1
(21)4308091/2г -21
(22)21,09.87
(46) 07.08.89. Бюл. № 29
(72) Н.Г.Батурин, Д.В. Симакин
и Б.В. Струков
.(53) 621.317 (088.8 ).
(56)Авторское свидетельство СССР № 1241140, кл. G 01 R 23/00, 1986.
Авторское свидетельство СССР № 1442929, кл G 01 R 23/00, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ И ЛИНЕЙНОСТИ МОДУЛЯЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
(57)Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-: модулированных генераторов. Цель изобретения - повьппение точности измерения и расширение диапазона измерения. Управляемый генератор вырабатывает тактовые импульсы, подсчет которых осуществляется счетчиком 5.
Усилитель 3 промежуточной частоты выделяет разностную частотную составляющую из комбинационных составляющих с выхода смесителя 2, которая че- рез линию 4 задержки подается на фазовые детекторы 14 и 15. Опорное колебание для детектора 5 вырабатывается генератором 26 блока 9 памяти частоты, начальная фаза сигнала поступает через строб-каскад 8 и сумматор 24. Петля самосинхронизации в блоке 9 памяти образуется из линии 25 задерж ки и сумматора 24. Фазовращателями 1,6, 10 изменяется фаза сигнала. Разностный сигнал с вычитакяцего блока 19 через видеоусилитель 23, интегратор 22 поступает на осциллограф 21, синхронизация которого осуществляется с помощью преобразователя 20 импульсов. Схема частотно-фазовой автоподстройки.частоты образуется с помощью частотного детектора 7, суммирующего усилителя 13 и интегратора 12. Скорость изменения частоты линейно частотно-модулированного сигнала определяется электронно-счетным частотомером 17. 1 с.п. ф-лы, 4 ил.
(Л
4 СО : N3 СЛ СО
, 149
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения скорости изменения частоты и линейност и модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов.
Цель изобретения - повьшение точности измерения и расширение диапазона измерения.
На фиг,1 представлена блок-схема устройства для измерения средней скорости изменения .частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов; на фиг,2 - структурная схема блока памяти частоты; на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг,4 - зависимость вбкод- ного сигнала фазовращателя of его входного сигнала.
Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов содержит фазовращатель 1, смеситель 2, усилитель 3 промежуточной частоты, линию 4 задержки, счетчик 5, фазовращатель 6, частотный детектор 7, строб-каскад 8, блок 9 памяти частоты, фазовращатель 10 на Т/2, управляемый генератор 11, интегратор 12, суммирующий усилитель 13, фазовый детектор 14, фазовый детектор 15, линию 16 задержки, электронно- счетный частотомер 17, формирователь 18 импульсов, вычитающий блок 19, амплитудный детектор 20, осциллограф 21, интегратор 22, видеоусилитель 23
Блок 9 памяти частоты содержит сумматор 24, линию 25 задержки и синхронизируемый генератор 26 . (фиг,2),
Частотный детектор 7, суммирующий усилитель 13, интегратор 12, уп- равляемый генератор 11, счетчик 5, фазовращатель 1, смеситель 2, усилитель 3 промежуточной частоты, ч строб-каскад 8, блок 9 памяти частоты, фазовый детектор 14, вычитающий блок 19, видеоусилитель 23, первый интегратор 22, осциллограф 21 соединены последовательно, синхронизирующий вход осциллографа 21 и синхронизирующий вход строб-каскада 8 соеди- иены через амплитудный детектор 20 и формирователь 18 импульсов с входом линии 16 задержки, являющимся входом устройства, и с входом фазовращателя 6, второй вход которого сое-. динен с вторым выходом счетчика 5, Выход усилителя 3 промежуточной частоты соединен через линию 4 задержки со вторым входом фазового детектора 14 и с входом фазового детектора 15, выход которого соединен с вторым входом вычитающего блока 19, Выход фазового детектора 14 соединен с вторым входом суммирующего усилителя 13 Выход фазовращателя 6 соединен с вторым входом смесителя 2, выход управляемого генератора 11 соединен с входом электронно-счетного частотомера 17, Выход блока 9 памяти частоты соединен через фазовращатель 10 на /2 с вторым входом фазового детектора 15,
В качестве фазовращателей 1 и 6 могут быть использованы дискретные многоразрядные диапазонные фазовращатели с переключаемыми каналами разной электрической длины,
В блоке 9 памяти частоты соединены последовательно Сфиг,2) синхронизируемый генератор 26, линия 25 задержки и сумматор 24, выход сумматора 24 соединен с входом синхронизируемого генератора 26, вход сумматора 24 является входом блока 9 памяти частоты,а выход синхронизируемого генератора 26 является выходом блока памяти частоты.
Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов работает следующим образом.
