Измеритель частотных флуктуаций сигнала генератора Советский патент 1982 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к радиоизмерениям. Известно устройство для измерения частотных флуктуации генераторов, содержащее два смесителя, лампу бегущей волны, соединенную через фазовращатель с генератором и через линию задержки с измеряемым генератором, гетеродин с системой автоподстройки частоты (АПЧ), индикатор, электронносчетный частотомер, генератор пилообразного напряжения р . Недостатком данного устройства является его сложность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель, содержащий опорный генератор, выход которого соединен с одним входом фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу проверяемого генератора, а выход фазового детектора соединен с входом анализатора спектра чере усилитель, а со входом управления опорного генератора через последовательно включенные усилитель постоянного тока и первый фильтр нижних частот, второй фильтр нижних частот и индикатор 12. Недостатком данного устройства является длительное время измерения, обусловленное необходимостью длительного процесса калибровки. Цель изобретения - уменьшение времени измерения. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель частотных флуктуации сигнала генератора, содержащий опорный генератор, выход которого соединен с одним входом фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу проверяемого генератора, а выход фазового детектора соединен с входом анализатора спектра через усилитель, а с входом управления опорного генератора через последовательно включенные усилитель постоянного тока и первый фильтр нижних частот, второй фильтр нижних частот

3907

и индикатор, введены генератор сигнала калибровки, два измерителя отношений сигналов и синхронный детектор, один вход которого соединен с выходом усилителя, второй вход соединен с выходом генератора сигнала калибровки и вторым входом опорного генератора, а выход синхронного детектора через второй фильтр нижних частот соединен с первыми входами измерителей отношеНИИ сигналов, второй вход первого из которых соединен с ваходом усилителя, а его выход соединен с аходом генератора сигнала калибровки, причем выход анализатора спектра соединен с вторым входом второго измерителя отношений сигналов, а его выход подключен к вхойУ индикатора.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит опорный генератор 1, фазовый детектор 2, усилитель 3 постоянного тока, фильтры k и 5 нижних частот, усилитель 6, анализатор 7 спектра, индикатор 8, генератор 9 сигналов калибровки, измерители 10 и 1 отношений сигналов, синхронный детектор 12, проверяемый генератор 13Измеритель работает следующим образом.

Сигналы генераторов 1 и 13 поступают одновременно на входы фазового детектора 2. Сигнал генератора 13 по отношению к сигналу генератора 1 находится в квадратуре для подавления амплитудных флуктуации сигналов. Это обеспечивается с помощью кольца фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) которая состоит из фильтра k нижних частот и усилителя 3 постоянного тока. Полоса ФАПЧ выбирается достаточно узкой для того, чтобы флуктуации генераторов в анализируемой полосе были взаимно независимы. В то же вре мя в полосе ФАПЧ частота генератора 1 подстраивается под частоту генератора 13. В этом случае на выходе фазового детектора 2 выделяется шумовой сигнал, пропорциональный частотным шумам генераторов. Сигнал с выхода фазового детектора через усилитель 6 поступает на анализатор спектра. Результат анализа фиксируется с помощью индикатора 8. Для калибровки измерителя на вход генератора 1 подается модулирующий сигнал генератора 9. Уровень модулирующего сигнала

управляется выходным сигналом измерителя 10. За счет модуляции в спектре сигнала генератора 1 появляется пилот-сигнал, который выделяется синхронным детектором 12. 8 качестве опорного напряжения на вход синхронного детектора поступает сигнал генератора 9- Постоянное напряжение Uf,. , пропорциональное уровню пилотсигнала, с выхода фильтра 5 нижних частот поступает на первый вход измерителя 10. На второй его вход с выхода фазового детектора 2 поступает постоянное напряжение, уровень которого и К и., (i(, где 1) и UQ амплитуды сигналов генераторов соответственно, К - коэффициент преобразования фазового детектора. Измеритель 10 не выдает управ/1яющего сигнаf a на вход генератора 9 только в одном случае, когда -. А, где А постоянная величина, определяемая

схемой измерителя 10. 8 остальных случаях выходной сигнал измерителя 10 управляет (уменьшает или увеличивает) уровнем модулирующего сигнала до тех пор, пока не установится отношение А, т.е. уровень пиUn-oлот-сигнала зависит от уровней си|-

налов генераторов и коэффициента преобразования фазового детектора,

и

а отношение поддерживается стоянным. в этом случае на выходе

усилителя 6 присутствует пилот-сигнал с калиброванным уровнем, относительно которого и измеряется уровень шумов генераторов с помощью анализатора спектра. Точность поддержанигР ыставленного уровня пилотсигнала определяется стабильностью коэффициента преобразования канала: усилитель 6, синхронный детектор 12, фильтр 5 нижних частот и измеритель 10, и может достигать 3-5. Сигнал, пропорциональный калиброванному уровню пилот-сигнала, с выхода фильтра 5 нижних частот поступает на первый вход измерителя 11, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный уровню измеряемых флуктуации . На выходе этого измерителя формируется сигнал, пропорциональнь1й отношению входных сигналов. Этот сигнал поступает на индикатор, который осуществляет непосредстотсчет измеряемой веливенныйчины.

Формула изобретения

Измеритель частотных флуктуации сигнала генератора, содержащий опорный генератор, выход которого соединен с одним входом фазового детектора, второй вход которого подключен к выходу проверяемого генератора, а выход фазового детектора соединен с входом анализатора спектра через усилитель , вход управления опорного генератора подключен к выходу первого фильтра нижних частот, вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, второй фильтр нижних частот и индикатор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени измерения, в него введены генератор сигнала калибровки два измерителя отношений сигналов исинхронный детектор, одий вход которого соединен с выходом усилителя, второй вход соединен с выходом генератора сигнала калибровки и вторым входом опорного генератора-, а выход синхронного детектора через второй фильтр нижних частот соединен с первыми входами измерителей отношений сигналов, второй вход первого из которых соединен с выходом усилителя, а его выход соединен с входом генератора сигнала калибровки, причем выход анализатора спектра соединен с вторым входом второго измерителя отношений сигналов, а его выход подключен к входу индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 665278, кл, G 01 R 27/06, Об.12.76.

2. Галин А.С. Диапазонно-кварцевая стабилизация СВЧ. М., Связь 1976, с. 160.