Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов Советский патент 1988 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет автоматизации измерения времени корреляции отклонений модуляционной характеристики от линейного закона.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство аодержит смеситель 1 , усилитель 2 промежуточной частоты, строб-каскад 3, блок 4 памяти частоты, состоящий из сумматора 5, синхронизируемого ге}1ератора 6, третьей линии 7 задержки, а также усилитель 8, автогенератор 9, делитель 10 частоты, электронно-счетный частотомер 11, фазовьй модулятор 12, фазовращатель 13, переключатель 14, частотно- модулированный генератор 15, первую линию 16 задержки, осциллографичес- кий индикатор 17, фазовый детектор 18, вторую линию 19 задержки, nepHb генератор 20 пилообразного напряжения, второй генератор 21 пилообразного напряжения, видеоусилитель 22, интегратор 23, дешифратор 24, счетчик 25, усилитель-ограничитель 26, первьш ключ 27, схему И-НЕ 28, амплитудный детектор 29, цифровой индикатор 30, первый триггер 31, схему 32 однократного запуска, дифференцирующую цепь 33, второй триггер 34, второй ключ 35.

При этом в устройстве последовательно соединены автогенератор 9. делитель 10 частоты, первый генератор 20 пилообразного напряжения, частотно-модулированный генератор 15, смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, строб-каскад 3, сумматор 5, синхронизируемый генератор 6, второй вход переключателя 14, фазовый детекДелитель 10 частоты из о напряжения автогенератора 9 рует синхронизирующие импул их воздействием первым гене 20 пилообразного напряжения 5 ваются импульсы пилообразно которые поступают на модули вход частотно-модулированно тора 15. С его выхода линей но-модулированный сигнал по

тор 18, интегратор 23, видеоусилитель 50 на первый вход смесителя 1.

22, первый ключ 27, усилитель-ограничитель 26, счетчик 25, деиифратор 24, 1Д1фровой индикатор 30, выход видеоусилителя 22 соединен с входом ос- циллографического индикатора 17, синхронизируемый вход которого соединен с первым выходом делителя IО частоты. Первьп выход делителя 10 частоты соедине) также с входами перйо-

55

первую линию 16 задержки - преобразователя частоты, со из фазового модулятора 12, генератора 21 пилообразного ния и усилителя 8. Частота преобразователя частоты

АР

го триггера 31, выход которого соединен с входом второго ключа 35, и второго генератора 21 пилообразного напряжения, выход которого через фазовый модулятор 12 и усилитель 8 соединен с вторым входом смесителя 1, а выход частотно-модулированного генератора 15 через первую линию 16

задержки соединен с вторым входом,фазового модулятора 12, выход синхронизируемого генератора 6 соединен с входами электрон :о-счетного частотомера 1 1, третьей линии 7 задержки,

выход которой соединен с вторым входом сумматора 5, и фазовращателя 13, выход которого соединен с первым входом переключателя 14, второй вход фазового детектора 18 через вторую

линию 19 задержки соединен с выходом усилителя 2 промежуточной частоты, выход второй линии 19 задержки через последовательно соединенные амплитудный детектор 29, второй ключ 35, второй триггер 34 и схему И-НЕ 28 подключен к второму входу первого ключа 27, выход схемы И-НЕ 28, второй вход которой соединен с выходом амплитудного детектора 29, через дифференцирующую цепь 33 соединен с вторыми входами дешифратора 24 и второго триггера 34, а выход схемы 32 однократного запуска подключен к вторым входам счетчика 25 и первого тригге ра 31.

Устройство работает следующим образом.

Делитель 10 частоты из опорного напряжения автогенератора 9 формирует синхронизирующие импульсы. Под их воздействием первым генератором 20 пилообразного напряжения вырабаты- ваются импульсы пилообразной формы, которые поступают на модулирующий вход частотно-модулированного генератора 15. С его выхода линейно-частотно-модулированный сигнал поступает

на первый вход смесителя 1.

на первый вход смесителя 1.

через

первую линию 16 задержки - на вход преобразователя частоты, состоящего из фазового модулятора 12, второго генератора 21 пилообразного напряжения и усилителя 8. Частота смещения преобразователя частоты

АР

.3137

где Т - длительность (период повторения) пилообразного напряжения,

выбирается с таким расчетом, чтобы она быпа значительно больше предпола гаемых отклонений модуляционной характеристики частотно-модулированного генератора 15 от линейного закона.

Величина РСДВсоставляет 15-20 МГц.

сдв

Величина задержки первой линии задержки 16 выбирается из условия обеспечения требуемого диапазона измеряемых величин и составляет десятые доли микросекунды.

