Корреляционный измеритель флуктуаций Советский патент 1980 года по МПК G06F17/10 G01R29/26 

(54) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗЛ ЕРИТЕЛЬ ФЛУКТУАЦИИ

1

Изобретение относится к технике измерений мощности совокупных флуктуации амплитуды и фазы и отношения уровня сигнала к уровню флуктуации квазигармонических колебаний.

Известно устройство для автоматического измерения отношения сигнал - шум, содержащее два входных смесителя, установленных в квадратурных каналах, интеграторы, измеритель отношения, амплитудный дискриминатор, блок управления, фазовращатель опорного напряжения 1.

Недостатком его является невозможность измерений флуктуации амплитуды и фазы.

Известен также корреляционный измеритель флуктуации, содержащий тройник, сумматор, анализатор спектра и два идентичных канала, состоящих из смесителей, низкочастотных измерительных усилителей и генераторов опорной частоты, обхваченных независимыми кольцами ФАПЧ, содержащими фазовые детекторы. Фильтры нижних частот и блоки управления частотой, а также регулируемые фазовращатели 2.

Недостатком измерителя является низкая точность и разрещающая способность измерений из-за значительной флуктуационной погрещности измерительного прибора - анализатора спектра.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Это достигается тем, что в измеритель, содержащий индикатор, два усилителя и 5 разветвитель, входом подключенный к входу измерителя, а каждым из двух выходов - к одному из входов двух смесителей, вторые входы каждого из которых через последовательно соединенные фазовращатель, генератор опорной частоты, управляющий элемент и фильтр низкой частоты, подключены к выходу каждого из двух фазовых детекторов, введены генератор частоты расстройки, два вторых фильтра низких частот, два узкополосных фильтра, два усилителя-ограничителя, два аттенюатора, интегратор и перемножнте чь, выход которого через интегратор соединен с входом индикатора, а каждый из двух входов перемножителя через последовательно соединенные усилитель, аттенюатор и узкополосный фильтр подключен к выходу соответствующего смесителя и к входу соответствующего второго фильтра низкой

25 частоты, выход каждого из которых через усилитель-ограничитель подключен к одному из входов соответствующего фазового детектора, другой вход каждого из которых соединен с выходом генератора ча30 стоты р:асстройки.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Оно содержит разветвитель (тройник) I, генератор частоты расстройки 2, перемножитель 3, интегратор 4, индикатор 5, смесители 6 и 7, узкополосные фильтры 8 и 9, калиброванные аттенюаторы 10 и И, низкочастотные усилители 12 и 13, регулируемые фазовращатели 14 и 15, высокочастотные генераторы опорной частоты 16 и 17, вторые фнльтры низких частот 18 и 19, усилитель-ограничитель 20 и 21, фазовые аетекторы 22 и 23, фильтры низких частот 24 и 25 и унравляющне элементы 26 и 27.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал через разветвитель 1, обеспечивающий необходимую развязку входов обоих каналов, что позволяет считать собственные щумы каналов независимыми, подается на входы смесителей б и 7, на вторые входы которых поступают через рег пируемые фазовращатели 14 я 15 сигналы с выходов генераторов 16 и 17 с опорной частоты, обхваченных независимыми системами ФАПЧ, содержащими фильтры 18 и 19 нижних частот, усилители-ограннч11тели 20 и 21, фазовьгз детекторы 22 и 23, фильтры нижних частот 24 и 25, а также уиравляюпл,ие элементы 26 и 27. С выходов смесителей 6 и 7 сиглал биений подается на входы узкополосных фил-зтров 8 и 9, а па входы фильтров низких частот 18 н 19. С выходов фильтров 18 и 19, имеющих полосу пропускания, равную требуемому диапазону отстроек, свгнал биений поступает на зходы идентичных усилнтелей-ограничителей 20 и 21, позволяющих избежать влияйия изменений амплитуды исследуемого iixmnoro сигнала и, соответственно, сигнала биений на частоту генераторов опорной частоты 16 и 17. С выхада этих усилителей сигнал подается на один из входов фазовых детекторов 22 и 23, сравнивающих частоту сигнала биений с частотой сигнала, подаваемого с выхода перестраиваемого генератора 2 на другие входы фазовых дете торов, далее сигналы- рассогласования с выходов фазовых детекторов через фильтры нижних частот 24 и 25, полосы пропускания которых определяют полосы захвата систем ФАПЧ, поступают на управляющие элементы 26 и 27 корректиГ)ующие опорную частоту генераторов 16 н 17 так, чтобы разность частот колебаний STHX генераторов и исследуемого сигнала была точности требуемой частоте отстройки анализируемых флуктуации от кесущей частоты исследуемого сигнала (т. е. частота генератора 2). Регулируемые фазовращатели 14 и 15 служат для корректировки (выравнивания) фазовых характепистик обоих каналов, флуктуационные

