Компаратор близких частот Советский патент 1978 года по МПК G01R23/00 H03D13/00 

Изобретение относится к радиоизмерителыой технике и предназначено для измерения кратковреме 1ной нестабильнос ти частоты и измерения близких частот двух высокостабильных источников, например квантовых генераторов. Известны частотные компараторы, содержащие источник опорной частоты, двухступенчатое устройство последовательного умножения и преобразователь частоты l . Большое количество каскадов умножения, смешения и деления повышает собственные шумы измерительного и опорного каналов и в конечном счете ограничивает инструментальную точность приборов . Наиболее близким к предлагаемому является компаратор близких частот, содержащий блок измеряемой частоты, смеситель, делитель частоты, счетный блок, умножитель и Формирователь счет ных импульсов 2j . Недостатком известного устройства является зависимость измеренного результата от нестабильности гетеродина от отклонения его частоты от номиналь ного значения, а также сложность -формулы для расчета в процессеобработки результатов измерений при эксплуатации и обратная зависимость результатов измерений от изменения частоты:-чем больше частота измеряемого сигнала, тем меньше показания счетчика. С целью повышения точности измерения, в компаратор близких частот, содержащий последовательно соединенные блок измеряемой частоты, смеситель, делитель частоты и счетный блок, последовательно соединенные умножитель и формирователь счетных импульсов, выход которого связан с вторым входом счетного блока, дополнительновведены последовательно соединенные первый дополнительный делитель частоты и дополнительный смеситель, второй дополнительный делитель, выход которого-соединен с входом первого дополнительного делителя частоты и вторым входом смесителя, при этом выход дополнительного смесителя частоты связан с входом канала измеряемой частоты, а второй вход дополнительного смесителя связан с- входом второго дополнительного делителя, входом умножителя и вторым входом формирователя счетных импульсов. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства . Компаратор близких частот содержит блок 1 измеряемой частоты, состоящий из смесителя 2 и умножителя 3 частоты.

делитель 4 частоты, смеситель 5, дел)гель б частоты, смеситель 7, умножитель 8, делитель 9 частоты, счетный блок 10 и формирователь 11.

Устройство работает следующим образом.

Гармонические сигналы измеряемой

( f ) и опорной ( fo ) частот поступают на входы блоков 1 и 4, Сигнал измеряемой частоты подается на один вход смесителя 2, на другой его вход поступает сигнал с выхода дополнительного смесителя 5, в котором смешиваются частоты f и .

На выходе смесителя 5 получается сигнал с частотой

п

1 о e(m-i)

(1)

е - коэффициент деления делитегделя частоты;

ДР( - отклонение показаний счетного устройства.

На выходе смесителя 2 получается сигнал частотой

v..p.-i

E(.il

с &(т-1) с С2)

Сигнал с выхода смесителя 2 подается на вход умножителя 3 частоты в m раз. С выхода умножителя 3 частоты снимается сигнал частотой F т- ° ч е(т-Я который подается на вход смесителя 7 а на другой его вход подается сигнал с выхода делителя частоты частотой о / Иа выходе смесителя 7 получается сигнал разностной частоты e(tn-i) Далее сигнал частотой Fj подается через делитель 9 частоты с коэффициен том деления f -на счетный блок 10, на другой вход которого с формирователя .11 подается частота счетных импульсов . - М- fp или о , где М - коэффициент умножения умножителя 8 частоты. Счетный блок фиксирует количество счетных импульсов, проходящих за период Т.. М„ 1тМ-е(т-1) клонениепоказаний счетного блока

от MO при изменении частоты i f , вызванное наличием д Р(. , можно записать

д N Н - N,

(.9)

лм M-e(m--IVf о (m-iUArJ- - -2 2

n-m(m--( -Е-м Af

(10) o-hnCm-i) t-AF.

ж (m-i)e- д PC,

ДМ

(11) f.

тсюда

AN f о

-К,

др

«2) N

N m(m-i) е

де

con6i

к (13)

tnCm-Oe

Из выражения (12) видно, что формула зависимости между приращением и показаниями счетного блока упростилась) и эта зависимость ст&ла прямой.

Таким образом, предложенное устройство позволяет исключить влияние гетеродина на результат измерения, уменьшить время прогрева устройства, упростить расчетную формулу для определения искомой ДРс и в конечном счете повысить инструментальную точность прибора и упростить эксплуатацию устройства. Формула изобретения Компаратор близких частот, содержащий последовательно соединенные блок измеряемой частоты, смеситель, делитель частоты и счетный блок, последовательно соединенные умножитель и формирователь счетных импульсов, выход которого связан с вторым входом счетного блока, отличающи йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый додолнительный делитель частоты и дополнительный смеситель, второй дополнительный делитель, выход которого соединен с входом первого дополнительного делителя частоты и вторым . входом смесителя, при этом выход дополнительного смесителя частоты связан с входом канала измеряемой частоты, а второй вход дополнительного смесителя связан с входом второго дополнительного делителя, входом умножителя и вторым входом формирователя счетных импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР 318870, кл. G,01 TR 23/02, 19.07.70. 2.Авторское свидетельство СССР 413431, кл, &01 Т 23/00, 3.04,72.