Задержанный и усиленный в усилителе 8 сигнал, смещенный по частоте на величину , перемножается в смесителе 1 с незадержанным сигналом частотно-модулированного генератора 15, На выходе смесителя 1 образуются комбинационные составляющие разностной и суммарной частот. Сигнал разностно частоты выделяется усилителем 2 промежуточной частоты. Запоминание частоты сигнала с выхода усилителя 2 промежуточной частоты осуществляется с помощью синхронизируемого генератора 6. Для этого в момент окончания переходных процессов в смесителе на строб-каскад 3 подается разрешающий импульс с выхода делителя 10 частоты и сигнал с усилителя 2 промежуточной частоты через строб-каскад 3 и сумматор 5 поступает на синхронизируемый генератор 6, Длительность разрешающего импульса выбирается такой, чтобы за это время в синхронизируемом генераторе 6 закончился переходный процесс и установился стационарный режим. Поддержание постоянной частоты синхронизируемого генератора 6 в течение длительности радиоимпульса осуществляется с помощью петли самосинхронизации, в состав которой

входят третья линия матор 5.

7 задержки и сумВо избежание потери инфорь ации об измеряемых параметрах в начале импуль са сигнал с выхода усилителя 2 промежуточной частоты подается на второй вход фазового детектора 18 через вторую линию 19 задержки, время задержки которой I-,равно суммарному времени переходных процессов в смесителе 1 и синхронизируемом генераторе 6. Сигнал с выхода синхронизируемого генератора 6 через фазовращатель 13

на --- и первьи вход переключателя

0

5

5

0

0

14 поступает на первый вход фазового детектора 18. Выходное напряжение фазового детектора через интегратор 23 и видеоусилитель 22 подается на ос- циллографический индикатор 17, на экране которого можно наблюдать отклонения модуляционной характеристики частотно-модулированного генератора 15 от линейного закона. Точность измерения ухудшается из-за наличия :паразитной амплитудной модуляции сигнала --на выходе усилителя 22 промежуточной частоты. Лпя учета ее влияния нео(ходимо переключить переключатель 14. При этом сигнал синхронизируемого генератора 6 поступает на вход фазового детектора 18, минуя фазовращатель 13. Тем самым рабочая точка фазового детектора 18 смещается в область, где фазовый детектор практически нечувствителен к изменению разности фаз входных колебаний и его выходной сигнал пропорционален только паразитной амплитудной модуляции. Вычитание результата этого измерения из результата, полученного с учетом влияния паразитной амплитудной модуляции, обеспечивает повышение точности измерения отклонений модуляционной характеристики частотно-модулированного генератора от 5 линейного закона.

Измерение средней скорости изменения частоты линейно-частотно-модулированного сигнала осуществляется с помощью электронно-счетного частото- 0 мера 11, подключенного к выходу синхронизируемого генератора 6, частота которого пропорциональна средней скорости изменения частоты.

Измерение времени корреляции отк- 5 лонений модуляционной характеристики частотно-модулированного генератора 15 от линейного закона осуществляется при срабатывании схемы 32 однократного запуска.

При этом схема 32 однократного запуска может сработать как в пау между линейно-частотно-модулированными радиоимпульсами, формируемыми частотно-модулированным генератором 15, так и во время длительности ли- нейно-частотно-модулированного радиоимпульса.

При запуске схемы 32 однократного запуска в паузе между линейно-час5

тотно-модулированными радиоимпульсами устройство работает следующим образом.

Короткрш видеоимпульс с выхода схемы 32 однократного запуска обнуляет счетчик 25 и переводит триггер 31 в единичное состояние. Поскольку на втором входе второго ключа 35 отсутствует напряжение с выхода амплитудного детектора 29, то единичный потенциал с выхода первого триггера 31 проходит через второй ключ 35 и устанавливает второй триггер 34 в единичное состояние с В момент времени, когда на выходе амплитудного детектора 29 выделяется напряжение огибающей радиоимпульса промежуточной частоты, которое подается на схему И-НЕ 28, последняя выдает управляющий сигнал, который открьшает первый ключ 27. В этот момент времени на выходе видеоусилителя 22 появляется напряжение, изменение амплитуды которого пропорционально отклонениям модуляционной характеристики частотно- модулированного генератора 15 от линейного закона.

Напряжение с выхода видеоусилителя 22 через открытый первьй ключ 27 подается на вход усилителя-ограничителя 26, который преобразует его в телеграфный сигнсял. Счетчик 25 под- считывает количество отрицательных перепадов телеграфного сигнала с выхода усилителя-ограничителя 26. По окончании видеоимпульса на выходе амплитудного детектора 29 потенциал на выходе схемы И-НЕ 28 изменяется, первый ключ 27 закрывается и на выпроцесса на его входе с высокой т ностью и определяется по формуле

(1)

Ю

где k - число пересечения телегра ным сигналом нулевого уровня в ед цу времени.

