Устройство для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов Советский патент 1990 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к радиоизме ритвльной технике и может использоваться для измерения скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторовв Целью изобретения является повышение точности измерений и разрешающей способности по измеряемым параметрам. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит исследуемьй генератор 1, первьй смеситель 2, вто рой смеситель 3, первый полосовой фильтр 4, второй полосовой фильтр 5 третий смеситель 6, четвертый смеситель 7, третий полох:овой фильтр 8 четвертый полосовой фильтр 9, линию задержки 10, пятый смеситель 1Ц уси литель 12 промежуточной частоты (УПЧ), ограничитель 13, первый частотный детектор 14, интегратор 15, пиковый детектор 16, фильтр 17 нижних частот (ФНЧ), первый усилитель 18, управлякщий элемент 19, гетеродин 20, счетчик 21, генератор 22 пилообразного напряжения (ГПН),фазовый модулятор 23, дискретный фазовращатель 24, кварцевый генератор 25,частотно-модулированный генерато 26,пятый полосовой фильтр 27, шестой полосовой фильтр 28, второй частотньй детектор 29, измеритель 30, второй усилитель 31, индикатор При этом в устройстве соединены последовательно исследуемый генератор 1, первый смеситель 2, первый полосовой фильтр 4, третий смеситель 6, третий полосовой фильтр 8, пятый смеситель 11, УПЧ 12, ограничитель первьй частотньй детектор 14, интегратор 15, пиковый детектор 16, первый ФНЧ 17, первый усилитель 18, управляющий элемент 19, гетеродин 20, При этом к ВЫХОДУ интегратора 15 подключены последовательно соединенные второй усилитель 31 и индикатор 32, между,выходом гетеродина 20 и вторым входом пятого смесителя 11 : включены последовательно соединенные счетчик 21, дискретный фазовращател ,24, фазовый модулятор 23, частотно модулированный генератор 26, шестой полосовой фильтр 28, второй смеситель 3, второй полосовой фильтр 5, четвертый смеситель 7, четвертьш полосовой фильтр 9, Ко второму входу дискретного фазовращателя 24 подключен выход кварцевого генератора 25, к выходу гетеродина 20 подключены последовательно соединенные второй частотный детектор 29 и измеритель 30, а также генератор пилообразного напряжения 22, выход которого подключен ко второму входу фазового модулятора 23, Между выходом ис-гследуемого генератора 1 и вторыми входами третьего 6 и четвертого 7 смесителей включена линия задержки 10в К выходу фазового модулятора 23 подключены последовательно соединен-: ные второй частотный детектор 29 и измеритель 30, Работа устройства заключается в следующем, С выхода исследуемого генератора 1 на входы линии задержки 10 и сигнальные входы первого2 и второго 3 . смесителей поступает анализируемый линейно-частотной модулированный (ЛЧМ) сигнал вида и, (t) U, + 0,5jBt2 + + j4F(t)dt + % где U,fj,,, ( - амплитуда, центральная частота, скорость ЧМ и началь- . ная фаза сигнала; 4 P(t)- функция,описывающая Бнутриимпульсные отклонения частоты от линейного закона. На гетеродинные входы первого 2 второго 3 смесителей через пятый . 27 и шестой 28 полосовые фильтры поступает сигнал частотно-модулированного генератора 26, модулирующим сигналом для которого слз;жит гармонический сигнал кварцевого генератора 26 частоты ,смещенный по частоте на величину F однополосным преобразователем частоты, в состав которого входят дискретный фазовращатель, 24 и фазовьй модулятор 23, В однополосномпреобразователе частоты реализован серродинный метод преобразования частоты, основанный на фазовой модуляции преобразуемого сигнала пилообразным напряжением, частота повторения которого определяет величину частотного сдвига F Ввиду ограниченности максимального фазового сдвига при ис пользовании достаточно простых пиней ных фазовых модуляторов сложно получить фазовый сдвиг в 2F радиан, нег обходимый при серродинном преобразовании частоты, В связи с этим в предлагаемом устройстве применяется ступенчатая аппроксимация пилообразной фазовой модуляции, осущест вляемая на дискретном фазовращателе . 24, управляемом инверсным кодом счетчика 21, Устранение ошибок ступенчатой аппроксимации пилообразной фазовой модуляции осуществляется применением дополнительной линейной фазовой модуляции преобразуемого сигнала на фазовом модуляторе 23 пилооб- разным сигналом с выхода генератора пилообразного напряжения 22

