SU1187094A1

SU1187094A1 - Apparatus for checking frequency and phase noise of generators

Info

Publication number: SU1187094A1
Application number: SU843693915A
Authority: SU
Inventors: Алексей Алексеевич Кириллов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5783
Priority date: 1984-01-26
Filing date: 1984-01-26
Publication date: 1985-10-23

Abstract

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЧАСТОТНЫХ И ФАЗОВЫХ UIYMOB ГЕНЕРАТОРОВ, содержащее последовательно соединенные контролируемьй генератор и фазовый детектор, выход которого через первый фильтр низких частот соединен с первым входом анализатора спектра, а также измеритель, подключенный к выходу анализатора спектра, и первый генератор опорной частоты, вход управлени частотой которого подключен через первый усилитель посто нного тока к выходу фазового детектора, отличающеес тем, что, с целью повышени точности контрол , в него введены фильтр суммарной частоты , второй фильтр низких частот, делитель частоты, второй генератор опорной частоты, к входу управлени частотой которого подключен второй усилитель посто нного тока, и перемножитель , входы которого подключены к выходам генераторов опорной частоты , а выход соединен с входами второго усилител посто нного тока, второго фильтра низких частот и фильтра суммарной частоты, выход ко (Л торого через делитель частоты соединен с вторым входом фазового детектора , а выход второго фильтра низких частот подключен к второму входу анализатора спектра, при этом анализатор спектра вьтолнен двухканапьным.1. DEVICE FOR MONITORING FREQUENCY AND PHASE UIYMOBE GENERATORS, containing a series-connected monitoring generator and a phase detector, the output of which is connected to the first input of the spectrum analyzer through the first low-pass filter, as well as a meter connected to the output of the spectrum analyzer and the first reference frequency generator, input whose frequency control is connected through the first DC amplifier to the output of the phase detector, characterized in that, in order to improve the control accuracy, a filter is inserted into it a primary frequency, a second low frequency filter, a frequency divider, a second reference frequency generator, to the frequency control input of which a second DC amplifier is connected, and a multiplier whose inputs are connected to the outputs of the reference frequency generators, and the output is connected to the inputs of a second DC amplifier the second low pass filter and the total frequency filter, the output to (L togo through the frequency divider is connected to the second input of the phase detector, and the output of the second low pass filter is connected to the second input It has a spectrum analyzer, the spectrum analyzer vtolnen dvuhkanapnym.

Description

2,Устройство по п. 1, о т л ичающеес тем, что двухканальный анализатор спектра выполнен в виде последовательно соединенных переключател на два положени и одноканального анализатора спектра.2, the device according to claim 1, wherein the two-channel spectrum analyzer is designed as a series-connected switch for two positions and a single-channel spectrum analyzer.

3.Устройство по п. 1, отличающеес тем, что дв5П каналь ный анализатор спектра вьшолнен в виде двух параллельно включенных ка1870943. The device according to claim 1, characterized in that the two channel spectral analyzer is implemented in the form of two parallel connected 187094

налов, причем с выходами каналов соединены входы схемы вычитани .The inputs of the subtraction circuit are connected to the outputs of the channels.

Д. Устройство поп. 3, отли- : чающеес тем, что каждый из каналов анализатора спектра вьшолнен в виде последовательно соединенных усилителей, перемножител , фильтра низких частот и детектора, а также генератора перестраиваемой частоты, выходы которого соединены с вторыми Iвходами перемножителей в каналах.D. Device pop. 3, differing in that each of the channels of the spectrum analyzer is implemented in the form of series-connected amplifiers, multiplier, low-pass filter and detector, as well as a tunable frequency generator, the outputs of which are connected to the second I inputs of multipliers in the channels.

j Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре дл контрол час тотных и фазовых Ш5ГМОВ генераторов. Целью изобретени вл етс повышение точности контрол за счет исключени из результата измерени величины шумов опорного сигнала и регистрации ЛИШИ шумов исследуемого генератора. На фиг. 1 представлена структурна схема устройства контрол частот ных и фазовых шумов генераторов; на фиг. 2 - структурна схема двухканального анализатора спектра, выполненного по структуре параллельного анализа. Устройство дл Контрол час11отных и разовых шумов генераторов (фиг.1) |Соде1ржит -контролируемый генератор 1 фаговый детектор 2, первый фильтр 3 низких частот, двухканальный анализатор 4 спектра, выполненный в виде последовательно соединенных переключател 5 на два положени и однока нального анализатора 6 спектра, на выходе которого включен измеритель первый генератор 8 опорной частоты, к выходу управлени частотой которого подключен первый усилитель 9 посто нного тока (УПТ), второй генератор 10 опорной частоты, к входу управлени частотой которого подключен второй УПТ 11, перемножитель 12, входы которого подключены к выходам генераторов 8 и 10 опорной частоты и к выходу которого подключены фильтр 13 суммарной частоты, второй фильтр 14 низких частот, и вход второго УПТ 11, выход фильтра 13 суммарной частоты через делителб 15 частоты подключен к второму входу фазового детектора 2, выход которого подключен также к входу первого УПТ, выходы первого и второго фильтров низкой частоты подключены к входам двухканального анализатора спектра. Анализатор 4 спектра по схеме параллельного анализа (фиг.2) содержит два канала измерени в виде последовательно соединенных усилител 16, перемножител 17, фильтра 18 низких частот и детектора 19, а также генератор 20 перестраиваемой частоты , выходы которого подключены к вторым входам перемножителей 17, на выходе каналов включена схема 21 вычитани . Уст ройство (фиг. 1) работает следующим образом. Сигнал с контролируемого генератора 1 поступает на вход фазового детектора 2, на другой вход фазового детектора поступает сигнал опорной частоты. Выходной сигнал фазового детектора через первый фильтр 3 низких частот поступает на один из. входов двухканального анализатора 4 спектра, содержащего последовательно соединенные переключатель 5 на два положени и одноканальный анализа- тор 6 спектра, подключенный к измерителю 7 Опорньй сигнал на входе фазового детектора 2 формируетс с помощью двух первого 8 и второго 10 опорных генераторов, причем частота второго опорного генератора 10 подстраиваетс под частоту первогоj The invention relates to a measurement technique and can be used in apparatus for monitoring frequency and phase W 5GMOV generators. The aim of the invention is to increase the control accuracy by eliminating the reference signal from the measurement result of the noise and detecting the noise of the generator under study. FIG. Figure 1 shows a block diagram of a device controlling the frequency and phase noise of generators; in fig. 2 is a block diagram of a two-channel spectrum analyzer, performed according to the structure of parallel analysis. Device for controlling clock and one-time noise generators (Fig. 1) | Sod1rzhit - controlled generator 1 phage detector 2, first low-pass filter 3, two-channel spectrum analyzer 4, made in the form of series-connected switch 5 for two positions and a single-channel analyzer 6 of the spectrum , at the output of which the meter is switched on, the first reference frequency generator 8, to the output of which frequency control is connected the first DC amplifier 9 (UFD), the second frequency reference generator 10, to the frequency control input which is connected to the second UPT 11, multiplier 12, the inputs of which are connected to the outputs of the generators 8 and 10 of the reference frequency and the output of which is connected to the filter 13 of the total frequency, the second filter 14 of low frequencies, and the input of the second UPT 11, the output of the filter 13 of the total frequency through divider 15 frequency is connected to the second input of the phase detector 2, the output of which is also connected to the input of the first UFD, the outputs of the first and second low-pass filters are connected to the inputs of a two-channel spectrum analyzer. The spectrum analyzer 4 according to the parallel analysis scheme (FIG. 2) contains two measurement channels in the form of serially connected amplifier 16, multiplier 17, low-pass filter 18 and detector 19, as well as a tunable frequency generator 20, the outputs of which are connected to the second inputs of multipliers 17, A circuit 21 is added to the output of the channels. The device (Fig. 1) works as follows. The signal from the controlled oscillator 1 is fed to the input of the phase detector 2, the signal of the reference frequency arrives at the other input of the phase detector. The output signal of the phase detector through the first filter 3 low frequencies goes to one of. the inputs of a two-channel spectrum analyzer 4 containing a two-position switch 5 for two positions and a single-channel spectrum analyzer 6 connected to a meter 7 A reference signal at the input of the phase detector 2 is formed using two first 8 and second 10 reference oscillators, and the frequency of the second reference generator 10 adjusts to the frequency of the first

3. 3

опорного генератора 8 за счет фазовой автоподстройки, в состав которой входит перемножитель 12 и второй УПТ 11. В свою очередь первый опорный генератор 8 подстраиваетс под частоту контролируемого генератора 1 за счет фазовой автоподстройки , в состав которой входит фазовый детектор 2 и первый УПТ 9. При этом опорный сигнал дл схемы фазовой автоподстройки формируетс из сигналов обоих генераторов опорной частоты таким образом, что сумма их частот, деленна на два, равна частоте сигнала контролируемого ге нератора 1, Это обеспечиваетс перемножителем 12, фильтром 11 суммарной частоты и делителем 15 частоты. Второй фильтр 14 низких частот выдел ет из выходного сигнала перемножител 12 часть спектра, котора характеризует шумы опорных генераторов и соответственно шумы сигнала, поступающего на вход фазового детектора 2 Спектр этих флуктуации при нахождении переключател 5 в положении 5 анализируетс анализатором 6 спектра и регистрируетс измерителем 7 и, таким образом, становитс известным перед операцией контрол фазовых шумов контролируемого генератора 1.the reference generator 8 due to the phase self-tuning, which includes the multiplier 12 and the second UPT 11. In turn, the first reference generator 8 adjusts to the frequency of the controlled generator 1 due to the phase auto-tuning, which includes the phase detector 2 and the first UPT 9. When Thereby, the reference signal for the phase-locked loop is formed from the signals of both reference-frequency generators in such a way that the sum of their frequencies divided by two is equal to the frequency of the signal of the generator being monitored 1, This is provided by a multiplier 12, a filter 11, and the sum frequency divider 15 frequency. The second low-pass filter 14 extracts from the output signal of the multiplier 12 a part of the spectrum, which characterizes the noise of the reference oscillators and, accordingly, the noise of the signal input to the phase detector 2 The spectrum of these fluctuations, when the switch 5 is in position 5, is analyzed by the spectrum analyzer 6 and recorded by the meter 7 and thus, it becomes known before the phase noise control operation of the monitored generator 1.