Так как измеряется время корре ции для импульсного сигнала, то

15

где m - число пересечений телегра ным сигналом нулевого уровня за в мя длительности импульса Р .

Относительное время корреляции равно

20

25

г k

Подставляя (1) и (2) в (З

по

чим

с. -

k m

0,5/п,

30

35

где п - количество отрицательных репадов телеграфного сигнала, пер секающих нулевой уровень.

При запуске схемы 32 однократн запуска во время формирования час тотно-модулированным генератором линейно-частотно-модулированного диоимпульса короткий видеоимпульс выхода схемы 32 однократного запу ка обнуляет счетчик 25 и переводи первый триггер 31 в единичное сос яние. Единичный потенциал с выход триггера 31 проходит через второй ключ 35 и устанавливает триггер 3

ходе дифференцирующей цепи 33 появля- единичное состояние только после

процесса на его входе с высокой точностью и определяется по формуле

(1)

где k - число пересечения телеграфным сигналом нулевого уровня в единицу времени.

Так как измеряется время корреляции для импульсного сигнала, то

где m - число пересечений телеграфным сигналом нулевого уровня за время длительности импульса Р .

Относительное время корреляции равно

г k

Подставляя (1) и (2) в (З

(3) получим

25

с. -

k m

0,5/п,

где п - количество отрицательных перепадов телеграфного сигнала, пересекающих нулевой уровень.

При запуске схемы 32 однократного запуска во время формирования частотно-модулированным генератором 15 линейно-частотно-модулированного радиоимпульса короткий видеоимпульс с выхода схемы 32 однократного запуска обнуляет счетчик 25 и переводит первый триггер 31 в единичное состояние. Единичный потенциал с выхода триггера 31 проходит через второй ключ 35 и устанавливает триггер 34 в

единичное состояние только после

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и служит для расширения функциональных возможностей устройства для изменения частоты. Устройство содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, строб-каскад 3, блок 4 памяти частоты, усилитель В, автогенератор 9, делитель 10 частоты, электронно-счетный частотомер 11, фазовый модулятор 12, фазовращатель 13, переключатель 14, частотно-модулированный генератор 15, линии 16 и 19 задержки, ос- циллографический индикатор 17, фазо- вьй детектор 18, генераторы 20 и 21 пилообразного напряжения, видеоусилитель 22 и интегратор 23. Введение дешифратора 24, счетчика 25, усилителя-ограничителя 26, ключей 27 и 35, схемы И-НЕ.28, амплитудного детектора 29, цифрового индикатора 30, триггеров 31 и 34, схемы 32 однократного запуска, дифференцирующей цепи 33 обеспечивает автоматизацию измерения времени корреляции ртклонений модуляционной характеристики от линейного закона. 1 ип. с S сл 14)

ется импульс, устанавливающий второй триггер 34 в нулевое состояние и пе- реписьшающий содержимое счетчика 25 в дешифратор 24. В результате преобразования двоичного кода количества отрицательных перепадов телеграфного сигнала в дешифраторе 24 на цифровом индикаторе 30 отображается значение относительного времени корреляции

С л 0,5/п,

k

где п - количество отрицательных перепадов телеграфного сигнала.

Время корреляции телеграфного сигнала на выходе усилителя-ограничителя совпадает с временем корреляции стационарного нормального случайного

5

0

5

окончания видеоимпульса с выхода амплитудного детектора. Следовательно, измерение относительного времени корреляции отклонений модуляционной характеристики частотно-модулированного генератора 15 от линейного закона происходит во время следующего линейно-частотно-модулированного радиоимпульса.

Устройство позволяет автоматизировать измерение относительного времени корреляции отклонений модуляционных характеристик от линейного яако- на.

Формула изобретения

Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов по авт. св. № 12411 АО, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены последовательно соединенные схема однократного запуска, первый триггер, второй ключ, второй триггер, схемы И-НЕ, первый ключ, усилитель-ограничитель, счетчик, дешифратор и цифровой индикатор, дифференцирующая цепь и ампли

тудный детектор, выход третьей линии задержки через амплитудный детектор соединен с вторыми входами второго ключа и схемы И-НЕ, выход которой через дифференцирующую цепь подключен к вторым входам дешифратора и второго триггера, а вторые входы первого ключа, счетчика и первого триггера соединены соответственно с выходами видеоусилителя, схемы однократного запуска и первым выходом дв лителя частоты.