SU1228028A1 - Устройство дл измерени средней скорости изменени частоты и линейности модул ционных характеристик частотно-модулированных генераторов - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в устройствах дл  измерени  скорости изменени  частоты и линейности модул ционных характеристик частотно-модулированных генераторов. Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых величин с одновремен .ным повьшением точности измерени . Устройство содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, умножитель 3 частоты, блок 4 задержки, лампу бегущей волны 5, фазовращатель 6, частотные детекторы 7 и 8, сумматор 9, переключатели 10 и 11, частотно-модулированный генератор 12. резонансные усилители 13 - 16, фильтр 17 нижних частот, интегратор 18, генератор 19 пилообразного напр жени , нелинейный элемент 20, генератор 21 высокой частоты, делитель 22 частоты, индикатор 23, элект- ронно-счетньгй вольтметр 24, усилитель 25 сигнала ощибки, видеоусилитель 26. Расширение диапазона измер емых величин с одновременным повышением точности измерени  достигаетс  за счет введени  сумматора 9, резонансных усилителей 13 - 1, нелинейного элемента 20 и электронно-счетного вольтметра 24 и новых функциональных св зей. 5 ил. с $ м |С ю 00 о IS9 00

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  измерени  скорости изменени  частоты и линейности модул ционных характеристик частотно- модулированных генераторов.

Цель изобретени  - расширение диапазона измер емых величин с одновременным повышением точности измерени , путем использовани  нелинейного элемента, резонансных усилителей, сумматора, электронно-счетного вольт метра и новых функциональных св зей.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - зависимости амплитуд ) состав- л ющих спектра выходного сигнала преобразовател  частоты на лампе бегуще волны; на фиг. 3 - спектр выходного сигнала преобразовател  частоты на лампе бегущей волны при оптимальном индексу фазовой модул ции Шф, равном 1,84; на фиг. 4 и 5 - эпюры, по сн ющие работу устройства. I

Устройство содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, умножитель 3 частоты, блок 4 задержки , лампу 5 бегущей волны, фазовращатель 6, основной 7 и дополнительный 8 частотные детекторы, сумматор 9, первый 10 и второй 11 переключатели, частотно-модулированный генера- у тор 12, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 резонансные усилители, фильтр 17 нижних частот, интегратор 18, генератор 19 пилообразного напр жени , нелинейный эле- MeHt 20, генератор 21 высокой ча сто- ты, делитель 22 частоты, индикатор 23, электронно-счетный вольтметр 24, уси- литель 25 сигнала ошибки и видеоусилитель 26. Выход усилител  2 промежуточной частоты подключен к дополнительному частотному детектору 8 через умножитель 3 частоты, а к входу основ ного частотного детектора 7 непосредственно . Выход частотного детектора 7 подключен к входам первого 10 и второго 11 переключателей, вторые входы которых соединены с выходом дополнительного частотного детектора 8, при этом выход первого переключател  10 через фильтр 17 нижних частот соединен с усилителем 25 сигнала ошибки. Переключатели через последовательно соединенные интегратор 18 и видеоусилитель 26 подключены к первому входу индикатора 23.

30

S5

280282

Генератор 21 высокой частоты, делитель 22 частоты, генератор 19 пилообразного напр жени , частотно-модулированный блок 12 и блок задержки сое5 динены последовательно. Выход блока 4 задержки соединен с первым входом лампы 5 бегущей волны, второй вход которой подключен к выходу фазовращател  6, а выход - к первому входу

10 смесител , второй вход которого соединен с выходом частотно-модулированного генератора 12 Выход делител  22 частоты соединен с вторым входом индикатора . Вход электронно-счетного

15 вольтметра 24 соединен с выходом усилител  25 сигнала ошибки, выход которого также соединен с управл ю1чим входом основного 7 и дополнительного 8 частотных детекторов. Выход сме20 сител  1 подключен к входу усилител  2 прО 1ежуточной частоты. Выход генератора высокой частоты 21 подсоединен к входу нелинейного элемента 20, выход которого соединен с входами

25 четырех резонансных усилителей 13- 16, выходы последних соединены через сумматор 9 с третьим входом лампы 5 бегущей волны. Выход первого резонансного усилител  13 подключен к входу фазовращател  6.

