Устройство измерения шумов перестраи-ВАЕМыХ АВТОгЕНЕРАТОРОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R29/26 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано дл измерения фазовых и амплитудных шумов, а также их корреляции в перестраиваемых автогенераторах. Известно устройство измерения фазовых флуктуации, в котором флуктуации фазы сигнала преобразуются в флуктуации выходного напряжения при помощи фазово1;о детектора. Эти устройства измерения фазовых «флуктуации различаются по способу формирования сигнала (не когерентного с исследуемым, фаза которого совпадает с фа;зо исследуемого сигнала с точностью до постоянного фазового сдвига 1. Недостаток устройства - низкая точность. Наиболее близким по технический сущности к изобретению является устройство, содержащее фазовый детектор на один из входов которого подается исследуемый сигнал, другой вход фазо вого детектора подключен к одному из выходов опорного кварцевого генератора, выход фазового детектора соединен с входами анализатора спектра и фильтра низкой частоты, выход которого присоединен к одному из входо опорного кварцевого генератора, другой выход опорного кварцевого генерато&а через последовательно соединенные девиометр и измеритель индекса частотной модуляции подключен к инд катору мощности флуктуации, выходы звукового генератора соединены порознь с вторыми входами опорного кварцевого генератора и измерителя индекса частотной модуляции 2 . Измерение фазовых флуктуации сводится к преобразованию их в амплитудные, которые затем измеряются в анализаторе спектра. Для более точного измерения флуктуации применяемся схема выставления эталонной модуляции сигнала опорного генератора. Однако подобная схема измерителя применима только для генераторов высокостабильных сигналов, поскольку диапазон перестройки подстраиваемого кварцевого генератора меньше изменений частоты, вызванных, нестабильностями некварцёвых Генераторов. Кроме того, подобная схема не позволяет произво; ть раздельное измерение индексов фазовой и амплитудной модуляции, а также степени корреляции между амплитудными и фазовыми шумами. Поэтому с помощью подобной cxeNbi невозможно измерить полный спектр

сиЗгнала генератора, обусловленный как флуктуациями фаз, так и флуктуациями амплитуды с учетом их корреляционных членов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, измерение фазом:1х амплитудных шумов, а также степени их взаимной корреляции в ynpaЁJ яe ax генераторах, имекяцих любую стабильность.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство измерения шумов перестраиваемых автогенераторов, содержащее рабочий фазовый детектор, опорный кварцевый генератор, вольтметр, анализатор спектра, осциллограф, фильтр низкой частоты, дополнительно введешь фазовращатель, измерительный фазовый детектор и усилитель постоянного тока, причем сигнал |на вход исследуемого автогенератора подается с выхода опорного кварцевого генератора через последовательно соединенные рабочий фазовый детектор усилитель постоянного тока и фильтр низкой частоты, идход автогенератора подключен к одному входу измерительного фазового детектора и к вт&рому входу рабочего фазового детектора, к выходу опорного кварцевого генератора подключен вход фазовращателя, выход которого подключен к другои входу измерительного фазового детектора, к выходу которого подключены вольтметр постоянного тока и анализатор спектра, один вход осциллографа подключен к выходу опорного ге- нератора, а другой вход - к виходу исследуемого автогенератора.

Иа чертеже представлена структурная схема устройства измерения шумов

Устройство измерения шумов содержит опорный кварцевый генератор 1, рабочий фазовый детектор 2, усилитель 3 постоянного тока, фильтр 4 низкой частоты, исследуемый уиравляемык автогенератор 5, фазовращатель б измерительный фазовый детектор 7, вольтметр 8 постоянного тока, анализатор 9 спектра, осциллограф 10.

Устройство измерения шумов перестраиваеьих генераторов работает следующим образом.

НА второй вход рабочего фазового детектора 2 поступает сигнал исследуемого автогенератора 5, на первый вход - сигнал генератора 1. Напряжение с илхода фазового детектора 2 чере усилитель 3 и фильтр 4 поступает на вход автогенератора 5 и осуществляет автоподстройку последнего.

Сигналы с выходов генераторов 1 и 5 поступают на входы х и у осциллографа 10, где по положению точек пересечения фигуры Лиссажу, наблюдаемой на экране осциллографа, с координатными осями определяется разность фаз между сигналами генераторов 1 и

5, а также фиксируется синхронизм систегукл автоподстройки.

