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

H.ioojx I Г :i OTilocliU - i pa, ИП ,е И л;;.пгг Oiji ib использоиамо в pa (личных ра- дп() г; пи носких измерительных устройства к, iiiwMiia .11ичеин1 1х для непосредственных измерений девиации ЧМ-сигналов.

Цель изобретения - расширение диапа- ;()iia измерения девиации частоты за счет коррекции напряжения с выхода частотного дискриминатора.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -- энюры на- нряжений, поясняющие его работу.

Устройство содержит сумматор 1 и блок 2 вычитания, первые входы которых соединены с источником входного сигнала через линию 3 задержки, а вторые -- через регулируемый фазовращатель 4, а их выходы через амнлитудные детекторы 5 и 6 соединены с входами сумматора 7 и блока 8 вычитания, выход которого через фнльтр 9 соединен с индикатором 10 настройки, а через конденсатор 11 - с входами никовых детекторов 12 и 13, выходы которых соединены с входами блока 14 вычитания, выход которого через схему 15 деления соединен с индикатором 16 девиации частоты, выход сумматора 7 соединен с первым входом блока 17 вычитания, а через пиковый детектор 18 - сего вторым входом и первым входом блока 19 вычитания, выход блока 17 вычитания через последовательно соединенные пиковый детектор 20 и делитель 21 напряжения соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен с управляющим входом схемы 15 делет1я.

Предлагаемое устройство работает сле- образом.

Сумматор 1, блоки 2 и 8 вычитания, линия 3 задержки, регулируемый фазовраща тель 4 и амплитудные детекторы 5 и 6 образуют щирокополоСный частотный детектор суммарно-разностного типа, дискриминационная характеристика которого описывается выражением

|)Т , cos - -f q:

- sinovT

+

где и(а) - напряжение на выходе блока 8 вычитания;

А - амплитудный множитель;

иг - частота входного сигнала;

т - время задержки сигнала линией 3 задержки;

(|) - фазовый сдвиг, вносимый регулируемым фазовращателем 3.

Па фиг. 2а (кривая 1) приведена зависимость и(ш) для . Дискриминационная характеристика является периодической и состоит из чередующихся линейных участков с ноложительной и отрицательной крутизной. На фиг. 26 приведена зависимость нанряжения на выходе сумматора 7, являющегося суммарнь)1м напряжением на выходах амнлитудных детекторов 5 и 6. Из этой зависимости видно, что нанряжение на вы.оме сумматора 7 постоянно в щирокой полосе частоты вокруг точек перехода через лу.ль дис криминационной характеристики и равно ,/2-А. В основу работы устройства положен принцип измерения размаха про- детектированного сигнала при известной крутизне дискриминационной характеристики. Девиация частоты при этом определяется как

л,.М ,

где S f ly

--- крутизна дискримитационнои характеристики; At/s - размах напряжения на выходе

блока 8 вычитания.

Конденсатор 11 выделяет переменную составляюнлую напряжения на выходе блока 8 вычитания, а никовые детекторы 12 и 13 выделяют соответственно положительное и отрицательное пиковое значение этого напряжения и«. Urn, поступающие на блок 14 вычитания, выходное нанряжение которого

/|41ДС78| / 1 -1/п2.

После поступления на вход устройства ЧМ-системы со средней частотой со, и девиацией частоты Aw с помощью регулируемого фазовращателя 4 осуществляется настройка устройства на частоту Шс (фиг. 2а, кривая II). Контроль за настройкой осунгествляется индикатором 10 настройки, на который через фильтр 9 поступает постоянная составляющая напряжения на выходе блока 8 вычитания.

Из фиг. 2а может быть определена крутизна дискриминационной характеристики в точке перехода через нуль:

35

с 2А р. „ 2 А-т , ЗГ

где Лео - расстояние между двумя соседними горбами дискриминацион- QНОЙ характеристики (фиг. 2a)j

К 1,11 гюнравочный коэффициент,учитывающий нелинейность дискриминационной характеристики вблизи ее горбов.

A(.

45 Подставив это выражение в выражение для .АЮ(-, получим

л,, 11 я

ЛЫ с- - - -,

S /(

где С -..-- j---- - постоянный коэффициент, определяемый только временем задержки линией 3 задержки т.

50

55

Операция деления 2. /

выполняется

схемой 15 деления, на Г1ервый вход которой ноступает нанряжение с выхода блока 14 вычитания, а на второй - напряжение с

выхода блока 19 вычитания, равное в точках перехода через нуль - л/2-А.

