Спектральный измеритель инерцион-НОСТи чАСТОТНО-МОдулиРОВАННыХгЕНЕРАТОРОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

(54) СПЕКТРАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНЕРЦИОННОСТИ ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ

щего напряжения, соединенный с одним входом измерителя, и смеситель, один вход которого соединен с другим входом измерителя, причем к другому входу смесителя подключен гетеродин, последовательно соединенные первый ограничитель, первый частотный детектор и первый усилитель, а также первый усилитель промежуточной частоты, первый амплитудный детектор и два индикатора, введены последовательно соединенные усилитель-ограничитель, второй усилитель промежуточной частоты, второй амплитудный детектор, первый блок вычитания, второй блок вычитания, делитель На полтора, а такж последовательно соединенные третий усилитель промежуточной частоты, третий амплитудный детектор и третий блок вычитания, последовательно соединенные второй ограничитель, второй частотный детектор, второй усилитель, четвертый и пятый блоки вычитания, а также последовательно соединенные второй генератор модулирующего напряжения и блок сравнения, другой вход которого соединен с одним входом измерителя, а выход .- с первым генератором модулирующего напряжения, причем выход первого генератора модулирующего напряжения соединен со входом второго ограничителя, выход усилителя-ограничителя соединен со входами второго и третьего усилителей промежуточной частоты, выход первого амплитудного детектора соединен с другими входами первого и третьего блоков вычитания, а выход последнего соединен с другим входом второго блока вычитания, выход делителя на полтора соединен с другим входом пятого блока вычитания, выход которого соединен со вторым индикатором, а выход второго блока вычитания соединен с первым индикатором.

Схема спектрального измерителя инерционности частотно-модулированных генераторов приведена на чертеже.

Устройство содержит исследуемый генератор I, первый генератор 2 модулирующего напряжения, смеситель 3, гетеродин 4, первый усилитель 5 промежуточной частоты, второй индикатор 6 ограничитель 7, первый частотньЙ детектор 8, первый усилитель 9( первый амплитудный детектор 1О, первый .индикатор II, блок 12 сравнения второй генератор 13 модулирующего напряжения, усилитель-ограничитель 14, второй ограничитель 15, второй усилитель 16 промежуточной частоты, третий

усилитель 17 промежуточной частоты, второй частотный детектор 18, второй амплитудный детектор 19, третий амплитудный детектор 2О, второй усилитель 21, первый блок 22 вьгчи-тания, третий блок 23 вычитания, четвертый блок 24 вычитания второй блок 25 вычитания, делитель 26 на полтора и пятый блок 27 вычитания.

Работа устройства заключается в сле дующем.

Исследуемый генератор I модулируется одновременно двумя синусоидальными напряжениями с равными амплитудами и частотами й и Л соответственно. Равенство амплитуд двух модулирующих напряжений поддерживается автоматически с помощью блока 12 сравнения,-, на первый вход которого подается модулирующее напряжение с первого генератора 2, а на второй вход - со второго перестраиваемого по частоте генератора 13 модулирующего напряжения. В случие появления различии в амплитудах двух модулирующих напряжений блок 12 сравнения вырабатывает управляющее напряжение для регулировки амплитуды первого генератора 2 модулирующего напряжения.

Модулирующее напряжение с частотой f поступает на исследуемый генератор 1 от первого генератора 2, а модулирующее напряжение с частотой Sl поступает от второго перестраиваемого по частоте генератора 13.

Спектр выходного сигнала исследуемого гейератора I состоит из следующих составляющих;

-нес;цей частоты (Л) с амплитудой, пропорциояа;ьной произведению бесселевых функций нулевого порядка от аргументов, представляющих собой ин.дексы частотной модуляции р и Pg

-боковых частот Шо ± VlftjC амплиту дами, пропорциональными произведениям )3o(b2 . г-де 3, ( р))иОо(р;2) бесселевы функции Ц -го и нулевого порядка от аргументов Ь и ii2 соответственно;

-дополнительных боковых частот Шо t (pfil,,± ViQ.2 ) , где р и h любые целые числа, амплитуда которых пропорциональна произведению бесселевых функций от аргументов и )2 , прич&л, порядок этих функций определяется коэффициентами р и И .

