Измеритель сопутствующей девиации частоты амплитудно-модулированного колебания Советский патент 1991 года по МПК G01R29/06 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения искажений модулированных колебаний, и может быть использовано для аттестации генераторов стандартных сигналов и способствовать повышению их качества.

Цель изобретения - повышение точности измерений..

На чертеже приведена структурная схема предложенного измерителя. Схема включает опорный генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, первое 3, второе 4 и третье 5 постоянные запоминающие уст ройства, цифроаналоговый преобразователь 6, первый 7 и второй 8 множительные цифроаналоговые преобразователи 9, амп- литудно-модулирующий генератор 9, смеситель 10, ЧМ приемник 11, гетеродин 12, первый 13 и второй 14 фильтры нижних частот, двойной двухканальный аналоговый де- мультиплексор 15, первый, второй, третий и четвертый блоки 16-19 хранения выборки, арифметические блоки 20, 21, двухканальный аналоговый мультиплексор 22, вольтметр 23 эффективного значения напряжения, первый 24 и второй 25 генераторы импульсов управления, одновибратор 26, блок 27 управления гетеродином.

Измеритель работает следующим образом.

В счетчике 2 импульсов с помощью опорного генератора 1 импульсов формируется линейно нарастающий код. При переполнении счетчика происходит его автоматический сброс, т. е. код на выходе

О

ю

V4 00

счетчика импульсов является периодическим. Коэффициент деления частоты счетчика 2 импульсов выбирается таким, чтобы период повторения линейно-нарастающего кода на его выходе был равен периоду модулирующего колебания. В постоянном запоминающем устройстве 3 этот код преобразуется в код гармонического колебания. При этом в постоянное запоминающее устройство 3 записывается функция синуса или косинуса (один период). Цифроаналоговый преобразователь 6 преобразует код в аналоговый гармонический сигнал, который подается на модулирующий вход AM генератора 9, где формируется испытательный сигнал. Смеситель 10 осуществляет преобразование частоты испытательного AM сигнала с помощью гетеродина 12. ЧМ приемник 1t настраивается на разностную частоту между сигналом и гетеродином, выделяет и детектирует по часоте преобразованное испытательное колебание. Поскольку в AM генераторе 9, смесителе 10 и ЧМ приемнике 11 имеется амплитудно-фазовая конверсия, полезная амплитудная модуляция испытательного колебания преобразуется в сопут- ствующую частотную модуляцию с частотами, кратными модулирующей частоте AM колебания, которая и выделяется на выходе ЧМ приемника 11. В постоянные запоминающие устройства 4 и 5 записываются функции исследуемых гармоник (как правило, для исследования достаточно 2-3 гармоник), причем в ПЗУ 4 записывается функция синуса, а в ПЗУ 5 - функция косинуса. В устройстве измерения производятся отдельно на каждой из исследуемых гармоник. При этом выбор функций синуса и ,о- синуса исследуемой гармоники осуществляется с помощью разрешающего входа в ПЗУ 4 и 5. В перемножителях 7 и 8 осуществляется умножение выходного колебания ЧМ приемника 11 на функцию синуса и косинуса исследуемой гармоники. При этом и постоянные составляющие напряжений на выходах множительных цифроаналоговых преобразователей 7 и 8 прямо пропорциональны проекциям вектора исследуемой гармоники на ортогональные оси координат. Эти напряжения выделяются с помощью фильтров 13 и 14 нижних частот и записываются в блоках 1 6, 18 хранения выборки. Выбор блоков хранения 16-19 выборки осуществляется с помощью двойного двухканального аналогового демультиплексора 15. Если на его адресном входе присутствует сигнал О, то он соединяет выход фильтра 13 с входом блока 16 и выход фильтра 14 - с входом блока 18. Если же на адресном

входе присутствует сигнал 1, то он соединяет выход фильтра 13 с входом блока 17 и выход фильтра 14 - с входом блока 18. Момент записи напряжений в блоки 16 -1$ задается с помощью одновибратора 26, соединенного с разрешающим входом демультиплексора 15.

Предлагаемый измеритель позволяет измерять отдельно сопутствующую деви0 ацию частоты AM колебания, возникающую в AM генераторе, смесителе, тракте передачи и ЧМ приемнике. При этом используется свойство преобразователя частоты (смесителя) инвертировать закон

5 частотной модуляции его входного коле- г бания при перестройке на зеркальный канал.