Управляемый генератор 11 выраба- тыва ет тактовые импульсы с частотой следования f 0,5Fcftb n, где F смещение частоты сигнала, п - количество ступеней аппроксимации пилообразной фазовой модуляции. Род,, выбирается с таким расчетом, чтобы она была значительно больше предполагаемых отклонений мгновенной частоты исследуемых линейно частотно-модулированных (ЛЧМ) сигналов от линейного закона изменения частоты во времени и составляет 15-20 МГц, При ис-- пользовании известных в настоящее время дискретных фазовых модуляторов с числом разрядов управляющего цифрового кода N-6 количество ступеней аппроксимации может составить п 2 64,п - разрядный двоичный счетчик 5 тактовых импульсов, работакшщй со сбросом при переполнении, осуществляет подсчет тактовых импульсов управляемого генератора 11. Выходные прямой и инверсный коды двоичного счетчика 5 подаются в качестве управляющих соответственно на /дискретные фазовращатели 1 и 6. На высокочастотные входы дискретных фазовращателей 1 и 6 подается соответственно задержанньй на линии 16 задержки и незадержанный исследуемый ЛЧМ-сигнал. В результате ступенч - той пилообразной фазовой модуляции ЛЧМ-сигнала на дискретных фазовращателях 1 и 6 происходит смещение задержанного и незадержанного исследу- CNbix сигналов по частоте соответственно вверх и вниз на величину . Применение двух дискретных фазовращателей 1 и 6 позволяет уменьшить влияние их инерционности на точность измерений за счет уменьшения в два раза частоты повторения управлянлце- го кода. Разнесенные по частоте
на величину РС/Ц задержанный и неза-. .держанньй ЛЧМ сигналы перемножаются на смесителе 2. На выходе смесителя 2 образуются комбинационные частотные составляющие, из состава которых усилителем 3 промежуточной частоты вьщеляется разностная частотная составлякяцая и через линию 4 задержки подается на входь фазового детек- тор.а 14 и фазового детектора 15. Опорное колебание для фазового детектора 15 вырабатывается синхронизируемым генератором 26 блока 9 памяти частоты, запоминающим частоту и
начальную фазу сигнала, поступающего на его вход с выхода, усилителя 3 промежуточной частот через строб- каскад 8 и сумматор 24 во время раз- рещающего импульса с формирователя 18 импульсов, открывающего строб- каскад В, Длительность разрешакяцего импульса выбирается такой, чтобы за это время в блоке 9 памяти частоты установился стационарный режим. Поддержание постоянной частоты синхронизируемого генератора 26 в течение длительности ЛЧМ радиоимпульса осуществляется с помощью петли самосинхронизации, в состав которой входит линия 25 задержки и сумматор 24. Чтобы не потерять информацию об измеряемых параметрах в начале импульса, сигнал с выхода усилителя 3 промежуточной частоты подается на вто .
10
20
4992595
рой вход фазового детектора 14 через линию 4 задержки, время задержки которой равно суммарному времени переходных процессов в смесителе 2 и синхронизируемом генераторе 26. Сигнал с блока 9 памяти частоты поступает на второй вход фазового детектора 14. . Выходное напряжение фазового детектора 14 пропорционально мгновенной разности фаз колебаний синхро- низируемого генератора 26 и сигнала, с вьпсода линии 4 задержки. Вследствие инерционности фазового детекто15 ра 14 импульсное напряжение на его выходе имеет выбросы в начале и конце импульсов (фиг.3,а). Эти переходные процессы, приводящие к потере части инф грмации, а также амплитудные искажения сигнала на выходе . фазового детектора 14 компенсируются на .вычитающем блоке 19.-Для этого параллельно фазовому детектору 14 включен аналогичный ему фазовьй
25 детектор 15, на который опорный сиг- нал с блока 9 памяти, частоты подается через фазовращатель 10 на 7Г/2, рабочая точка характеристики фазовращателя 10 из положения 1 перемещается в положение.II (фиг.4). При этом фазовращатель 10 становится нечувствительным к разности фаз входного и /опорного сигнала, и его выходной сигнал характеризует амплитудные искажения входного сигнала: и собственные переходные процессы. Этот сигнал (фиг.3,6) вычитается на вычи-. тающем блоке 19 из выходного сигнала фазового детектора 14. Разностный
40 сигнал (фиг.3,в), характеризующий частотные искажения анализируемого ЛЧМ-сигнача, через видеоусилитель 23, интегратор 22 поступает для наблюдения и измерения на осциллограф 21.
45 Синхронизация осциллографа 21 и строб- каскада 8 осуществляется импульсами с формирователя 18 импульсов, запус-. каемого передним фронтом огибающей анализируемого ЛЧМ-радиоимпульса,
gQ выделенной амплитудным детектором 20.
30
35
55
Так как частота синхронизируемого генератора 26 может изменяться в ограниченных пределах и в установивщем- ся режиме принимать лишь дискретные значения, а разностная частота на выходе смесителя 2 при широком диапазоне скоростей изменения частоты анализируемых ЛЧМ-сигналов изменяется в широких пределах, то возникает
разница частот колебаний на различны входах фазового детектора 14. Это приводит к ошибкам в измерении как скорости изменения частоты, так и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных ОШ) генераторов .
