Измеритель девиации частоты Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

-, Г,

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, а также к областям радиоэлектроники, в которых необходимо контролировать сигналы с малыми паразитными девиациями частоты (частотными и фазовыми флуктуациями, шумами).

Известны устройрфв, содержа1Дие смеситель, гетеродин/усили тель промежуточной частоты (уПЧ), огр.аничитеЛь, частотный детектор, усилитель низкой частоты и вольтметр .1.

Недостатком этого устройства являемся низкое быстродействие.

Наиболее близким по своей техничес кой сущности к тнредлагаемому является устройство, содержащее кварцевый генератор, фсфмирователь гармоник, смеситель, усилитель промежуточный Частоты, частотный детектор, усилит ель низкой частоты и вольтметр .2}. HefloeiraTKOM данного устройства являетсй сутофвие плавного перекрытия частотного диапазона ;На частотах ниже 2000 МГц. Особенно ма;шё участки перекрываются на низких частотах; при использовании кварцевых х;енераторов в диапазоне частот 2550 МГц перекрыт участок шириной всего 600 кГц, т.е. менее 3% диапазона, а

в диапазоне частот 25-200 МГц перекрыт участок шириной около 10 МГц, т.е. около 6% всего диапазона. За счет перестройки кв.арцевых генераторов ухудшены их частотные шумы на 10-15 дБ, т.е. в 3-5,6 раз ухудшена обусловленная этим фактором разрешающая способность измерения.

Увеличилось время измерения. Для осуществления настройки необходимо поочередно включать и плавно перестраивать все 5 кварцевых генераторов.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Эта цель достигается тем, что в измеритель девиации частоты, содержащий кварцевый генератор, последовательно соединенные формирователь гармоник, смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотный детектор, усилитель низкой частоты и вольтметр, введены блок перестройки усилителя промежуточной частоты,блок перестройки частотного детектора, и последовательно соединенные блок поиска сигнала, блок управления, усилитель управляющего напряжения и управляемый переключатель кварцевого генератора, второй вход которого подключен к выходу кварцевого генератора, а выход управляемого переключателя кварцевого генератора соединен с вха дом формирователя гармоник, причем выход усилителя управляющего напряжения подключен к входу блока перестройки усилителя промежуточной час тоты, выход которого соединен с вторым входом усилителя, промежуточной частоты, выход усилителя управляющего напряжения подключен к входу блока перестройки частотного детектора, выход которого соединен с вторым входом частотного детектора, первый вход которого подключен к второму входу блока управления, третий вход последнего соединен с первым ВЕ Одом частотного детектора, а выход смесителя подключен к входу блока поиска сигнала.

На чертеже представлена структурная схема измерителя девиации частоты.

Измеритель девиации частоты содержит смеситель 1, формирователь 2 гармоник, блок 3 поиска сигнала кварцевый генератор 4, УПЧ 5, частотный детектор б, усилитель 7 низкой частоты, вольтметр 8, блок 9 перестройки УПЧ, блок 10 перестройки частотного детектора, управляемый переключатель 11 кварцевого генератора, уси литель 12 управляющего напряжения, блок 13 управления.

Устройство работает следующим образом.

Смеситель 1 служит для преобразования частоты входного сигнала в промежуточную частоту, которая за счет блока 9 и блока 10 перестройки частоного детектора может плавно изменяться в заданной полосе промежуточных частот с .сохранением всех основных характеристик измерительного тракта, главное - высокой разрешающей способности измерения малых девиаций частоты. Блок 14 поиска и блок 13 управления служат для автоматизации настройки, т.е. для включения того кварцевого генератора,-при работе которого входной сигнал из заданного частотного диапазона переносится на рабочую при требуемом уровне и отсутствии мешающих сигналов, и для получения сигналов настройки УПЧ 5 и частотногодетектора 6. Для этого поочередно автоматически включаются все кварцевые генераторы, запоминаются уровни напряжений, получающихся на выходе отдельных полосовых фильтров системы поиска, и после их сравнения выбирается и включается тот кварцевый генератор, -при испольэ вании которого соотношения между амплитуда ли в полосе полезного сигнала промежуточной частоты и в прилегающей к ней сверху и снизу полосах меЩающих сигналов - максимальны. С помощью блока 13 управления, усилителей 12 и блоков 9 и 10 УПЧ и частотный детектор б автоматически настраиваются на частоту преобразованного сигнала.

При выбранном и проверенном экспериментально изменении промежуточной частоты, т..е. перестройке УПЧ и частотного детектора в пределах от 3 до 6 МГц, диапазон низких частот от 22 до 57 МГц перекрывается плавно пр icпoльзoвaнии трех переключаемых в процессе настройки кварцевых генераторов с частотами 12-15 МГц.

За счет перестройки тракта -промежуточной частоты достигается плавное перекрытие всего широкого диапазона частот, в том числе и в области низких частот, без перестройки частоты кварцевых генераторов. .При этом по сравнению с известным выигрыш по перекрытию составит в диапазоне частот 25-50 МГц более g 33 раз, в диапазоне частот 25-200 МГц более оПб

17 раз. Весь требуемый диапазон частот, например 25-2000 МГц, плавно перекрывается.

Применение неперестраиваемых по частоте кварцевых генераторов позволя.ет снизить собственные частотные шумы измерителя девиации частоты, т.е. повысить разрешающую способность измерения. Собственные частотные шумы генераторов, гармоники которых используются для преобразования частоты в смесителе измерителя девиации частоты в качестве гетеродинного напряжения, переносятся в тракт промежуточной частотыIумноженными на п, где п - номер используемой гармоники. Поэтому они вносят решающий вклад в собственные частотные шумы измерителя девиации частоты. При использовании неперестраиваемых кварцевых генераторов эти шумы имеют минимальное значение. Частотные шумл, вносимые перестраиваемым частотным детектором практически остаются теми же, что и у неперестраиваемого. Применение неперестраиваегФах кварцевых генераторов вместо перестраиваемых сокращает время измерения, так как из процесса настройки исключается время плавной перестройки частоты каждогр из кварцевых генераторов. Остается только время переключения указанных генераторов

Предлагаемое устройство имеет высркую технико-экономическую эффективность благодаря малому уровню собственных частотных шумов, которые принципиально невозможно получить в известном. Если же в известном устройстве использовать кварцевые неперестраиваемые генераторы вместо перестраиваемых, то такой же уровень собственных частотных шумов будет получен. Однако для плавного перекрытия диапазона частот потребуется очень большое число кварцевых генераторов