Устройство для измерения частоты перестраиваемого генератора Советский патент 1980 года по МПК G01R23/10 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в панорамных радиоприемниках, селективных вольтметрах и других приборах, содержащих электрически перестраиваемые 5 генераторы.

Известно устройство для измерения частоты перестраиваемого генератора, содержащее генератор модулирующего напряжения, электронный ключ, генера- 10 тор качающейся частоты, формирователь реперной метки, триггер, элемент совпадения, счетчик, осциллографический индикатор и формирующую цепь 1 .

Недостатки известного устройства -t5 невысокая точность и. разрешающая способность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения частоты вход-20 ного сигнала панорамного радиоприемника, содержащее генератор спектра, смеситель, формирователь импульсов, управляемый ключ, счетчик. Формирователь начальной метки {2 .25

Недостатки известного устройства невысокая точность и разрешающая способность измерения частоты, обусловленная дискретностью частотных меток. .кроме того, в устройстве не обеспе- 30

чивается возможность измерения текущей частоты сигнала после настройки на него приемника в том случае, когда частота сигнала плавно изменяется в некоторых пределах. В таком случае отсчет частоты производится только через фиксированные промежутки времени, соответствующие циклу измерения.

Цель изобретения - повышение точности, разрешаюй ей способности и производительности измерений.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения частоты перестраиваемого генератора, содержааее последовательно соединенные генератор спектра, смеситель и формирователь меток, управляемый ключ, счетчик и формирователь начальной метки, вход которого соединен со вторым входом смесителя и с выходом перестраиваемого генератора, а выход с одним из управляющих входов управляемого ключа, выход которого соединен со входом счетчика, введены последовательно соединенные первый фильтр нижних частот, дополнительный смеситель, дополнительный формирователь меток, элемент суммирования и элемент задержки, последовательно соединенные второй Лильтр нижних частот, дополнительный управляемый ключ, фильтр верхних частот и детектор, а также делитель частоты на два и блок измерения частоты биений, причем вход первого фильтра нижних частот соединен с выходом смесителя, выход элемента задержки соединен с сигнальным входом управляемого ключа, второй управляющий вход которого соединен с выходом устройства пе рестройки генератора, вход второго Лйльтра нижних частот соединен с выходом дополнительного смесителя, второй вход которого через делитель частоты на два соединен с выходом генератора спектра, выход детектора соединен с входом реверсирования счетчи ка, вход блока измерения частоты биений соединен с выходом допдлнительно го управляемого ключа, второй сигнал ный вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, первый управляющий вход - с выходом формирователя меток и со входом элемента cy лмиpoвaния, а второй управляющий вход - с выходом дополнительного формирователя меток. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на 2 - эпюры сигналов в некоторых точках саруктурной схемы. Предлагаемое устройство для измерения частоты перестраиваемого генератора содержит генератор 1 спектра, смеситель 2, формирователь 3 меток, управляемый ключ 4, счетчик 5 со схемой 6 сброса, формирователь 7 начальной метки, первый фильтр 8 нижних частот, дополнительный смеситель 9, дополнительный формирователь 10 меток, элемент 11 суммирования, элемент 12 задержки, фильтр 13 нижних частот, дополнительный управляемый ключ 14, фильтр 15 верхних частот, детектор 1 делитель 17 частот на два, блок 18 измерения частоты биения. Устройство работает следующим образом. При поступлении команды начала из мерения частоты (например, в результ те нажатия кнопки) с выхода устройст ва перестройки генератора поступает управляющий сигнал, которым закрыв.аетсяуправляемый ключ 4 и через схему 6 сброса устанавливается начально состояние счетчика. Частота перестра иваемого генератора начинает возрастать- и, когда она переходит через значение эталонной частоты, формирователь 7 начальной метки вырабатывает импульс, которым открывается управляег ый ключ 4, пропускан на вход счетчика 5 импульсы основных и вспомогательных частотных меток. Импульсы основных частотных меток образуют ся в формирователе 3 меток из биений вырабатываемых в смесителе 2 в результате смешивания частоты перестра иваемого генератора с гармониками опорной частоты, вырабатываемым гене ратором 1 спектра. Сигнал с выхода первого смесителя 2. через первый ФНЧ 8, имеющий частоту среза, равную половине опорной частоты, подается на вход смесителя 9. Сигнал опорной частоты с выхода генератора 1 спектра через делитель 17 частоты на два подается на второй вход смесителя 9. Из сигнала биения, вырабатываемого смесителем 9, формирователь 10 меток формирует импульсы вспомогательных частотных меток, которые попеременно с импульсами основных частотных меток через элемент 11 суммирования, элемент 12 задержки и открытый управляемый ключ 4 поступают на вход счетчика 5 , в который предварительно было записано число, соответствующее частоте начальной метки.. Импульсы основных и вспомогательных частотных меток также поступают на раздельные управляющие входы Управляемого ключа 14, при этом последний подключает ко входу ФВЧ 15 поочередно либо выход ФНЧ 8, либо выход ФНЧ 13, через который проходит сигнал биений с выхода смесителя 9. ФНЧ 13 имеет, как и ФНЧ 8, частоту среза, равную половине опорной частоты, а ФВЧ 15 имеет частоту среза в четыре раза меньшую, чем опорная частота. Состояние управляемого ключа 14 однозначно соответствует управляющему входу, на который поступил очередной импульс метки, при этом в интервале между основной и вспомогательной метками частоты на выходе второго управляемого ключа 14, следовательно, и на входе блока 18 измерения частоты биения, частота равна разности между частотой перестраиваемого генератора и частотой, соответствующей непосредственно предшествующему импульсу метки. В момент времени непосредственно после очередного переключения управляемого ключа 14 частота на входе ФВЧ 15 достаточно низкая, при этом на выходе последнего, а также на выходе детектора 16 напряжение равно нулю и этим напряжением в счетчике 5 устанавливается режим суммирования импульсов метки. После установки режима отсчета 5 на него поступает импульс метки, который был задержан в элементе 12 задержки на время, необходимое для переключения управляемого ключа 14 и для установки режима счетчика 5. После остановки перестраиваемого генератора в счетчике 5 оказывается записанным число, пропорциональное сумме частоты начальной метки и частотного интервала между начальной меткой и меткой, предшествующей остановке перестраиваемого генератора. Блок измерения частоты биения зафиксирует значение частоты, равное разности между частотой перестраиваемого генератора и частотой, соответствующей метке, предшествовавшей остановке перестраиваемого генератора. Таким образом, точное значение частоты перестраиваемого генератора равно сумме значений , зафиксированных в Счетчике 5 и в блоке 18 измерений частоты биений. При повышении частоты перестраиваемого генератора после остановки счет импульсов меток счетчиком 5 производится аналогичным образом, как указано выше. При понижении частоты перестраиваемого генератора (после каждого появления очередного импульса метки) происходит переключение управляемого ключа 14 и после переключения частота на входе ФВЧ 15 оказывается близкой к половине опорной частоты. Тогда нэ выходе детектора 16 появляется напряжение, которое переводит счетчик в режим вычитания импульсов. Пришедший после этого задержанный импульс уменьшает показания счетчика и далее счет меток происходит аналогичным путем вычитания. При этом частота на входе блока 18 измерения частоты биения в любой момент времени в интерззале между метками равна разности между частотой перестраиваемого генератора и частотой ближайшей меньшей по частоте частотной метки. Таким образом, точное значение частоты перестраиваемого генератора в любой момент времени равно сумме показаний счетчика 5 и блока 18 измерения частоты биения. Блок 18 измерения частоты биения может быть выполнен по аналогичному принципу, используемому в электронно-счетных частотомерах.

