SU1402955A2 - Устройство дл измерени средней скорости изменени частоты и линейности модул ционных характеристик частотно-модулированных генераторов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области радиоизмерительной техники. Устройство содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, умножитель 3 частоты, блок 4 задержки, лампу 5 бегущей волны, фазовращатель 6, ком .мутатор 7, частотные детекторы 8 и 9, переключатели 12 и 13,. интегратор 15 и фильтр 16 нижних частот, Кроме того, устройство включает в себ  частотно-модулированный генератор 17, резонансные усилители 18-21, строб-каскады 22 и 31, видеоусилитель 23, усилитель 24 сигнала ошибки, генератор 25 пилообразного напр жени , нелинейный элемент 26, генератор 27 высокой частоты, делитель 28 частоты, индикатор 29 и электронно-счетный вольтметр 30. Введение генератора 14 высокой частоты, ф1азовра1цател  11, электронного коммутатора и образование новых функциональных св зей позвол ют устранить вли ние переходных процессов на результат измерени  и тем самым повысить точность измерени  . 1 ил. ш (Л

Description

ГчЭ

СО

ел ел

14)

Изобретение относитс  к радиоиз- мерительной- технике, может быть использовано дл  измерени  скорости изменени  частоты и линейности модул ционных характеристик частотно-модулированных сигналов и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт. св. № 1228028.

Целью изобретени   вл етс  повы- Шение точности измерений.

На чертеже приведена структурна  схема- -устройства.

; Устройство содержит смеситель 1, ;усилитель 2 промежуточной частоты, умножитель 3 частоты, блок 4 задерж- 1КИ, л мпу 5 бегущей волны, первый ;фазовра1цатель 6, коммутатор 7, основ ;ной частотный детектор 8, дополнительный частотньвй детектор 9, сумма- тор 10, второй фазовращатель 11, первый и второй переключатели 12 и 13, второй генератор 14 высокой частоты , интегратор 15, фильтр 16 нижних частот, частотно-модулированный генератор 17, четвертый, третий, второй и первый резонансные усилители 18-21, первый строб-каскад 22, видеоусилитель 23, усилитель 24 сигнала ошибки, генератор 25 пилообразн го напр жени , нелинейный/элемент 26, первый генератор 27.высокой частоты , делитель 28 частоты, индикатор 29, электронно-счетный вольтметр 30, второй строб-каскад 31.

При этом выход делител  28 частоты , вход которого соединен с выходом первого генератора 27 высокой частоты , подключен к второму входу индикатора 29 и через последовательно сое- диненные генератор 25 пилообразного напр жени , частотно-модулированный генератор 17, блок 4 задержки, лампу 5 бегущей волны, смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, коммутатор 7 - к входу дополнительного частотного детектора 9 через умножитель 3 частоты, а также к входу основного детектора В, выход которого подключен к первым входам первого 12 и второго 13 переключателей, вторые входы которых соединены с выходом дополнительного частотного детектора 9. Выход первого переключател  12 через последовательно соединенные фильтр 16 нижних частот, усилитель 2 сигнала ошибки и второй строб-каскад 31 подключен к входу электронно-счетного вольтметра 30, при этом выход

5 0 5 О

Q с

5

0

5

усилител  24 сигнала ошибки соединен также с управл ющими входами частотных детекторов 8 и 9. Выход второго переключател  13 через последовательно соединенные интегратор 15,.видео- :усилитель 23 и первый строб-каскад 22 соединен с первым входом индикатора 29. Выход первого генерато-ра 27 высокой частоты через нелинейный элемент 26 подключен к входам первого 21, второго 20, третьего 19 и четвертого iB резонансных усилителей, выходы которых через сумматор 10 соединен с вторым входом лампы 5 бегущей волны. Кроме того, выход первого резонансного усилител  21 через первый фазовращатель 6 подключен также к третьему входу лампы 5 бегущей волны , а второй вход смесител  1 соединен с выходом частотно-модулированного генератора 17. Второй генератор 14 высокой частоты своим входом соединен с выходом первого генератора 27 высокой частоты,а выходом через второй фазовращатель - с первым входом ком- мутатора 7, при этом вторые входы, коммутатора 7, первого 22 и второго 31 строб-каскадов подключены к второму выходу делител  28 частоты.

