SU1674009A1 - Устройство дл измерени коэффициента гармоник по второй гармонике генератора и приемника частотно-модулированных сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано дл  аттестации генераторов и приемников частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. Цель изобретени  - повышение быстродействи  измерений. Устройство содержит опорный генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, посто нное запоминающее устройство 3, цифроаналоговый преобразователь 4, селективные усилители 5 и 12, генератор 6 ЧМ сигнала, смеситель 7, приемник 8 ЧМ сигнала, генератор 9 управл ющих импульсов, блок 10 управлени  гетеродином, гетеродин 11, блок 13 автоматического регулировани  усилени , инвертор 14, счетный триггер 15, ключи 16 и 17, фильтры 18 и 19 нижних частот, аналоговые двухканальные демультиплексоры 20 и 21, блоки 22 - 25 хранени  выборки, сумматоры 26 и 27, аналоговый двухканальный мультиплексор 28, вольтметр 29 эффективного значени  напр жени , генератор 30 импульсов, одновибратор 31. 1 ил.

Description

ел

С

-о:

О

ч|

- О О Ю

ройствоЗ, цифроаналоговый преобразователь 4, селективные усилители 5 и 12, генератор 6 ЧМ сигнала, смеситель 7, приемник 8 ЧМ сигнала, генератор 9 управл ющих импульсов, блок 10 управлени  гетеродином, гетеродин 11, блок 13 автоматического регулировани  усилени , инвертор 14, счетный триггер 15,

Изобретение относитс  к радиоизмери- тельной технике, предназначено дл  измерени  нелинейных г ;кажений модулированных колебаний и южет использоватьс  дл  аттестации генераторов и приемников частотно-модулированных (ЧМ) сигналов.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  измерени .

На чертеже представлена структурна  схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные опорный генератор 1 импульсов , счетчик 2 импульсов, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 3, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 4, первый селективный усилитель 5, генератор 6 ЧМ сигнала, смеситель 7, приемник 8 ЧМ сигнала, а также генератор 9 управлени  импульсов, блок 10 управлени  гетеродином и гетеродин 11, выход которого соеди- нен с первым входом смесител  7, второй селективный усилитель 12, блок 13 автоматического регулировани  усилени , последовательно соединенные инвертор 14 и счетный триггер 15, ключи 16 и 17. фильтры 18 и 19 нижних частот (ФНЧ) и первые аналоговые двухканальные демультиплексоры 20и21.

Устройство сордержит также блоки 22- 25 хранени  выборки, сумматоры 26 и 27, аналоговый двухканальный мультиплексор 28, вольтметр 29 эффективного значени  напр жени , генератор 30 импульсов и одновибратор 31.

Второй выход счетчика 2 импульсов со- единен с управл ющим входом второго ключа 16, а третий выход - с входом инвертора 14.

Первый выход генератора 9 управл ющих импульсов соединен с входом блока 10 управлени  гетеродином и адресными входами демультиплексоров 20 и 21, а второй выход соединен с входом одновибратора 31. Выход последнего соединен с разрешающими входами демультиплексоров 20 и 21.

ключи 16 и 17, фильтры 18 и 19 нижних частот, аналоговые двухканальные де- мультиплексоры 20 и 21, блоки 22-25 хранени  выборки, сумматоры 26 и 27, аналоговый двухканальный мультиплексор 28, вольтметр 29 эффективного значени  напр жени , генератор 30 импульсов , одновибратор 31. 1 ил.

Первый и второй выходы первого демуль- типлексора соединены, соответственно, с входами третьего и четвертого блоков 24 и 25 хранени  выборки, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора 27. Выход последнего соединен с вторым входом мультиплексора 28. Первый и второй выходы второго демультиплексора 20 соединены соответственно с входами первого и второго блоков 22 и 23 хранени  выборки, выходы которых соединены с первым и вторым входами первого сумматора 26. Выход последнего соединен с первым входом мультиплексора 28, адресный вход которого соединен с выходом генератора 30 импульсов , а выход - с входом вольтметра 29.

Выход приемника 8 ЧМ сигнала через блок 13 автоматического регулировани  усилени  соединен с вторым входом второго селективного усилител  12, выход которого соединен с сигнальными входами ключей 16 и 17.

Устройство работает следующим образом .

В счетчике 2 импульсов с помощью опорного генератора 1 импульсов формируетс  линейно нарастающий код. При переполнении счетчика происходит его автоматический сброс, т.е. код на выходе счетчика 2 импульсов  вл етс  периодическим.

