Способ измерения частоты на гармониках Советский патент 1944 года по МПК G01R23/14 

|П| едметом настоящего изобретения является сгеасоб измерения ча статы йа гармониках гетеродИняого волномера., Состоящий, согласмо изобретению, в .том, что длину и,змеряемой волны «аходят как рг1з«ость между длинами волн гетеродина при настройке его- && измеряеМое колебание двумя соседними гармоишами.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на котором изображена электрическая схема прибора для измерений по предлагаеМОМу опОООбу.

ПрИбОр состоит из гетеродина, смесителя в усилителя низкой частоты. Так «aiK электрические качеСтеа прибора определяются исключительно схемой местного гетеродина « тщательностью её выполнения, то IB приборе применена Схема транзитронного генератора, отличающаяся наивысшей стабильностью из всех схем, разработамных за последние ГОДы. К.ЗК показано на чертеже, лампа 1 включена В схему транзитронного генератора. РОль ра бочеГО анода ВЫпОЛНяет сеткН. В цепи экраеной сетки включён колебательный контур. Коиденсат р перемеНиои ём1кост1И этого контура обеспечивает изменение частоты местнОГО гетеродина в яеобходи1М:ых пределах. Связь с последующим каскадом, осуществляется через электронный потОК. Для устраненИ1Я влияния смесительной лампы 3 «а частоту гетеродина и .ДЛЯ усиления его собственных колебаний между смесительной лампой и гетеродином включён усилительный каск-ад с лампой 2.

Переменное напряжение, сниМ емое С Нагрузки лампы 2, подаётся через конденсатор „малой ёмкости на управляющую сетку смесительной лампы 3. с передатчиком осущ ествляется подключением небольшого проводника к зажимам «вход. Один ив зажиМОв входа соединён с катодом смесительно лампы, второй же заземлён. ДетектировННие происходит в той же смесительной ламле. Специально подобранный режим смесительной ла1мпы обеспечив-гет прослушивание зв. биений между одной из Гармоник транзитронного гетеродина и ультравысокой частотой передатЧИка. Усиление зв уковой частоты разностных бкений осуществляется двуХйскадньщ усилителем ииакой : частоты (лампы 4 и б). Тон рааиостйых биений «изкой частоты прослушивается на телефоны, включённые на |ВЫходй прибора.

, В ВЫборе .ди1Э1пазо1№а частот, геиерйруемых , лиествым гетер1одииом,

следует pylKolBloдclTiBiOlBaтьcяl следующими компромиссными соображеииями/ СтабилвдоЬтъ местного ге т ародина. тем выше, чем «иже частота егокйлёб аиий. Чем ниже ча отоха колебаний -местного гетероди ai, тем .К0э1фИЦие«т перекрытия его Яе:ньШе, Так, яапример, диа паaoiHe . мёстрюМ гетеродина 36-50 м€Т|ро)а и измеряем-оэд диапа зоие

метров, Кгетер .,4. КОЭ3S

фщк&щ /перекрытия) измеряемюго дийпазоаа:К„з« - 3,5.

, , Таким образом в большоМ диапазоне иамеряемыХ частот яе требуется ом-ана контурных катушек прибора.

Малый коэфициент перекрытия ОбеспечиВйет большую точность отсчёта. Однако, чем «иже диапазои частот местного гете,роди,на, тем с более BibicoiKOH его гармоя икой будут Происходить би€Н1ия, а поэтому и слышиМОсть бие.ний звукоеой частоты будет значительно ослаблена. Задавййсь определённ:ьгм порядком гармюник и диапазоном «змерещнй, расчёт мОЖно произвести по изложен.ном1у 1ниже методу.

Стабильность транзитронного генератора зг1висит как от тш;атель:ности выполнения компаиовкв и мо«тажа, так, и .oiT качества применяемьгх деталей (коитурнОй катушки) и ко«и ден€а1тора), и быть легко- получена .поря1дка 1 10 . При преДВ1арительном прогреве прибо1ра около 1 часа Стабильность его может быть значительно- повышена.