Таким образом, на выходе схемы 15 деления напряжение пропорционально девиации частоты входного сигнала и измеряется индикатором 16 девиации частоты, отградуиро- ванным в единицах девиации частоты.

Для нормального функционирования устройства на управляющий вход схемы 15 деления необходимо подавать напряжение, равное . Из фиг. 26 видно, что напряжение на выходе сумматора 7 имеет максимальное значение в точках, соответствуюш.их нулям дискриминационной характеристики, равное д/ 2 -Л, которое выделяется пиковым детектором 18, запоминающим максимальное напряжение на выходе сумматора 7, и которое через блок 19 вычитания поступает на управляющий вход схемы 15 деления. Из фиг. 2а видно, что дискриминационная характеристика линейна только вблизи точек перехода через нуль, что ограничивает диапазон измерения девиации, так как при ее увеличении детектирование осуществляется на нелинейном участке, имеющем меньщую крутизну (крутизна уменьщается вблизи горбов дискриминационной характеристики), что приводит к дополнительной погрешности измерения. Для устранения этой по- грещности к напряжению на выходе пикового детектора 18 с помощью блока 19 вычитания добавляется компенсирующее напря- жение, которое формируется блоком 17 вычитания, пиковым детектором 20 и делителем 21 напряжения (фиг. 20). Коэффициент передачи делителя 21 напряжения равен 0,34. Благодаря этому напряжение на выходе блока 19 вычитания при увеличении девиации

частоты уменьшается (фиг. 2г) и этим

0 0 п

5

компенсируется снижение крутизщ дискри- .минационной характеристики. Значение коэффициента передачи делителя 21 напряжения, равное 0,34, является оптимальным. Предлагаемое устройство обеспечивает измерение девиации частоты ЧМ-сигналов с произвольным законом модуляции в широком диапазоне частот.

Формула изобретения

Устройство для измерения девиации частоты, содержащее линию задержки, соединенную с входом устройства, первый сумматор и первый блок вычитания, первые входы которых соединены через регулируемый фазовращатель с входом устройства, вторые входы соединены с выходом линии задержки, а выходы через амплитудные детекторы соединены с входами второго сумматора и второго блока вычитания, выход которого через первый фильтр соединен с индикатором настройки, через конденсатор соединен с входами первого и второго пиковых детекторов, выходы которых соединены с входами третьего блока вычитания, выход которого через схему деления соединен с индикатором девиации частоты, отличающееся тем, что, с целью расишрения диапазона измерений девиации частоты, выход второго сумматора соединен с первым входом четвертого блока вычитания, а через третий пиковый детектор - с его вторым входом и первым входом пятого блока вычитания, выход которого соединен с управляющим входом блока деления, выход четвертого блока вычитания через последовательно соединенные четвертый пиковый детектор и делитель напряжения соединен с вторым вхо- до.м пятого блока вычитания.

ЛШ

а

(t),

JUo(

г. г

5(DO

Изобретение относится к области радиотехники и может найти применение в различных радиотехнических измерительных устройствах, предназначенных для непосредственного измерения девиации ЧМ-сигналов. Цель изобретения - расширение диапазона измерения девиации частоты - достигается путем коррекции напряжения на выходе частотного дискриминатора. Устройство содержит сумматор 1 и блок вычитания 2, первые входы которых соединены с источником входного сигнала через линию задержки 3, а вторые - через регулируемый фазовращатель 4, а их выходы соединены через амплитудные детекторы 5 и 6 с входами сумматора 7 б.чока вычитания 8. Выход этого блока соединен через фильтр 9 с индикатором настройки 10. а через конденсатор 11- с входами пиковых детекторов (ПД) 12и 13, выходы которых соединены с входом блока вычитания (БВ) 14. Выход БВ 14 соединен через схему деления 15 с индикатором девиации частоты 16. Выход сумматора 7 соединен с первым входом БВ 17, а через ПД 18 - с его вторым входом и первым входом БВ 19. Выход БВ 17 через последовательно соединенные ПД 20 и делитель напряжения 21 соединен с вторым входом сумматора 7, выход которого соединен с управляющим входо : схемы деления 15. Коэффициент передачи делителя напряжения 21 выбран равным 0,34. Благод,аря этому напряжение на выходе БВ 19 при увеличении девиации уменьшается, че.м компенсируется снижение крутизны дискриминационной характеристики. Устройство обеспечивает измерение девиации частоты ЧМ-сигналов с произвольным законом модуляции в широком диапазоне частот. 2 ил. S СО с со го со со ч СП