Коэффициент делени  частоты счетчика 2 импульсов выбираетс  таким, чтобы период повторени  линейно нарастающего кода на его выходе был равен периоду модулирующего колебани  испытательного сигнала. В ПЗУ этот линейно нарастающий код преобразуетс  в код гармонического колебани . При этом в ПЗУ 3 записываетс  функци  синуса или косинуса (один период). ЦАП 4 преобразует этот код в аналоговый гармонический сигнал.

Поскольку ЦАП 4 имеет неидеальную характеристику преобразовани , то на его выходе кроме требуемой гармоники могут возникать втора  и др. ее гармоники. Селективный усилитель 5 осуществл ет фильтрацию высших гармоник и выделение первой гармоники модулирующего колебани . Этим обеспечиваетс  требуемый гармонический характер модулирующего напр же- ни  на оходе ЧМ генератора 6

В ЧМ генераторе 6 формируетс  испытательный сигнал, модулированный одним тоном. При формировании этого стигнала в законе частотной модул ции могут возник- нуть втора  и др. гармоники модулирующего колебани , которые характеризуют нелинейные искажени  ЧМ генератора 6. Смеситель 7 преобразует частоту испытательного сигнала в частоту, на которую на- строен приемник 8 ЧМ сигналов. Дл  этого частота гетеродина 11 выбираетс  больше частоты ЧМ сигнала на выходе ЧМ генератора 6 на величину частоты настройки приемника 8 ЧМ сигналов При прохождении испытательного сигнала через приемник 8 ЧМ сигналов в законе частотной модул ции также образуютс  новые гармонические составл ющие , обусловленные его искажени , таким образом, на выходе приемника 8 ЧМ сигналов кроме основной модулирующей гармоники по вл ютс  втора  и др. гармоники , причем уровень второй гармоники, как правило,  вл етс  преобладающим по сравнению сдругими высшими гармоника- ми, Поскольку втора  гармоника могла возникнуть в генераторе 6 ЧМ сигналов и в приемнике 8, то она характеризует суммарный коэффициент гармоник по второй гармонике гемератора 6 и приемника 8.

Дл  того, чтобы измерить отдельно коэффициент гармоник по второй гармонике в ЧМ генераторе 6 и приемнике 8 частотно- модулированных сигналов, необходимо произвести перестройку гетеродина 11 на удвоенную частоту входного сигнала приемника 8, т.е. перестроитьс  на зеркальный канал. При этом закон частотной модул ции сигнала на выходе смесител  7 инвертируетс , однако втора  гармоника , возникающа  в приемнике 8 ЧМ сигналов, поворачиваетс  по фазе на 360 и остаетс  неизменной.

Перестройка гетеродина 11 осуществл етс  с помощью генератора 9 управл ю- щих импульсов, который генерирует пр моугольные импульсы с временем переключени , достаточные дл  установки переходных процессов во всех блоках измерител , и с помощью блока 10 управле- ни  гетеродином, который под действием управл ющих импульсоо измен ет частоту гетеродина 11.

Коэффициент гармоник по второй гармонике определ етс  отношением амплитуды второй гармоники к амплитуде первой гармоники модулирующего колебани , поэтому дл  его измерени  не об зательно выдел ть искомую вторую гармонику, возникающую в ЧМ генераторе 6 или в приемнике 8 ЧМ сигналов, а достаточно определить ее амплитуду

Отношение амплитуд гармоник можно определ ть, привод  знаменатель (амплитуду первой гармоники) к единице путем изменени  коэффициента передачи измерительного гракта ч зависимости от амплитуды первой гармоники, котора  практически совпадает с амплитудой колебани  на выходе приемника 8 ЧМ сигналов. Блок 13 автоматической регулиропки усилени  и выполн ет уту функцию, т.е. он измер ет амплитуду напр жени  на выходе приемника 8 ЧМ сигналов и в зависимости от нее уста- нарпивает требуемый коэффициент передачи второго селективного усилитеп  12. Узким образом, измер   амплитуду искомой второй гармоники в предлагаемом устройстве, по существу измер ем коэффициент гармоник го второй гармонике.