Изменение разностной частоты и фазы сигнала на выходе смесителя 2 при анализе ЛЧМ сигналов с различной скоростью изменения частоты компенсируется инерционной схемой частотно-фазовой автоподстройки частоты управляемого генератора 1, образованный частотным детектором 7, суммирующим усилителем 13 и интегратором 12, При этом изменение частоты сигнала на выходе усилителя 3 промежуточной частоты вызывает изменение частоты следования импульсов управляемого генератора 11 fп. При этом изменится частота повторения управляющего кода на выходе счетчика 5 f fn/n, равная частоте смещения ЛЧМ сигнала на каждом из дискретных фазовращателей 1 и 6 Fcf,, 7с ,0,5FcAB fK, а также компенсируется изменение разностной частоты на выходе смеси Феля 2, следовательно, и различие частот сигналов на различных входах фазового детектора 14,- возникающее при изменении скорости изменения частоты анализируемого ЛЧМ сигнала. При этом точность компенсации разности частот колебаний на различных входах фазового детектора 14 повы- шается при сложении на суммирующем усилителе 13 сигналов с частотного детектора 7 и фазового детектора.14, чем обеспечивается частотно-фазовая автоподстройка частоты управляемого генератора 11.
Частота.управляемого генератора 11 пропорциональна скорости изменения частоты анализируемого ЛЧМ-сиг- нала,которую можно определить путем измерения электронно-счетным частотомером 17.
Введение петли фазовой автоподстройки частоты с коэффициентом автоподстройки К 30-50 позволяет уменьшить ошибку в измерении частотных (фазовых) искажений линейно-частотно-модулированных сигналов в 30-50 раз, при этом полоса захвата систем частотно-фазовой автоподстройки частоты становится значительно шире полосы захвата синхронизированного
0
генератора 26 и составляет единицы МГц, что превышает возможную начальную расстройку частот колебаний на выходах усилителя 3 промежуточной частоты и синхронизированного генератора 26. Следовательно, значительно повышается точность измерений и существенно расширяется диапазон скоростей изменений частоты анализируемых линейно частотно-модулированных е. расширяется диа:пазон
сигналов, т
измерения.
Формул
из обретения
0
5
0
5
0
5
0
5
Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов, содержащее последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточных частот, первую линию задержки, первый фазовый детектор и вычитающий блок, а также видеоусилитель, первый генератор, осциллограф, амп- дштудньш детектор, вторую линию задержки, электронно-счетный частотомер, первьш фазовращатель, суммирующий усилитель, последовательно соединенные строб-каскад и блок памяти частоты, второй фазовый детектор, выход которого под ключеи к второму входу вычитающего блока, первый вход которого соединен с первым входом первого фазового детектора, вход строб-каскада подключен к выходу усилителя промежуточных частот, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности измер%- ния и расвшрения диапазона измерений, в него введены последовательно соединенные второй интегратор, управляемый генератор, счетчик и второй фазовращатель, частотный детектор, формирователь импульсов и третий фазовращатель на 1Г/2, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора, а вход которого соединен с вторым входом второго фазового детектора и с выходом блока памяти частоты, выход вычитающего блока через последовательно соединенные видеоусилитель и первый интегратор соединен с первым входом осциллографа, второй вход которого соединен с вторым входом строб-каскада и выходом формирователя импульсов, вход к-оторого соединен с выходом амплитудного детектора.
9 1499259
вход которого подключен через первый фазовращатель к первому входу смесителя и через вторую линию задержки - к второму входу второго фазовращате- - ля, выход которого подключен к второму входу смесителя, второй выход счет- чика соединен с вторым входом второго фазовращателя, вход счетчика соединен с входом электронно счетного }о
ж с п я
9
10
частотомера, выход усилителя промежуточной частоты через частотньА детектор соединен с первым входом суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом второго интегратора, а второй вход которого соединен с вторым входом вычитающего блока, причём вход второй линии задержки является входом устройства.
Изобретение относится к области радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение диапазона измерения. Управляемый генератор вырабатывает тактовые импульсы, подсчет которых осуществляется счетчиком 5. Усилитель 3 промежуточной частоты выделяет разностную частотную составляющую из комбинационных составляющих с выхода смесителя 2, которая через линию 4 задержки подается на фазовые детекторы 14 и 15. Опорное колебание для детектора 5 вырабатывается генератором 26 блока 9 памяти частоты, начальная фаза сигнала поступает через строй-каскад 8 и сумматор 24. Петля самосинхронизации в блоке 9 памяти образуется из линии 25 задержки и сумматора 24. Фазовращателями 1, 6, 10 изменяется фаза сигнала. Разностный сигнал с вычитающего блока 19 через видеоусилитель 23, интегратор 22 поступает на осциллограф 21, синхронизация которого осуществляется с помощью преобразователя 20 импульсов. Схема частотно-фазовой автоподстройки частоты образуется с помощью частотного детектора 7, суммирующего усилителя 13 и интегратора 12. Скорость изменения частоты линейно частотно-модулированного сигнала определяется электронно-счетным частотомером 17. 1 с.п. ф-лы, 4 илл.
%Д2
б
фиг. 2
Г
ишишшти
фиг.З
ФигА
/
Л9