При контроле шумов контролируемого генератора переключатель 5 находитс в положении о( и на вход анализатора спектра с выхода первогоWhen monitoring the noise of the controlled generator, the switch 5 is in the position o (and to the input of the spectrum analyzer from the output of the first

870944870944

фильтра 3 низких частот поступают шумы, характеризующие фазовые (частотные ) флуктуации контролируемого генератора 1 и опорного сигнала, 5 поступающего на второй вход фазового детектора 2,the low-pass filter 3 receives noises characterizing the phase (frequency) fluctuations of the monitored generator 1 and the reference signal, 5 coming to the second input of the phase detector 2,

Анализатор 4 спектра по схеме, представленной на фиг. 2, измер ет только спектр фазовых (частотных)The spectrum analyzer 4 according to the scheme shown in FIG. 2, measures only the phase spectrum (frequency)

to шумов контролируемого генератора, так как в зтом случае суммарные фазовые (частотные) шумы контролируемого генератора 1 и опорного сигнала и шумы только опорного сигналаTo noise of the controlled generator, since in this case the total phase (frequency) noise of the controlled generator 1 and the reference signal and the noise of the reference signal only

t5 измер ютс одновременно в параллельных каналах, что позвол ет после вычитани , осуществл емое схемой 21 вычитани , измер ть только шумы контролируемого генератора 1. Приt5 are measured simultaneously in parallel channels, which, after subtraction, carried out by subtraction circuit 21, measure only the noise of the controlled oscillator 1. At

20 этом необходимо, чтобы каналы имели одинаковые характеристики, как обычIHO в двухканальных системах.20 it is necessary that the channels have the same characteristics, as usual in dual channel systems.

Таким образом, предлагаемое уст . ройство контрол частотных и фазовыхThus, the proposed mouth. Frequency and phase control

25 шумов генераторов позвол ет измер ть только уровень шумов контролируемого генератора, так как при измерении выдел ютс шумы, вносимые генератором опорных напр жений, тогда они могут25 generator noise allows only the noise level of the monitored generator to be measured, since the measurement produces noise introduced by the reference voltage generator, then they can

30 быть учтены при фиксации результата измерени (вычтены из общего результа ). Исключение из результата измерени величины шумов опорного сигнала повышает точность измерени фазовых30 be taken into account when fixing the measurement result (subtracted from the total result). The exclusion from the measurement result of the noise value of the reference signal improves the accuracy of measuring the phase

шумов контролируемого генератора. 35noise controlled generator. 35

Claims

1. DEVICE FOR CONTROL OF FREQUENCY AND PHASE NOISES OF GENERATORS, comprising a serially connected controlled generator and a phase detector, the output of which through the first low-pass filter is connected to the first input of the spectrum analyzer, as well as a meter connected to the output of the spectrum analyzer, and the first reference frequency generator, input the frequency control of which is connected through the first DC amplifier to the output of the phase detector, characterized in that, in order to improve the control accuracy, a sum filter is introduced into it frequency, a second low-pass filter, a frequency divider, a second reference frequency generator, the second DC amplifier is connected to the frequency control input, and a multiplier, the inputs of which are connected to the outputs of the reference frequency generators, and the output is connected to the inputs of the second DC amplifier, the second a low-pass filter and a total frequency filter, the output of which through a frequency divider is connected to the second input of the phase detector, and the output of the second low-pass filter is connected to the second input of the analyzer spectrum, while the spectrum analyzer is made dual-channel.

2. The device according to p. ^ Characterized in that the two-channel spectrum analyzer is made in the form of a series-connected switch to two positions and a single-channel spectrum analyzer.

3. The device according to claim 1, characterized in that the two-channel spectrum analyzer is made in the form of two parallel-connected channels, and the inputs of the subtraction circuit are connected to the outputs of the channels.

4. The device pop. 3, characterized in that each of the channels of the spectrum analyzer is made in the form of series-connected amplifiers, a multiplier, a low-pass filter and a detector, as well as a tunable frequency generator, whose outputs are connected to the second I inputs of the multipliers in the channels.

•