Устройство для измерения скорости девиации частоты Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиоизме/ рительной технике и может использовать ся для измерения скорости девиации частоты (.крутизны перестройки частоты частотно-модулированных ЧМ генераторов и передатчиков радиовысотометров, использутацих частотную модуляцию излучаемого сигнала. Кроме того, устройст- во может использоваться для измерения нелинейности закона перестройки частоты контролируемых ЧМ генераторов. Известно по основному авт.св. № 432405 устройство для измерения скорости изменения девиации частоты, содержащее смеситель, линию задержки, усилитель, балансный смеситель, перестраиваемый генератор, частотный Детектор, кварцевый генератор, вольт метр постоянного тока, причем смеситель одним входом непосредственно, а вторым через линшо задержки связан с входом устройства, выход названного смесителя нагружен на последовательно соединенные усилитель, балансный смеситель, частотный детектор и вольтметр постоянного тока, причем выход перестраиваемого гетеродина соединен с одним из входов балансного смесителя, а выход кварцевого генератора подключей к входу частотного детектора С I . Недостатком устройства является недостаточная точность измерения скорости изменения девиахдаи и «елинейности перестройки частоты в силу невозможности четкой фиксации на осг иллографе необходимых точек модуляционной характеристики, полученной частотным детектированием суммарного сигнала биений. Цель изобретения - повьпиение точности измерения скорости изменения девиации частоты. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения скорости изменения девиации частоть введен ключ, включенный между выходом частотного детектора и шиной импульсов обратного хода сигнала. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - эпюры сигналов, поясняющие работу устройства. Устройство для измерения скорости изменения девиации частоты содержит смеситель , блок 2 задержки, усилитель 3 промежуточной частоты, балансный смеситель 4, перестраиваемый генератор 5, частотный детектор 6, квар цевый генератор 7, вольтметр 8 постоянного тока, индикатор 9 и ключ 0. Устройство для измерения скорости изменения девиации частоты работает следующим образом. На вход устройствя поступает сигнал с контролируемых частотно-модулированных генераторов, частота перестройки которых может изменяться, например по пилообразному периодическом закону (фиг. 2 а) с различной скоростью изменения частоты. I Прямой и задержанный ЧМ сигналы, п ремножаясь в смесителе 1, образуют на выходе си1нал биений (фиг. 2б) , который после уси-ления и определенной фильтрации поступает на первый вход балансного смесителя 4, на второй вход которого поступает выходной сигнал перестраиваемого генератора 5. Суммарный сигнал (фиг. 26) можно представить в виде суммы двух радиосигналов, один из которых с длительностью, определяемой периодом прямого хода модулирующей функции и частотой заполнения пропорциональной скорости изменения девиации частоты, а второй из которых с постоянной длительностью определяемой длительностью обратного хода с частотой заполнения, определя емой скоростью изменения частоты при обратном ходе сигнала модуляции. В силу однозначной связи между ко лебаниями U(t) (фиг. 26) и спектром G(, последний состоит из составляю щих, образуемых двумя радиосигналами (фиг. 2в), причем ширина спектра мешающего сигнала много больше ширины спектра сигнала, подлежащего обработ ке и измерениям. При достаточно широ кой полосе усилителя сигнала биений, определяемой диапазоном измеряемых величин изменения скорости девиации частоты, часть составляющих широкополосного нерабочего сигнала входит в полосу пропускания, вносит изменения в структуру сигнала.