При измерении сопутствующей деви0 ации частоты в AM генераторе 9 с помощью генератора 25 импульсов и блока 27 управления гетеродинами осуществляется переключение частоты гетеродина 12 на удвоенную частоту входного

5 колебания ЧМ приемника 11, т. е. осуществляется перестройка смесителя 10 на зеркальный канал. Эти же импульсы с выхода генератора 25 импульсов изменяют сигнал на адресном входе демультип0 лексора 15, который осуществляет в связи с этим описанное переключение блоков 16-19. При перестройке смесителя 10 на зеркальный канал сопутствующая частотная модуляция, возникшая в AM гене5 раторе 9, инвертируется, а сопутствующая частотная модуляция, возникающая в смесителе 10 и ЧМ приемнике 11, остается неизменной, поэтому разность векторов исследуемой гермоники при двух значени0 ях частоты,гетеродина 12 равна удвоенной величине сопутствующей девиации частоты, возникающей в AM генераторе 9. Напряжения, прямо пропорциональные проекциям вектора исследуемой гармоники на ортогональные оси

5 координат при первой настройке гетеродина 12, записываются в блоках 16 и 18, а при второй настройке гетеродина - в блоках 17 и 19, Из-, вестное правило вычитания двух векторов с помощью их проекций на ортогональные оси

0 координат позволяет осуществить требуемую операцию вычитания векторов с помощью арифметических блоков 20 и 21, на выходе которых напряжения пропорциональны разности проекций двух векторов

5 исследуемой гармоники. С помощью генератора 24 импульсов и мультиплексора 22- эти напряжения поочередно подаются на вход вольтметра 23 эффективного значения напряжения. В этом вольтметре напряжения поочередно возводятся в квадрат, их сумма интегрируется, из результата извлекается квадратный корень и полученное значение индицируется на индикаторе, Таким образом, полностью реализуется правило вычитания двух векторов и получается их напряжение, прямо пропорциональное девиации частоты, возникающей в AM генераторе 9.

При измерении сопутствующей девиации частоты, возникающей в ЧМ приемнике 11, процесс измерения аналогичен описан- ному, за исключением того, что измеряемая величина определяется путем сложения двух векторов по их проекциям.

При измерении сопутствующей девиации частоты в смесителе 10 или тракте пе- редачи на выходе смесителя (считая, что искажения, вносимые смесителем, существенно меньше искажений проверяемого тракта) применяется дополнительно инвертирование закона частотной модуляции с помощью гетеродина 12 измерителя 11 девиации частоты, который должен перестраиваться на зеркальный канал одновременно с перестройкой гетеродина 12. 8 этом случае сопутствующая частотная модуляция. возникающая в AM генераторе 9, инвертируется дважды, т. е. остается неизменной, сопутствующая частотная модуляция, возникающая в измерителе 11 девиации частоты 11, а также в смесителе 10 (или тракте передачи), инвертируется в смесителе ЧМ приемника 11. Поэтому разность двух векторов при первой и второй настройках позволяет определить измеряемую величину. В afOM случае блоки 20 и 21 должнь быть вычитающими.

Формула и ч обретения.

Измеритель сопутствующей девиации частоты амплитудно-модулированного колебания, содержащий последовательно со- единенные амплитудно-модулированный генератор, смеситель и частотно-модулированный приемник, а также гетеродин, выход которого подключен к второму входу смесителя, отличающийся тем, что. с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные опорный генератор импульсов, счетчик импульсов, первое запоминающее устройство и цифроанало- говый преобразователь, последовательно соединенные второе постоянное запоминающее устройство, первый множительный

цифроаналоговый преобразователь и первый фильтр нижних частот последовательно соединенные третье постоянное запоминающее устройство, второй множительный цифроаналоговый преобразователь и второй фильтр нижних частот, а также двойной двухканальный аналоговый де- мультиплексор. четыре блока хранения выборки, два арифметических блока, последовательно соединенные двухканальный аналоговый мультиплексор и вольтметр эффективного значения напряжения, два генератора импульсов управления, одновиб- ратор и блок управления гетеродином, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу гетеродина и второму входу частотно-модулированного приемника, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго множительных цифроаналоговых преобразователей выход второго генератора импульсов управления подключен к входу блока управления гетеродином, к адресному входу двойного двухканального аналогового демультиплйк- сора и через одновибратор к его разрешающему входу, выходы первого и второго фильтров нижних частот соединены соответственно с первым и вторым входами двойного двухканального аналогового де- мультиплексора, первый - четвертый выходы которого соединены с входами соответственно первого - четвертого блоков хранения выборки, выходы первого и второго блоков хранения выборки подключены соответственно к первому и второму входам первого арифметического блока, а выходы третьего и четвертого блоков хранения выборки подключены соответственно к первому и второму входам второго арифметического блока, выходы первого и второго арифметических блоков подключены соответственно к первому и второму входам двухканального аналогового мультиплексора, адресный вход которого соединен с выходом второго генератора импульсов управления, входы второго и третьего постоянных запоминающих устройств подключены к второму выходу счетчика импульсов, выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом амплитудно- модулированного генератора

чж

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения искажений модулированных колебаний. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается за счет введения опорного-генератора импульсов, счетчика импульсов, трех постоянных запоминающих устройств, цифроаналогового преобразователя, двух множительных циф- роаналоговых преобразователей, двух фильтров нижних частот, двойного двухка- нального аналогового демультиплексора, четырех блоков хранения, двух арифметических блоков, двухканального аналогового мультиплексора, вольтметра эффективного значения напряжения, двух генераторов импульсов управления, одновибратора и блока управления гетеродином. Кроме того, измеритель содержит амплитудно-мо- дулированный генератор, смеситель, частотно-модулированный приемник и гетеродин. 1 ил. (Л С