Сигнал частоты f,jg- Fc с выхода фазового модулятора 23 поступает на модулирующий вход частотно-модулированного генератора 26, Гармонические колебания частотно-модулированного генератора 26 с собственной частотой f р модулируются по частоте сигналом частоты f«g FCо Из состава спектра сигнала частотно-модулированного ге«нератора пятым полосовым фильтром -27 выделяется составляющая суммарной частоты ff+ кв с шестым полосовым фильтром 28 - составляющая разностной частоты fr fKe с°

При этом ЛЧМ сигнал (1) на первом смесителе 2 получает сдвиг по . частоте на величину (fp+ f «3 Fj.), а на втором смесителе 3 - на величину (f-p- f KB с) Р этом частота сигнала на выходе первого полосового фильтра описывается выражением

fzCt)

Кб

л+

fr+

/iOjt

FC +

+ dF(t), а на выходе второго фильтра

) f,- f,+ FC + + + 4F (t)o

Сигнал (1), задержанный в линии задержки 10, перемножается в третьем смесителе 6 и четвертом смесителе 7 с сигналами первого 4 и второго 5 полосовых фильтров соответственно. Из результирукяцих сигналов на выходах -третьего и четвертого смесителей соответственно третьим 8 и четвертым

9 полосовыми фильтрами выделяются сигналы разностной частоты

FC+ /J 3+4F(t)

f. (t)

Kfl

f,+ FC- dF4t).

ffe(t)

время задержки сигнала в

где «э

линии 10 задержки. Эти два сигнала перемножаются на пятом смесителе 11, в результате чего разностная частота сигнала на его выходе описывается выражением

) 2Fc + (t) Cjj.

(2)

Составляющая разностной частоты (2) вьщеляется усилителем промежуточной частоты 12, Амплитудные искажения сигнала, способные повлиять на точность измерения, устраняются ограни- . чителем 13, Сигнал с выхода ограни чителя подается на первый частотный детектор 14, переходная частота которого равна удвоенной частоте кварцево-

го генератора 25 и составляет 2f

KB При этом среднее за время длительности импульса значение смещения частоты сигнала на выходе усилителя промежуточной частоты 12 относительно определяется величина разности (2 y3i.j- 2 F(-)o Инерционная система АПЧ гетеродина 20, состоящая из частотного детектора 14, интегра- тора 15, пикового детектора 16, фильтра нижних частот 17, первого усилителя 18 и управляющего элемента 19 позволяет отслеживать эту разность и обеспечить в установившемся режиме равенство

2F (3)

так как величина смещения частоты F пропорциональна частоте гетеродина FpgT- п F, где п - число дискрет

фазы дискретного фазовращателя 24, Постоянная времени фильтра нижних частот 17 выбирается значительно .больше времени корреляции отклонений от линейного закона частотной моду

ляции 4F(t)o Поэтому величина и знак усредненного смещения частоты сигна- ла на входе первого частотного детектора 14 относительно частоты , характеризующие разность (3), отеле

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения средней скорости изменения частоты и линейности модуляционных характеристик частотно-модулированных генераторов. Цель изобретения - повышение точности измерений и разрещающей способности по измеряемым параметрам. Цель достигается путем применения для смешения частоты анализируемого частотно-модулированного сигнала гармонического сигнала кварцевого генератора 25, а также введением смесителей 2, 3, 6, 7, 11, полосовых фильтров 4, 5, 8, 9, 27, 28, счетчика 21, генератора 22 пилообразного напряжения, дискретного фазовращателя 24, фазового модулятора 23, частотно-модулированного генератора 26. 1 ил.