При малых индексах частотной модуляции ( р)- 0;5 и ,5) щирина 579 спектра определяется только двумя па- рами боковых частотно 51 и UiQ- 2 Анализ спектра производится на промежуточной частоте. Это позволяет иссле довать инерционность генератора с различ ной несущей частотой путем перестройки частоты гетеродина 4. Преобразование несущей частоты сигнала исследуемого генератора I на промежуточную частоту осуществляется в смесителе 3 с помощью напряжения гетеродина 4, частота которо го устанавливается в соответствии с диапазоном работы исследуемого гене-, ратора 1 . . Напряжение с выхода усилителя ограничителя 14 разветвляется на три усилителя 16,5 и 17 промежуточной частоты, которые имеют логарифмические амплитудные характеристики. Усилитель 5 настроен на промежуточную частоту. и предназначен для выделения на спектре сигнала смесителя составляющей, соответ ствующей несущей частоте (, и получения напряжения, пропорционального логарифму амплитуды составляющей спектра несущей частоты Ц/о Усилитель 16 настроен на частоту 51 + О. для выделения сигнала боковой частоты и получения напряжения, пропорционального логарифму амплитуды составляющей спектра боковой частоты 51 + О. . Усилитель 17 имеет широкую полосу пропускания, не перекрывающуюся с полосой пропускания усилителя 5. Широкая полоса усилителя 17 обеспечивает выделение сигнала второй боковой составляющей спектра fil + 2 ° всем диапазоне перестро ки частоты 0.2 второго модулирующего генератора 18. Сигналы с выходов усилителей 16,5 и 17 поступают на амплитудные детекторы 19, .10 и 2О соответственно. Далее, с выходов амплитудных детекторов 19 и Ю напряжения поступают на блок 122 вычитания. Блок 22 вычитания, осуществляя вычитание сигналов, пропорциональных логарифмам амплитуд составляющих спектра, производит определение логарифма индекса частотной модуляции й который зависит от; соотношения амплитуд составляющих спектра JjC)3o() Di(:p,,) 3o(Pi)3o(,(iv Аналогично блок 23 вычитания, сравнивая напряжения с выходов амплитудных детекторов Ю и 20, выдает напря66жение, пропорциональное логарифму индекса частотной модуляции Определение индексов частотной модУ ляции спектральным методом по соотношению амплитуд составляющих спектра обеспечивает наиболее высокую Точность измерения. Напряжения с выходов блоков 22 и 23 вычитания поступают на блок 25 вычитания, который осущест1вляет вычитание напряжений, пропорциональных логарифмам индексов модуляции я CL Следовательно, на выходе блока 25 вычитания получается напряжение, пропорциональное логарифму произведения постоянной времени установления частоты исследуемого генератора Cf на постоянную величину Si , так как ev,|%,-ev,:iey,,, (ehsi,-eh5i2). (2) Напряжение с выхода блока 25 вычи тания поступает на отсчетный индикатор II, логарифмическая шкала которого проградуирована в величинах постоянной времени, т.е. в наносекундах. Отсчет постоянной времени установления частоты исследуемого генератора пронзводйтся по индикатору 11 только при условии выполнения равенства (2), что обеспечивается путем выбора частоты И. 2 второго модулирующего генератора 13 при помощи органов ручной перестройки. Для контроля выполнения соотношения (2) введен- вспомогательный канал, работа которого осуществляется следующим образом. Напряжение модулирующего генератора 13 поступает на вход ограничителя 7, ограничивается по амплитуде для устранения паразитной амшштудной модуляции и поступает навход частотиогодетектора 8. Выходное напряжение частотного детек- тора 8, пропорциональное величине частоты SI, усиливается усилителем 9 постоянного тока, имшощим логарифмическую амплитудную характеристику, и подается на вход блока 24 вычитания в виде напряжения, величина которого пропорциональна логарифму частоты S Аналогично нап яжение модулирующего генератора 2 с частотой 2солебаний И. 2 через ограничитель 15 поступает на частотный детектор 18, усиливается далее в усилителе 21 постоянного тока с логарифмической амшштудной характеристикой и подается на второй вход блока 24 вычитания. На выходе блока 24 вычитания получается напряжение, пропорциональное разности логарифмов частот Я. и Slg которое поступает на блок 27 вычитания. На второйВХОД блока 27 вычитания подается напряжение с делителя 26, на вход которого с блока 25 вычита ния подается напряжение, пропорциональное логарифму произведения постоянной времени C-t на частоту - . Коэффициент деления делителя 26 выбирается равным 3/2. Выходное напряжение с блока 27 вьпштания подается на индикатор 6 Показания этого прибора равны нулю, если выполняется соотношение-(2). Таким образом, процесс измерения постоянной времени установления частоты исследуемого генератора I сводится к подбору величины частоты О. перестраиваемого генератора 13, при которой по- казания индикатора 6 равны нулю, и отсч ГУ постоянной времени установления частоты Тс по индикатору И. Формула изобретения Спектральный измеритель инерционности частотно-модулированных генераторов содержащий первый генератор модулирующего напряжения, соединенный с одним входом измерителя, и смеситель, один вход которого соединен с другим входом измерителя, причем к другому входу смесителя подключен гетеродин, последовательно соединенные первый ограничитель, первый частотный детектор и первый усилитель, а также первый усилитель промежуточной частоты, первый амплитудный детектор и два индикатора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него вве дены последовательно соединенные уси- литель-ограничитель, второй усилитель промежуточной частоты, второй амплитудный детектор, первый блок вычитания, второй блок вычитания, делитель на полтора, а также последовательно соединенные третий усилитель промежуточной частоты, третий амплитудный детектор и третий блок вычитания, последовательно соединенные второй ограничитель, второй частотный детектор, второй усилитель, четвертый и пятый блоки вычитания, а также последовательно соединенные второй генератор модулирующего напряжения и блок сравнения, другой вход которого соединен с одним входом кзмерите1я, а выход - с первым генератором мо- Дулируюшего напряжения, причем выход первого генератора модулирующего напряжения соединен со входом второго ограничите/ю, выход усилителя-ограничителя соединен со входами второго и третьего усилителей промежуточной частоты, выход первого амплитудного детектора соединен с другими входами первого и третьего блоков вычитания,а выход последнего соединен с другим входом второго блока вычитания, выход делителя на полтора соединен с другим входом пятого блока вычитания, выход которого соединен со вторым индикатором, а выход второго блока вычитания соединен с первым индикатором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР 418814, кл. GOlR 29/06, 1972. 2. Измеритель девиации частоты типа СЗ-5.- Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1973.