и после частотного детектирования искажает моду яционную характеристику, увеличивая погрешность измерений, имеющей большее влияние при верхних значениях измеряемых величин. Осциллограмма модуляционной характеристики, получаемая на экране осциллографа (фиг. 2г), нечеткая в силу наличия паразитного сигнала за счет обратного хода, и трудно зафиксировать, какую точку модуляционной характеристики в начале и конце рабочего пакета сигнала совмещать с нулевой линией осциллографа для определения скорости изменения девиации в совмещаемой искомой точке. В балансном смесителе 4 происходит перенос спектра сигнала биений на частоты перестраиваемого генератора с целью обеспечения измерения характеристики перестройки в любой точке частотного изменения. С выхода балансного смесителя используется сигнал нижней боковой, средняя частота которого определяется выражением f пг текущая частота гетеродина; входной сигнал биений; разностная частота. Сигнал с выхода балансного смесителя детектируется частотным детектором (частотная модуляция сигнала в рабочем пакете образуется из-за нелинейности закона модуляции), на нагрузке которого выделяется огибающая ЧМ сигнала. Перестройкой частоты перестраиваемого генератора 5 добиваются смещения перенесенного спектра по частотному диапазону, при этом спектр совмещается с апертурой частотного, дитектора до установления его выходного напряжения равным нулю, которое измеряется вольметром 8 постоянного тока, у-.которого шкала с нулем в середине. При нулевом положении на выходе частотного детектора 6 производится отсчет средней скорости изменения девиации частоты, выражаеморТг формулой с fnr - 1пч Ср.- г частота перестраиваемого генератора в момент отсчета; тчд - средняя частота спектра, со.вмещенного с частотой настройки fцд частотного детектора 6. Для измерения скорости изменения девиации частоты в любой точке частотного диапазона используется осциллограф с открытым входом, на экране которого наблюдается относительно нулевой линии модуляционная характеристика продетектированного частотным де тектором ЧМ сигнала (фиг, 2г).. Для исключения нерабочего сигнала, вносящего погрешности измерения модуляционной характеристики и четкого определения любой то.чки модуляционной характеристики в начале и конце рабочего пакета сигнала используется ключ 10, который по управляющему входу в моменты обратных ходов управляющего напряжения синхронизируется сигналом (фиг. 2д), что исключает паразитные сигналы из модуляционной характеристики (закорачивает их на корпус , обеспечивает четкое определение любой точки модуляционной характеристики V фиг. 2е) на стыке рабочего и нерабочего пакета сигналов и тем самым увеличивает точность измерения, крутизны и нелинейности в любой точке диапазона измерения девиации. Ключ может быть также включен, например к выходу УПЧ 3 или входу перестраиваемого .генератора 5, при этом эффект примерно одинаков. Изменяя частоту генератора 5 и сов мещая любую точку модуляционной харак теристики с нулевой линией осциллогра фа, определяют скорость изменения девиации частоты в любой точке по форfnr - цд где f-.. - частота гетеродина в момент совмещения искомой точки мод ляционной характеристики с нулевой линией осциллографа;f мд частота настройки ЧД. Нелинейность перестройки частоты определяется выражением Кварцевый генератор в устройстве служит для калибровки частотного детектора 6 с помощью стабильной частоты, что уменьшает погрешность измерений устройства, так как настройка ЧД проверяется по кварцованной частоте. Предложенное устройство позволяет обеспечить увеличение точности измерений скорости изменения девиации частоты, а следоват.ельно, и нелинейности закона изменения девиации за счет исключения мешающего сигнала из модуляционной характеристики. Устройство позволяет более четко определить необходимые точки модуляционной характеристики, характеризующие скорость изменения девиации и нелинейность скорости изменения девиации частоты в начале и конце рабочих пакетов сигнала, т.е. искомые точки, образуемые на стыках рабочих периодов сигналов и сигналов, образуемых при обратных ходах модулирующих сигналов ЧМ генератора. Формула изобретения Устройство для измерения скорости девиации,частоты по авт.св. № 432405, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введен ключ, включенный между выходом частотного детектора и шиной импульсов обратного хода сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 432405, кл. G 01 R 23/00, 20.12.71.

-Cj биении

АЧХупч

в

J-пчср чд

«49

А

Z4S(i 9 fn4cp)

)

ПППВгтт

А

Фиг,.1