающий в себя последовательно соединенные гетеродин.

5 12936636

входной смеситель, усилитель проме-приемник частотно-модулированных

жуточиой частоты с ограничителем,сигналов и сумматор сигналов, причастотный детектор и выходной усили-чем входы обоих приемников частотнотель низкой частоты, а также вольт-модулированных сигналов объединены ,

метр переменного тока, отлича-з являются входом устройства и подклююще ее ятем, что, с целью повышениячены к вторым входам смесителей, а

разрешающей способности и точности из-выходные усилители низкой частоты

меренйя девиации частоты, в него допол-через сумматор сигналов соединены

нительнр введены второй аналогичный с входом вольтметра переменного тока.

л

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано для измерения малых значений девиации частоты радиосигналов . Целью изобретения является повышение разрешающей способности и точности измерения девиации частоты. Устройство содержит приемник I частотно-модулиров анных сигналов, в состав которого входят: входной смеситель 3, генератор 3, усилитель 7 промежуточной частоты с ограничением, частотный детектор 9, выходной усилитель 11 низкой частоты, вольтметр 14 переменного тока. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены приемник 2 частотно- модулированных сигналов, содержащий .гетеродин 6,входной смеситель 4,усилитель 8 промежуточной частоты с ограничителем, частотный детектор 10, усилитель 12 низкой частоты, а также сумматор 13 сигналов. Это позволило отделитель паразитную девиацию частоты, источника сигнала от паразитной девиации частоты приемников. 1 ил. а S (Л СО. со О5 Од СО