Подстройкой частоты fw.r.o. (где f|,,r,0. частота автогенератора 5 при разомкнутой цепи управления) разность фаз генераторов 5 и 1 при синхронизме выставляется равной Ж/2, при этом фазовый детектор 2 будет фазочувствительным, амплитудные флуктуации будут в нем подавляться. Сигнал с выхода исследуемого генератора 5 поступает также на один из входов измерительного фазового детектора 7, на другой вход которого поступает прошедший через фазовращатель 6 сигнал от генератора 1. 5 Напряжение на выходе измерительного фазового детектора 7 определяется величиной

)|a%.r.o.Hte(%-), М

где у .г,о+ли -, V ,

и.г.о амШтитуда сигнала нссле дуемого генератора; &У. , - девиация амплитуды сигна ла исследуемого генератора)

f« - фазовый сдвиг, вносимлй

фазовращателем 6J К - коэффициент передачи напряжения фазового детектора.

Учитывая, что фазовые флуктуации кварцевого генератора 1 заведомо ниже фаэоилх флуктуации исследуемого автогенератора 5, и рассматривая

флуктуации, частота которых превышает полосу прозрачности петли фазовой автоподстройки {ФАП), мы может считать, что дУ определяется девиацией фазы сигнала исследуемого генератора 5.

Постоянная составляющая напряжения (УЛ )

.г.0 %)|зЯкг,(1 fo) (

измеряется на выходе измерительного,, фазового детектора вольтметром постоянного тока.

Переменная составляющая напряжения

1(. . ,

.)(

V-

.г.ве5)(|п)

,rg

измеряется ЙСа ьылимс rioi.iv-рительного фазового детектора анализатором спектра.

Устанавливая Фазовращателем 6 фазовый сдвигРО- где 1,3,5,7,... (при этом показания вольтметра постоянного тока достигают максимального значения и равны Уи.г.оЬ измеряем переменное напряжение по показаниям вольтметра анализатора спектра, эти значения пропорциональны эффективньам значениям , так как в спектроанализаторе используетс вольтметр с осредняюи им фильтром. По показаниям вольтметра анализатора спектра определяется индекс амплитуд ной модуляции тдзф : m -AS,bi$(zri) .га Устанавливая фазовращателем 6 фазогалй сдвиг 4jj mJ, где ,l,2,3, {при этом показания вольтметра постоянногр тока равны нулю), по показа ниям вольтметра анализатора спектра определяем индекс фазовой модуляции . m4,., flt ) Г5) эфЭфV ( Устанавливая фазс равдателем 6 фазовый сдвиг , где 1 1,3,5..., при этом |Ч(Ч f|)± V t4NOi4 . Измеряем переменное напряжение анализатором спектра в двух точках , и, производя преобразова ния, имеем: УУ||))31 l6 - i2С ж1 (Ь) - 24 :vnel №д,зф эф где R - нормированный коэффициент взаимной корреляции. Таким образом, измеряя вольтметром постоянного тока наибольшее зна чение напряжения на выходе фазового детектора и из yюpяя переменное напряжение на выходе анализатора спект ра при различных значения / можно определить т , У В , а значение этих величин позволяет определить полный спектр сигнала. Формула изобретения Устройство для измерения шумов перестраиваеких автогенераторов, содержащее рабочий фазовый детектор, опоршлй кварцевый генератор, вольтметр, анализатор спектра, осциллограф, фильтр низкой частота, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительно введены фазовращатель, измерительный фазовый детектор, усилитель постоянного тока, причем вход автогенератора соединен с выходом опорного кварцевого генератора через последовательно соединенгеле рабочий фазовый детектор, усилитель постоянного тока и фильтр низкой частоты, выход автогенератора подключен к одному входу измерительного фазового детектора и к второму входу рабочего фазового детектора, к выходу опорного кварцевого генератора подключен вход фазовращателя, выход которого подключен к другому входу измерительного фазового детектора, к выходу которого подключены вольтметр постоянного тока и анализатор спектра,, один вход осциллографа подключен к выходу опорного генератора, а другой вход - к выходу исследуемого автогенератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 463929, кл. G 01 R 23/16, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР .№552569, кл. G 01 R 25/00, 1978 (прототип).