1ТИМППНПНТЫ ПИГНЯЛПП биРНИЙ г НЬТХОПОВ

смесителей 6 и 7, расположеииые в окрестности нулевой настоты, выделяются идентичными узкополосиыми фильтрами нижних частот 8 и 9. Отфильтрованные этими Фильтрами, полоса пропускания которых должиа быть существенно меньшей, чем полоса пропускания фильтров 18 и 19, низ1:(111ПСТП-- |.С компоненты флУКТуаИ ChPналов биений далее через регулируемые калиброванные аттенюаторы 10 и 11 поступают на входы низкочастотных измерительных усилителей 12 н 13. Далее усилен ь;е сигналы с выходов ,:1сГ1 12 и 13, содержащие когерентные составляющие флуктуаний обоих каналов, перемнож аются неремножнтелем 3 и усредняются интегратором 4. Выделенные таким образом когерентные составляющне флуктуации исследуемого сигнала, характеризующне MoniHOCTb усиленных флуктуаний, выделенных в полосе, равиой удвоенной голосе нропускания фильтров 8 н 9, и при отстойке относительно несущей частоты исследуемого сигнала, равной частоте генератора 2, регистрируются нндикаторным бором 5. Если частоту генератора 2 установить в прсде.лах полосы пропус ания фильтров 8 и 9, то иидикаториый прибор 5 будет регистрировать мощность несущей исследуеьгого сигиала. Отногиеппе спгнал/илум очрсделяется по разности показаний калиброванных управляемых аттенюаторов 10 и 1.1, снятых в нервом и во втором случаях при равенстве показаний индикаторного прибора 5. Точность измерения определяется в данном случае точностью калибровки аттенюаторов 10 и 11, которая может быть обеспечена достаточно высокой, так как аттенюаторы работают в диапазоне низких частот.

Формула изобретения

Корреляционный измеритель ,1ций, содержащий индикатор, два усилителя и разветвнтель, входом подключенный к входу измерителя, а из двух вьходов - к одному из входов двух смесителей, вторые входы каждого из которых через последовательно соединенные фазовращатель, генератор опорной частоты, управляющий элемент и фильтр низкой частоты подключены к выходу каждого из двух фазовых детекторов, отличающийся тем, что, с целью повыщения точностн измерений, в него введены генератор частоты расстройки, два вторых фильтра низких частот, два узкополосных фильтра, два усилителя-ограничителя, два аттенюатора, интегратор и перемножитель, выход которого через интегратор соединен с входом индикатора, а каждый из двух входов перемножителя через последовательно соединенные усилитель, аттенюатор и узкополосный фильтр пплклтчрн к RbTxmv гпответсткуютнего смесите.чя и к входу соответствующего второго фильтра низкой частоты, выход каждого из которых через усилитель-ограничитель подключен к одному из входов соответствующего фазового детектора, другой вход каждого из которых соединен с выходом retiepiaTopa частоты расстройки.

Источники информации, принятые во внимание при экснертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 516741, кл. G 01 R 29/26, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР N2 339869, кл. С 06 F 15/34, 1970 (прототип) .

ИИ