Устройство работает следующим образом .

Напр жение с выхода первого генератора 27 высокой частоты

U(t) UrCOs(2Tf F,g t+tf),

где Uf.,Ft.g и амплитуда, частота и начальна  фаза генератора 27.

поступает на входы делител  28 частоты и второго генератора 14 высокой частоты и нав зывает колебани м последнего свою начальную фазу Lf. Монохроматическое колебание с частотой САВ Т начальной фазой i, где j - скорость перестройки часто- ты частотно-модулированного генератора 17; ,- врем  задержки в блоке 4 задержки подаетс  на второй фазовращатель 11, в котором начальна  фаза колебаний второго генератора 14 высокой частоты измен етс  на величину Ц-- WB,- 0,5 yfl- Таким образом, начальна  фаза колебани  промежуточной частоты на выходе второго фазовращател  1 составл ет

1 ,5 у г. Эти колебани  через открытый электронный

3140

коммутатор 7 поступают на вход основного частотного детектора 8 непосредственно , а на вход дополнительного частотного детектора 9 - через умножитель 3 частоты.

По окончании переходных процесоов в частотных детекторах 8 и 9, обусловленных их инерционностью, в момент

впемени t делитель 28 частоты запускает генератор 25 пилообразного напр жени , с выхода которого напр жение управлени  подаетс  на вход частотно-модулированного генератора 17. Последний формирует сигнал с ли- нейно измен ющейс  частотой, который поступает на первый вход смесител  1 и Б блок 4 задержки с временем задержки Та. ЛЧМ-сигнал с выхода блока задержки поступает на преобраэова- тель частоты, содержащий лампу 5 бегущей волнй, первый фазовращатель 6 и формирователь квазипилообразного напр жени , в состав которого вход т нелинейный элемент 26, первый 21 второй 20 , третий 19, четвертый 18 резонансные усилители и сумматор 10. Частота смещени  преобразовател  частоты выбираетс  из услови  однозначного измерени  параметров выходного сигнала частотно-модулированного генератора 1 7 и составл ет дес тки мегагерц. Величина ti. выбираетс  из услови  обеспечени  требуемого диапазона измер емых величин и составл ет дес тые доли микросекунды.

Преобразователь частоты работает следующим образом.

Напр жение с частотой с выхода генератора 27 высокой частоты поступает на вход нелинейного элемента 26. Рабочим режимом нелинейного элемента 26  вл етс  режим с отсечкой тока. Выходной сигнал нелинейного элемента содержит гармонические колебани  с частотами (К 1, 2,3...), причем амплитуды гармоник распределены по коэффициентам Берга, которые завис т от угла отсечки. Подбира  режим работы нелинейного элемента 26 (регулиру  угол отсечки) и измен   коэффициенты усилени  резонансных усилителей 18-21, настроенных соответственно на 4р(-д5, ЗР , 2Рс4в FCAS можно получить квазипилообразное напр жение. С выхода сумматора 10 квазипилообразное нап5

0

5 0 5

р жение подаетс  на спираль лампы 5 бегущей волны и тем самым осуществл етс  фазова  модул ци  сигнала, поступающего на ее СВЧ-вход. Спектр сигнала на выходе лампы 5 бегущей волны представл ет собой сумму четырехкратных произведений бесселевых функций. Дл  подавлени  зеркальной составл ющей fc(t) + спектре выходного сигнала напр жение первой гармоники с выхода первого резонансного усилител  21 через первый фазовращатель 6 на /2 подаетс  на пер- вый анод лампы 5 бегущей волны. Тем- самым осуществл етс  дополнительна  квадратурна  амплитудна  модул ци . Таким образом, на входы смесител  1 поступают два сигнала:

t

и, (,cos tJ t-i-0,5 S (t)dt+cfj ;

о + 2liF

CAB

t +

U(t) Ujcos u)(t-ej)

+ 0,5-j.(t-fj) -f j (t-)dt

Усилитель 2 промежуточной частоты вьщел ет разностное колебание выходного сигнала смесител  1

и.,р,, (t) и,пц cos (Л

+

СА8 У

) t +

+ i (t)- (t -yj.dt +

Если величину С. выбирать так, чтобы при любом t. вьтолн лось условие

40

«1.