Положительный эффект достигается за счет того, что точность и разрешающая способность по частоте предлагаемого устройства определяются не дискретностью частотных меток, а погрешностью измерения частоты блоком измерения частоты биений.

Кроме того, производительность измерений у предлагаемого устройства значительно повышается за счет того, что отсчет текущей частоты перестраиваемого генератора может производиться и при этом не требуется перестраивать генератор от начала диапазона при каждом измерении частоты. Непосредственное измерение частоты биений позволяет обеспечить высокую точность измерений при сравнительно большой дискретности меток, а увеличение дискретности меток позволяет увеличить скорость перестройки генератора

н тем дополните-.ьно увеличить производительность изг-юрениГ.

Формула изобретение

Устройство для измерения частоты перестраиваемого генератора , C(...;iepжащее последовательно сос.циненние генератор спектра, смеситель и op ulpoватель меток, управляемы;; ключ, счетчик, фop lИpoвaтeль начальной метки,

0 вход которого соединен со вторым входом смесителя и с выходом перестраиваемого генератора, а выход с одним из управляющих входов управляемого ключа, выход которого соединен со вхо5дом счетчика, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности, разрешающей способности и производительности измерений частоты, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый Лильтр

0 нижних частот, смеситель, Формирователь меток, элемент сугитч-пизовгишя и элемент згщержки, последовательно соединеьшые второй фильтр нижних частот, дополнительный yпpaвляe ый ключ,

5 фильтр верхних частот и детектор, а также делитель частоты на два и блок измерения частоты биений, причем вход первого фильтра нихсних частот соединен с выходом смесителя, выход элемен0та задержки соединен с сигнальным входом управляемого ключа, второй управляющий вход которого соединен с выходом устройства перестройки генератора, вход второго фильтра нижних

5 частот соединен с выходом дополнительного смесителя, второй вход которого через делитель частоты на два соединен с выходом генератора спектра, выход детектора соединен с входом реверсирования счетчика, вход блока из0мерения частоты биений соединен с выходом дополнительного управляемого ключа, втоЕюй сигнальный вход которого соединен с выходом первого фильтра нижних частот, первый управляющий

5 вход - с выходом формирователя меток, и со входом элемента cy ttG poвaния, а второй управляющий вход - с выходом дополнительного формирователя меток.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР I 543888, .чл. G 01 R 27/28, 25.01.77.

2 . Авторское свидетельство СССР № 471550. кл. G 01 R 23/10, 25.05.75.