Точяость отсчёта определяется Исключительно качеством переменного коядбнсат.ора. Если ввять конденсатор с червячным привОДом и наниуоной шкалой На ручке Вращения, то легко получить цену деления 1нони1уса 1000 герц. Бели считать аозможяую погрешнюсть лри двух отсчётах на V2 деления в каЖдом случае, то пОЛрешНОсть расчёта будет равна 1000 герц. Если отнести эту погрешность к оаМОЙ низкой частоте приведённого нами примернога диапазона 36-50 метров, т. е. к 6-.106, то

т 1 °- Следовательно, в разобрИНнюм случае отсчёт при. всех измерениях мажет быть произведён- с точностью не ниже 0,02%.

Методика измарения часТоты при помющи- гетероди« ного 4acTOTOLMeipa для iyiB4 оонована 1н:а следующем принципе. Путём плавяого ивменелия частоты местного гетеродина можно получить (Нулевые оонавйюй частотой сигшла и какой-либо из гармоиик меьти-ого гетероди-на так, что

n,,

О)

где Xj - волна местного гетеродина, ).г - измеряемая волна сигнала и п порядковое число гармоник. (Для упрощения i вычислений все расчёты производим с длиной волны п).

При дальнейшем плавуном изменении частоты гетеродина мюжно получить нулевые биееия осиовной частоты сигнала со следующей по по|ряздку гармопикой гетеродина, т. е. Х, (г + )Х, и1, + ).,. (2) Подставляя Xj из выражения (1) в выражение (2), получим АЗ -i + -х

ИЛИ

Х, Х,-л,.(3)

Мы .получили простое выражение ДЛЯ йеизвесТНюй волны. Очевидно, оШИбка при1 определении л,,. из ра-венства (3) будет складываться из ошибок отсчёта Х и XJ.T. е.

ДХ. ДХ,.

Поэтом у при более точных ;ИЗмерениях Х, следует определ-ить из въ1ражения i(il), т. е.

.

где п -как некоторое целое число очбНЬ точно может быть найдено П01 формуле

.(5)