Устройство работает следующим образом.

Напр жение с частотой F. с выхо РАВ

да генератора 21 высокой частоты поступает на делитель 22 частоты, который формирует импульсы запуска генератора 19 пилообразного напр жени  и индикатора 24. С выхода генератора 19 пилообразного напр жени  напр жение управлени  подаетс  на вход частотно-модулированного (ЧМ) генератора 12. ЧМ-генератор 12 формирует сигнал с линейно измен ющейс  частотой, который поступает на вход широкополосного дифференцирующего четырехполюсника. Дифференцирукнций четырехполюсник образован смесителем 1, блоком 4 задержки с временем задержки j и преобразователем частоты , содержащий лампу 5 бегущей волны , фазовращатель 6 и формирователь квазипипообразного напр жени , в состав которого вход т нелинейный элемент 20, реэонаисные усилители 13 - 16 и сумматор 9. Частота смещени  Fj.jj преобразовател  частоты выбираетс  из услови  однозначного измере- ни  параметров выходного сигнала ис31228028 .4

следуемого ЧМ-генёратора 12 и состав-бегущей волны представл ет сумму чел ет дес тки мегагерц. Величина t тырехкратных произведений бесселевых

; выбираетс  из услови  обеспечени функций. Зависимости амплитуд М-(т.,)

требуемого диапазона измер емых вели-составл ющих спектра приведены на

- чин и составл ет дес тые доли микро- зфиг.4, Дл  нагл дности; на фиг. 5

секунды..условно представлены распределени 

Преобразователь частоты работаетамплитуд составл ющих спектра -выход- следующим образом. ,ного сигнала преобразовател  частоты

Известно, что наилучшими характе-при ,84. Из фиг. 5 видно, что

ристиками обладают серродинные преоб- 10в спектре присутствует и зеркальна 

разователи частоты, основанные на фа-бокова  составл юща  .u

зоной модул ции СВЧ-сигнала пилооб-ее подавлени  напр жение первой гарразным модулирующим напр жением. Од-моники с выхода первого резонансного

нако формирование пилообразного на-усилител  13 через фазовращатель 6

пр жени  большой амплитуды (пор д- tsна /2 подаетс  на nepBbtfi анод ламка 100 В) и малой длительности с ма-пы 5 бегущей волны. Тем самым осущелым обратным ходом  в х етс  сложнойствл етс  дополнительна  квадратуртехнической задачей, поэтому этотна  амплитудна  модул ци , процесс целесообразно заменить конеч- Из выходного сигнала дифференцируным числом гармоник со специально 20ющего четьфехполюсника усилителем

подобранными амплитудами и фазами:промежуточной частоты 2 вьщел етс 

2V t 1напр жение первой промежуточной часU (t)U t ---2I (-1) --sinKn j jj tтоты Р„р, , которое поступает на вход

