Цифровой измеритель сверхвысоких частот Советский патент 1977 года по МПК G01R23/00 

Измеритель содержит осиовной смеситель 1 1 етеродин 2, частотомер 3, формирователь 4 импульса конца переходного процесса, вентиль 5, дополнительный счетчик 6, преобразователь 7 код-напряжение, блок 8 синхронизации, дополиительный смеситель 9, источник 10 опорных частот, фильтр 11 низких частот, нуль-орган 12, формирователь 13 импульса, элемент 14 задержки.

К одному входу основного смесителя 1 подключается входной исследуемый сигнал, к другому - выход гетеродина 2. Выход смесителя 1 подключен ко входу цифрового частотомера 3 и к входу формирователя 4, выход которого подключен ко входу запуска цифрового частотомера 3 и через вентиль 5, дополнительный счетчик 6 и преобразователь 7 код-напряжение - к входу управления частотой гетеродина 2, выход последнего через блок 8 синхронизации подключен к входу управления частотой гетеродина 2 и дополнительному смесителю 9, второй вход которого подключен к выходу источника 10 опорных частот, а выход через фильтр II низких частот, нуль-орган 12 и формирователь 13 имиульса подключен к входу вентиля 5 и к выходу элемента 14 задержки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на вход устройства поступает сигнал частоту которого необходиМО измерять. Источник 10 опорных частот вырабатывает равномерную сетку опорных частот, величины которых определяются значениями , где /г- 1, 2, 3, и т. д.

Для производства измерения частоты на вход запуска устройства поступает сигнал запуска, который сбрасывает в нулевое положение счетчик 6, переводит в исходное состояние цифровой частотомер 3, открывает вентиль 5 и поступает на вход элемента 14 задержки. Пройдя элемент 14 задержки, этот сигнал поступает через вентиль 5 на счетчик 6 и переводит его в состояние «1. Преобразователь 7 код-напряжение под воздействием кода, поступающего на его вход со счетчиков вырабатывает такое напряжение, благодаря которому гетеродин 2 вырабатывает частоту fr,, близкую к частоте /ь но несколько меньшую по величине.

Фильтр 11 низких частот заставляет срабатывать нуль-орган 12, его выходной сигнал в формирователе 13 импульса преобразуется в одиночный импульс.

Импульс с выхода формирователя 13 через открытый вентиль 5 поступает на счетчик 6 и переводит его .в состояние «2. Код этого числа с выхода счетчика подается на преобразователь 7 код-напряжение, где вырабатывается управляющее гетеродином 2 напряжение, изменяющее частоту гетеродина до величины frj близкой, но меньшей значения второй частоты 2/1 из сетки опорных частот. Поскольку частоты гетеродина 2 и источника 10 опорных частот становятся отличными, вновь начинает работать блок 8 синхронизации, повыщая частоту / гг до величины 2fi. В момент сравнения частот нуль-орган 12 воздействует на формирователь 13, который посылает очередной им. пульс в счетчик 6 и т. д.

Процесс заполнения импульсами счетчика 6 прекращается в момент установки на выходе гетеродина 2 частоты/г,- близкой к частоте (/1 источника 10 опорных частот, или в процессе приближения частоты /г к величине //. Под воздействием блока 8 синхронизации разность между измеряемой частотой /х и текущей частотой гетеродина /п станет равной или меньщей величины /i. Сигнал разностной частоты fp lx-fr,, пройдя через фильтр в выходных цепях смесителя, пропускающий сигналы в полосе частот от О до /ь поступает на вход цифрового частотомера 3 и формирователя 4 импульса конца переходного процесса.

После того, как на входах этих элементов образуется установившийся режим сигнала с частотой /р (это происходит после того, как частота станет равной частоте //i), формирователь 4 вырабатывает одиночный импульс, поступающий на вентиль 5 и запирающий его, а также на цифровой частотометр 3, который под воздействием его начинает измерять величину /р.

К концу работы цифрового частотомера 3 в его счетчике записывается код частоты /р, а в счетчике 6 - код числа i. В преобразователе кодов цифрового частотомера код i превращается в код величины ifi, это значение высвечивается совместно с величиной на цифровом табло частотомера 3.

Если величина fi выбирается равной 10 в целой степени, то достаточна высветить в старщих разрядах цифрового табло величину /, а в младших разрядах - величину fp, чтобы на табло образовалась величина /х.

Для измерения значения /х меньше fi после подачи па вход устройства исследуемого сигнала и образования на входе формирователя 4 установившегося режима формирователь 4 запускает цифровой частотомер 3, который производит измерение частоты /х. Этот процесс измерения начинается после установки сигналом запуска счетчика цифрового частотомера в исходное состояние и разрешения формирования формирователю 4 импульса начала измерения.

Формула изобретения

Цифровой измеритель сверхвысоких частот, содержащий последовательно соединенные источник опорных частот, блок синхронизации, гетеродин, основной смеситель и частотомер, причем выход гетеродина подключен к второму входу блока синхронизации, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия, он снабжен последовательно соединенными дополнительными смесителем, фильтром низких частот, нуль-органом, первым формирователем, вентилем, дополнительным счетчиком а также вторым формирователем, преобразователем код-напряжение и элемептом задержки, выход которого соединен с выходом первого формировате.тя, а вход связан с вторыми входами вентиля, дополнительного счетчика частотомера и с первым входом второго формирователя, второй вход последнего подключен к выходу основного смесителя, а выход соединен с третьими входами вентиля и частотомера, четвертый вход последнего соединен с выходом дополнительного счетчика и с первым входом преобразователя код-напряжение, выход которого связан с вторым входом гетеродина, а его выход подключен к первому входу дополнительного смесителя, подключенного вторым входом к источнику опорных частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1.Ермолов Р. С. «Цифровые частотомеры. Изд. «Энергия, Л., 1973, с. 11-20.

2.Ремез Г. А. «Радиоизмерения, изд. «Связь, М., 1966, рис. 6, 52.