Ag - А

В ЭТОЙ формуле Х. определяется с точностью Xj. Следует aaiMeTHtb, чтопри ri 20 вы.числения /v по формулам (4) и (5) будут уже менее точны, чем иайдевные по формуле (3), так как в этоМ случае легко ошибиться в определении п. Приведённые формулы быть легко преобраз1ованы для определечастоты. Ив ния непосредственно фС|рМ1ульг (3) имеем: i:J. Xj- AIf, - fj ., Из формулы (4) имеем. l 3.10«i nfi. .. - .. -где.п , М 0жет быть определено формулы {б): П : - (8) 2 - Xlf 1 - 2 Описанный шрибор мажет служить не только для непосредственного измерения частоты УКВ генераторов, но также для изме1ре ия стабильности передатчиков и как индикатор паразитных УКБ колебаний. Для удобства измерения стабишьности передатчиков шкаяй прибора долж:на -быть тарямочастотн-ой. Тогда погрешность отсчёта по шкале, при краЙ1НИх частотах местного гетеродина ft И fc, будет Af , где N - полное число делений шкалы. Перекрытие местного гетеродина берётся с таким расчётом, чтобы о беспечнть измерение любой волны (частоты): заданного диапазона. При этом из соображений стабилыности работы местного гетеродина задаются участком диапазона волн и пО|рядко1М гармоник, используемых для Измерений. Длииная волна гетеродина должна быть взята из расчёта; тах(П„+ l)X :mat(9) где По -наименьший выбранный порядковый номер гармоники, )-,mnx наибольшая волна И31ме.ряемого диапазона. Чтобы не работать в- самом начале шкалы, )тл-и берётся несколько больше вычисленной по формуле (9). Короткая волна местного .гетеродина -может быть выбрана из следуюп;их сообр-ажёний. Если постаййть условием, прослушивамиё короткой волньг.: заданного для измерений диапазона должно происходить по биениям с гармон;икамн местного гетеродина того же -.порядка, что и прослушивание ; длиЗН; ной ВОЛНЫ заданного ди1адазона (по 1 И По), то короткая волна, тетёродина определяется .из выражения: По , roin.(lO) Однако, и;3 соо.йражений стабильности и ТОЧНОСТ.И .отсчёта , по , желателен возмр жно меньщий- коэ-. фициент пе(ре.крытиЯ хнеотного ге-. тёродина. Учитывая :ВОзмож нЬсть пользоваться . гарм.ониками. .бдлее высокого .порядка..расчёт мицимаЛЬт, ной Вошйы гете.родйн:а можж сяб-. лать таким образом, .чтобы.. обе рпечить лишь изм:ерен ие люб.ой долды заданного пла1вного диапазр.№а. .при. наименъшем перекрытии м ергного гетеродина. Для этого должно быть соблюдено сле.дующее , условие:,,. ( i ) max - (no-L2)X.y,(И) где ХХУ - некоторая воанг измеряемого диапазона, .нггчинля с которойпри измерениЯХ следует переходить на следующие по порядку гар-моиики гетеродина. Для этой .волны по всему диапазону гетеродина МЫ получим три точки, одна из которых равна и будет короткой волной гетероДИна, т. е. mill 0 ( ) ПоДставляя в выражение (12) значение /,ху из выражения (11), получим: мпах По + 2 .Короткая волн. Xmm гвтеродина берётся несколько меньше, чем вычисленная по формуле (13), чтобы не работать в самом начале шкалы гетеродина. При первом варианте расчётного диапазона местного гетеродина коэфИЦиент перекрытия будет: , V (поЧ-1)-дшах По +1 niinПо minо № 63056 ri-ilEa /.. т. e. «бСКОлько больше перекрытия йзмеряе мого Дйалазона гетеройщаг Т. е... ia.6CiKQ4bKOi-6oj bffle едл Нйры:-. П|)1И-шйеййе .ЬписайногQ 1прйбара даёт следующее: 1. Бели прЛ1йд Ёаться гариборомкак воли1амерш;: ;То lo памощью этого приборэ. без: смед.ьг волном&р;«Ь&1катуйек и Ярй милой связи с передатчиком (чувствительность при 6o(pa--IOO AV), легко- -и быстро можно определить гейерирусмую частоту с тю чноотью, значительно, превышающей точйость «олномера. 2. При измерений стабильности УКВ передатчика-, оо(бенио|--( ухОдй чаьтоты вследствие caMoniporpeBai, прибор йвшяагся),.весьма прротым да работе и компактным, 3.В .КОро.ткрН&лаавых : и дл1И1ншоВ101л ав1Ых: Пфедат-чриках прябором М10.жно быстро обнаружить «аличие паразитных колебаиий. 4.Оитаиие прибора от сети переменного тока освобождает -от --4 -К) трудности по подыска1аию и пйд5сйю §внию И1стоЧНИ1кОв пнтания. , 5. Бели учесть, чта диапазон ге чер ируевдых частот MecTHOro гетеродвн-з может быть сдви«ут & стогону более высоких частот,.; тр ддапазан измеряемых частот 1может 5ь:ть расщи1ре;Е -рбласти десятых ДОлей -метра. По указанию нзойр етагГёлёй, вми аровереНО,. чтр „ устойчивые колебакия траизИтрониотЪ генератора на лампе 954 (жояудь) получаются до мегагерц. Точность иэмерейия в диапазо(не с ескольких сотеи vserairepu следует ожидать порядка 0,1%. ИреДМет изобретения ,Опоюоб измере(ния частоты на гари/тониках гете1р(динного волномера, о т л & ю щ и и С я тем, что длину измеряемой волны иаходят как разaoioTb между длинами волн гетерод1ИН1а лрк настройке его на измеряемюе колебамие двумя соседними гармониками.