Устройство для измерения отклонения частоты от номинальной Советский патент 1988 года по МПК G01R23/00 

(Л

со

со

оо

NU

Изобретение относится к импульсной те.хнике и служит для повышения надежности работы устройства. Устройство содержит опорные генераторы 1 и 2, сумматор 3, усилители-ограничители 4, 5 и 6, смеситель 7, фильтр 8 нижних частрот и JK- триггер 10. Введение усилителя-ограничителя 9 и JK-триггера 11 позволяет использовать только один канал смещения частоты. 3 ил.

.1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для измерения в широком диапазоне отклонений частоты от номинального значения.

Целью изобретения является повышение надежности за счет использования только одного канала смеш,ения частоты.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для измерения отклонения частоты от номинальной; на фиг. 2, 3 - временные диаграммы работы устройства.

В устройстве (фиг. I) выходы первого и второго опорных генераторов 1 и 2 соединены с входами сумматора 3 и входами соответственно первого и второго усилителей-ограничителей 4, 5, выход сумматора 3 подключен к входу третьего усилителя-ограничителя 6 и к гетеродинному входу смесителя 7, выход которого через фильтр 8 нижних частот подключен к четвертому усилителю-ограничителю 9. Выходы первого, второго и TpeTbei o усилителей-ограничителей 4, 5, 6 соединены соответственно с первым, вторым и тактовым входами первого JK-триг- гера 10. Выходы JK-триггера 10 подключены к установочн1 1м входам второго JK-триггера II, к тактовому входу которого подключен иьгход четвертогч) усилителя-ограничителя 9.

Устройство работает следующим образом.

(игналы первого и второго опорных генераторов 1 и 2 поступают на входы сумматора 3 и на входы первого 4 и второго 5 ус11лите, 1ей-ограничителей. С выхода сумматора 3 сигнал (фиг. 2а) подается на вход третьего усилителя-огфаничителя 6 и на гетеродинный вход смесителя 7, на сигнальный вход кото)ого по входной шине 12 поступает исследуемый сигнал. Напряжения, подаваемые на входы сумматора 3, представ- . 1ЯЮТСЯ в виде выражений: и I I , cos ( I HUM + -) t + и I cos (Гн„м - - 2) t; Ll., L-,,cos(bK,M + AF)t,

где fnoM номинальное значение частоты анализируемого напряжения; смешение частоты анализируемого сигнала;

расстройка но частоте гетеродинных колебаний по oтнoпJeнию к значению номинальной частоты.

В результате нелинейного преобразования в сумматоре 3 и после низкочастотной фильтрации на выходе фильтра 8 будут присутствовать колебания с разностными частотами:

(Ьш« + ) - (Ь °« - ) 2L

(ноч + У) - (и« + д F) (2-Л F;

(|нои - О) - ( „„„ -f Д F ) - О- Д F.

Если ), то выходные колебания фильтра 8 характеризуются преимущественно частотой li Информация о смещении частоты оказывается потерянной. Напротив, в случае Ui-cUiJ выходное напряжение фильтра 8 определяется обеими частотами У и ДР: ифнч 4U|U9SociJtcosAFt,

ЛР

0

5

0

5

0

5

и представляется колебаниями с частотой Ц модулированной по фазе и амплитуде более низкой частотой (). В этом случае напряжение ифнч подобно напряжению на выходе сумматора 3 и представляется временной зависимостью, приведенной на фиг. la. После усиления и ограничения усилителем-ограничителем 9 на выходе получается зависи.мость, приведенная на фиг. 36, аналогичная по характеру диаграмме на фиг. 26. Общей чертой диаграмм на фиг. 26 и 36 является наличие скачков фазы, различие - в абсолютных значениях частот, которые соответственно равны И и ЛР. Основной особенностью сигнала на выходе усилителя-О1 раничителя 9 (фиг. 36) является то, что периодичность указанных скачков фазы и определяет смещение частоты от номинального значения Гнои.

Пунктиром (фиг. 2 и 3) изображены участки диаграмм в случае, когда амплитуда биений не спадает до нуля (в случае неравенства амплитуд слагаемых колебаний (J+Af и У-Д.

Точность измерений обеспечивается стабильностью частоты опорных генераторов 1, 2 и использованием минимального числа преобразований (гетеродинированием). Информация об отклонении частоты извлекается из параметра, нечувствительного к амплитудны.м погрешностям преобразований. На точность измерений влияют только лищь погрешности точности установки и ухода частоты опорных генераторов 1, 2. Точность измерений и нижняя граница диапазона измерений отк.юнення частоты от номинальной на порядок больше указанных погрешностей и составляют 10 -10 при использовании опорных генераторов 1,2 со стабильностью 10 -10.

Формула изобретения

Устройство для измерения отклонения 0 частоты от номинальной, содержащее сумматор, два опорных генератора, смеситель, к выходу которого подключен фильтр нижних частот, а к сигнальному входу - входная тина, первый и второй усилители-ограничители, выходы которых соединены соот- 5 ветственно с установочными J,K-вxoдaми первого JK-триггера, третий усилитель-ограничитель, отличающееся тем, что, с целью по- вьпиения надежности, в устройство введены четвертый усилитель-ограничитель, второй синхронный JK-триггер, установочные J,K-вxoды которого соединены с выходами первого JK-триггера, вход четвертого усилителя-ограничителя соединен с выходом фильтра нижних частот, а выход четвертого усилителя-ограничителя подключен к так- 5 товому входу второго JK-триггера, при этом выходы опорных генераторов подключены к входам сумматора и к входам первого и второго усилителей-ограничителей, выход

сумматора соединен с гетеродинным входом смесителя и через третий усилитель-ограни/ ,

5 П П n|l p

В 1.

J/Я

2 g,, rpi/ггеро /

Bb, TpUiifpa 10

а пппппппЬНппппппппп

чк- УОЗM t -/„„

5 n.. n n П rl n П г. n П n run n п п г. п п п. t

go/rca jpaacpa Ч

Ll

читель с тактовым-входом iiepBOi o JK-r)Hi re pa.

Swxorf cyHMomopjJ

Выход УО6 rLTl n

П np p n

ЯыхоЗ триггера 0

2 g,, rpi/ггеро /

Bb, TpUiifpa 10

ппппппп п

i/AJ

Фиг. 3