ТО при разложении функции C(t- ) в р д Тейлора можно ограничитьс  двум  первыми членами. Тогда:

) , cos (n,j+ ,) t +

+ П

Это напр жение подаетс  на третий вход электронного коммутатора 7, где осуществл етс  сшивание по фазе колебани  с выходным сигналом фазовращател  11 .

В момент времени Ьз 1 V делител  28 частоты приходит импульс управлени  работой электронного коммутатора 7, строб-каскадов 22 и 31. При этом строб-каскады открываютс .

514

а электронный коммутатор 7 переключаетс , соедин   выход усилител  2 промежуточной частоты с входом дополнительного частотного детектора 9 чег рез умножитель 3 частоты с коэффициентом умножени  N, а с входом основного частотного детектора - непо-- средственно.

Основной 8 и дополнительный 9 частотные детекторы- имеют переходные частоты FO соответственно FO

Гсд„ И F; при у + (С) 0. С выходов частотных детекторов напр жени , пропорциональные y l v + + {(t) (t) , поступают соответственно на первый и второй .входы переключателей 12 и 13, Выход первого переключател  12 подключен через последовательно соединенные фильтр 16 нижних частот и усилитель сигнала ошибки к управл ющим входам частотных детекторов, образу  цепь обратной св зи системы автоподстройки переходной частоты В фильтре ниж них частот осуществл етс  интегрирование импульсного сигнала ошибки. Поэтому система автоподстройки частот отслеживает изменени  частот, пропорциональные только средней ск о- рости перестройки частотно-модулированного генератора. Изменени  нап р жеци  сигнала ошибки, пропорциональные средней скорости перестройки частоты, фиксируютс  электронно-счетным вольтметром. Скорость перестройки частоты у определ етс  по величине и знаку напр жени  сигнала ошибки Напр жение с выхода второго переключател  13 через интегратор 15, видеоусилитель 23 и первый строб-каскад 22 поступает на вход осциллографи- ческого индикатора 29, на синхронизирующий вход которого поступают импульсы запуска, вырабатываемые делителем 28 частоты. Фиксаци  результатов измерени  отклонени  модул ционной характеристики от линейного закона f(t) осуществл етс  на экране индикатора 29 в реальном масштабе времени. С помощью первого 22 и второго 31 строб-каскадов- измерени  производ тс  только в течение длительности сигнала с выхода усилител  2 промежуточной частоты. Поскольку переходные процессы в частотных детекторах 8 и 9 к моменту времени t закончены за счет сигнала второго нератора 1А высокой частоты, то их

3 ге

0 5 Q

5

0

5

0

5

выходные сигналы не имеют выброса в начале импульса и информаци  об отклонени х модул ционной характеристики частотно-модулированного генератора 1 7 не тер етс .

По окончании импульса частотно-модулированного генератора 17 процесс измерени  заканчиваетс  и устройство переходит в исходное состо ние. Цикличность процесса измерени  обеспечиваетс  выработкой делителем частоты циклично повтор ющихс  импульсов синхронизации. С помощью двух переключателей выбираетс  необходимый диапазон измер емых величин.

В известном устройстве во врем  переходных процессов, обусловленных инерционностью частотных детекторов и имеющих длительность пор дка 2 мкс, измерение отклонений модул ционной характеристики частотно-модулированного генератора от линейного закона невозможно. В результате происходит потер  части полезной информации. Предлагаемое устройство позвол ет устранить вли ние этих переходных процессов на результат измерени  и тем самым повысить точность измерени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  средней скорости изменени  частоты и линейности модул ционных характеристик частотно-модулированных генераторов по авт.св. № 1228028, отличающеес  тем, что, с целью повьше- ни  точности измерений, в него введены последовательно соединенные второй генератор высокой частоты, второй фазовращатель и электронный коммутатор, третий вход которого соединен с выходом усилител  промежуточной частоты, а выход подключен к входам основного частотного детектора и умножител  частоты, а также первый и второй строб-каскады, выходы которых соединены соответственно с входами индикатора и электронно-счетного вольтметра, а первые входы подключены соответственно к выходам видеоусилител  и усилител  сигнала ошибки, кроме того, вход второго генератора высокой частоты соединен с выходом первого генератора высокой частоты, а вторые входы коммутатора , первого и второго строб-каскадов подключены к второму выходу делител  частоты.