гл „ основного частотного детектора 7 и

при - (1) 25через умножитель частоты 3с коэффициентом умножени  N на дополнительДп  этого напр жение с частотой частотный детектор 8. Частотные F с выхода генератора высокой час-детекторы 7 и 8 имеют переходные тоты 21 поступает на вход нелинейно-частоты F , соответственно F Г„р., . , го элемента 20, в качестве которого 30 о.пр| при у (t). могут быть использованы: электронна  С выходов частотных детекторов 7 лампа, полупроводниковые диод, тран-и 8 напр жени , пропорциональные зистор и т.д. Рабочим режимом нели-JJ f(t) и (t)}, поступают со- нейного элемента 20  вл етс  режимответственно на первые и вторые вхо- с отсечкой тока. Выходной сигнал не- 35ды переключателей 10 и 11. Выход перелинейного элемента содержит гармони-ключател  10 подключен через после- ческие колебани  с частотами n-Fp довательно соединенные фильтр 17 ниж- (п 1,2,3,..), причем амплитуды .них частот и усилитель 25 сигнала гармоник распределены по коэффициен-ошибки к управл юшрим входам частот- там Берга, которые завис т от угла 40ных детекторов 7 и 8, образу  цепь отсечки. Подбира  режим работы нели-обратной св зи системы автоподстрой- нейного элемента 20 (регулиру  уголки переходной частоты. В фильтре ниж- отсечки) и измен   коэффициенты уси-них частот 17 осуществл етс  инте- леки  резонансных усилителей 13 - 16,грирование импульсного сигнала ошиб-- настроенных соответственно на 4 , 45ки. Поэтому система ав оподстройки 3 Fj; , 2 Ffдв , , можно получитьчастот отслеживает изменени  частот, квазипилообразное напр жение, описы-пропорциональные только средней ско- ваемое выражением (1). В качестве сум-рости перестройки частотно-модулиро- матора 9 может, использоватьс  собран-ванного генератора 12. Изменение на- ный на сопротивлени х сумматор, на 50пр жени  сигнала ошибки, пропорцио- котором происходит сложение гармони-нальные средней скорости перестройки чески с составл ющих пилообразногочастоты, фиксируютс  электронно-счет- напр женр . С выхода сумматора 9 ква-ным вольтметром 24. Скорость пере- зипилообразное напр жение подаетс ст|)ойки частоты у определ етс  по ве- на спираль лампы 5 бегущей волны, тем, 55личине и знаку напр жени  сигнала самым осуществл етс  фазова  модул -ошибки.

ци  сигнала, поступающего на ее СВЧ- ; Запуск устройства осуществл етс 

1вход. Спектр сигнала на выходе лампыимпульсами запуска, вырабатываемыми

5 1 делителем частоты из колебаний генератора высокой частоты, которые поступают на вход генератора пилообразного напр жени  и синхронизирующий вход осциллографического индикатора. Фиксаци  результатов измерени  отклонений модул ционной характеристики от линейного закона | (t) осуществл етс  на экране осциллографического

индикатора в реальном масштабе време- ю перестройки частоты частотно-модули20

25

ни. Фиксаци  результатов измерени  средней скорости изменени  частоты частотно-модулированного генератора осзпцествл етс  с помощью электронно- счетного вольтметра, поскольку величина и знак напр жени  на выходе усн- лител  сигнала ошибки однозначно характеризуют величину и знак . Цикличность процесса измерени  обеспечиваетс  выработкой делителем частоты циклично повтор ющихс  импульсов запуска . 1

С помощью переключателей 10 и 11

выбираетс  необходимый диапазон измер емых величин, В зависимости от положени  переключателей 10 и 11 уст - ройство позвол ет измер ть характеристики частотно-модулированных генераторов с большой скоростью перестройки частоты и выраженной нелинейностью модул ционной характеристики, что достигаетс  подключением основного частотного детектора к интегратору и фильтру нижних частот (переключатели 10 и 11 в положении 1); с большой 5 скоростью перестройки частоты и незначительной нелинейностью модул ционной характеристики, что осуществл етс  расширением нижнего предела диапазона измерени  линейности модул - ционных характеристик в mN раз путем подключени  выхода дополнительного частотного детектора к интегратору .(переключатель 10 в положении 1, пере- ключатель 11 в положении 2); с малой .скоростью перестройки частоты и выра- женной нелинейностью модул ционной характернётики, что реализуетс  расши- { ением нижнего предела диапазона измерени  средней скорости перестройки частоты в uiN раз за счет подключени  выхода дополнительного частотного детектора к фильтру нижних частот (пе- реключатель 10 в положении 2, перерованного генератора 12, Поэтому выходное напр жение частотных детекторов 7 и 8 определ етс  нелинейностью модул ционной характеристики частот- 15 но-модулированного генератора 12 ((t)).

Частотные детекторы 7 и 8 могут быть перестраиваемыми и выполн тьс  как в аналоговом, так и в цифровом вариантах,

Применение умножител  3 частоты и частотного детектора 8 расшир ет нижний предел диапазона измер емых величин при использовании основного частотного детектора .7 в шЛ раз.

50

где - отношение крутизны ам

плитудно - частотных детекторов 8 и 7,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  средней скорости изменени  частоты и линейности модул ционных характеристик частотно-модулированных генераторов содержащее усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к дополнительному частотному детектору через умножитель частоты, а к входу основного частотного- детек тора непосредственно, выход которог подключен к первым входам первого и второго переключателей, вторые вх ды которого соединены с выходом дополнительного частотного детектора, при этом выход первого переключател  через фильтр нижних частот соеди нен с усилителем сигнала ошибки, а выход второго переключател  через п следовательно соединенные интегратор и видеоусилитель подключен к пер вому входу индикатора, последовател но соединенные генератор высокой час тоты, делитель частоты, генератор пилообразного напр жени , частотноключатель 11 в положении 1); с малой модулированный генератор и блок заскоростыр перестройки частоты и незначительной нелинейностью модул 1щ- онной характеристики, что достигает28

   с  расширением нижнего предела измер емых величин в mN раз путем подключени  выхода дополнительного частотного детектора к интегратору и фильтру нижних частот (переключатели 10 и 11 в положении 2).

   Системой автоподстройки частоты обрабатываютс  изменени  Р„р, , обусловленные только средней скоростью

   рованного генератора 12, Поэтому выходное напр жение частотных детекторов 7 и 8 определ етс  нелинейностью модул ционной характеристики частот- но-модулированного генератора 12 ((t)).

   Частотные детекторы 7 и 8 могут быть перестраиваемыми и выполн тьс  как в аналоговом, так и в цифровом вариантах,

   Применение умножител  3 частоты и частотного детектора 8 расшир ет нижний предел диапазона измер емых величин при использовании основного частотного детектора .7 в шЛ раз.

   5

   0

   где - отношение крутизны амплитудно - частотных детекторов 8 и 7,

   Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  средней скорости изменени  частоты и линейности модул ционных характеристик частотно-модулированных генераторов, содержащее усилитель промежуточной частоты, выход которого подключен к дополнительному частотному детектору через умножитель частоты, а к входу основного частотного- детектора непосредственно, выход которого подключен к первым входам первого и второго переключателей, вторые входы которого соединены с выходом дополнительного частотного детектора, при этом выход первого переключател  через фильтр нижних частот соединен с усилителем сигнала ошибки, а выход второго переключател  через последовательно соединенные интегратор и видеоусилитель подключен к первому входу индикатора, последовательно соединенные генератор высокой частоты , делитель частоты, генератор пилообразного напр жени , частотно модулированный генератор и блок задержки , выход блока задержки соеди - нен с первым входом лампы бегущей волны, второй вход которой подключен

   к выходу фазовращател , а выход - ic первому входу смесител , второй вход которого соединен с вькодом час тотно-модулированного генератора, а выход делител  частоты соединен с вторым входом индикатора, о т л и- чающеес  тем, что, с целью

   расширени  диапазона измер емых величин с одновременш 1м повышением точности измерений, в него введены сум- матор, четыре резонансных усилител , нелинейный элемент, электронно-счетный вольтметр, вход которого соединен с выходом усилител  сигнала ошибки.

   О

   80288

   выход которого также подключен к управл ющим входам основного и дополнительного частотных детекторов, выход смесител  подключен к входу усилител  промежуточной частоты, выход генератора высокой частоты - к входу нелинейного элемента, выход которого соединен с входами четырех резонансных усилителей, выходы последних соединены через сумматор с третьим входом лампы бегущей волны, выход первого резонаисного усилител  подключен к входу фазовращател .

   м

   tto-3SL 6,-гЛ ц,-Л й)о ( и) Фиг.З

   0,785

   0.12

   Т I

   «t--« 4/ u/e- AJ,JJ2 .5

   / f 0.08. O.OS it Т

   6)