При измерении второй гармоники, возникающей в генераторе 6 ЧМ сигналов, час- тога гетеродина 11 устанавливаетс  выше частоты ЧМ генератора 6, и втора  гармоника на выходе приемника 8 ЧМ сигналов выдел етс  с помощью селективного усилител  12 и подаетс  на сигнальные входы ключей 16 и 17. Управл ющие входы ключей 16 и 17 соединены, соответственно, с вторым выходом счетчика 2 импульсов, частота импульсов в котором о два раза больше ча- сюты старшего разр да, и через последовательно соединенные инвертор 14 и счетный триггер 15 - с третьим выходом счетчика 2 импульсов, частота импульсов в котором в два раза выше частоты импульсов на втором выходе

Инвертор 14 инвертирует импульсы с третьего выхода счетчика 2 импульсов, а счетный триггер 15 делит их частоту на два. Таким образом, частота управл ющих импульсов ключей 16 и 17 получаетс  одинаковой, равной удвоенной частоте модулирующего колебани  и управл ющие импульсы сдвинуты один относительно другого на четверть периода. В этом случае ключи функционируют как синхронные детекторы входного сигнала с. опорными колебани ми сдвинутыми на 90° одно относительно другою

Посто нна  составл юща  напр жени  на выходе ключа пр мо пропорциональна амплитуде второй гармоники молулирую- щзго колебани  и косинуса фазового сдвига между пторий гармоникой и опорным коле

банием. Поскольку опорные колебани  синхронных детекторов отличаютс  на 90°, посто нные составл ющие, выдел емые с помощью ФНЧ 18 и 19 пр мо пропорциональны проекци м второй гармоники на ор- тогональные оси координат.

С помощью аналогичных двухканаль- ных демультиплексоров 20 и 21 выходные напр жени  ФНЧ 18 и 19 записываютс  соответственно в блоки 22 и 24 хранени  вы- Оорки. Адрес этих блоков указываетс  управл ющим импульсом с выхода генератора 9 управл ющих импульсов, а момент записи напр жени  определ етс  сигналом на разрешающем входе аналоговых демуль- типлексолров, который поступает с выхода одновибратора 31. Этот импульс должен по-  оитьсч после установлени  переходных процессов во всех блоках устройства, длительность этого импульса должна быть рав- i а г-ремени записи напр жени  в блоках 72-25 /ранени  выборки.

После записи напр жений в блоки 22 и 24 ранени  выборки под действием управчющего импульса с выхода генератора 9 управл ющих импульсов с помощью блока 10 управлени  гетеродином гетеродин 11 перестраиваетс  на зеркальный канал. При этом втора  гармоника, возникающа  в ЧМ генераторе , инвертируетс , а врем  rap- моника, возникающа  в приемнике 8 ЧМ сигналов, остаетс  без изменений, Результирующа  втора  гармоника на выходе приемника 8 ЧМ сигналов вновь выдел етс  вторым селективным усилителем 12 и, ана- логично первому случаю, подвергаетс  преобразованию в ключах 16 и 17. Посто нные составл ющие на выходах ФНЧ 18 и 19 теперь равны проекци м новой величины г- iopcn гармоники на ортогональные оси ко- ординат. С помощью аналоговых демультиплексоров 20 и 21 выходные напр жени  ФНЧ 18 и 19 теперь записываютс  соответственно в блоки 23 и 25 хранени  выборки. Носый адрес этих блоков определ етс  уп- равл ющим импульсов на адресном входе анапоговых демультиплексоров 20 и 21.

Момент записи напр жений в блоки 23 и 25 хранени  выборки и длительность записи аналогично первому случаю определ - спе  импульсом на выходе одновибратора 31, подающимс  на разрешающий вход аналоговых демультиплексоров 20 и 21 Сумматоры (вычитатели) 26 и 27 определ ют разности проекции второй гармоники на ор- тстональные оси координат при двух услови х измерений: при настройке гетеродина на пр мой и зеркальный каналы. Поскольку при перестройке гетеродина втора  гармоника , возникающа  в приемнике 8 ЧМ сигналов остаетс  неизменной, при вычитании она компенсируетс . Втора  гармоника, возникающа  в ЧМ генераторе 6, при перестройке на зеркальный канал инвертируетс , поэтому результат вычитани  величин второй гармоники при двух настройках гетеродина дает удвоенную величину второй гармоники, возникающей в ЧМ генераторе 6

Таким образом, разность проекций второй гармоники на ортогональные оси координат, получающа с  на выходах сумматоров (вычитателей) 26 и 27, определ ет величина второй гармоники, возникающей в ЧМ генераторе 6. Амплитуда ее определ етс  с помощью аналогового мультиплексора 28, который под действием генератора 30 импульсов, соединенного с адресным его входом поочередно, на одно и то же врем  подключает выходы вычитателей 26 и 27 к входу вольтметра 29 эффективного значени  напр жени , который и измер ет величину этой амплитуды. Таким образом, индикатор вольтметра 29 эффективного значени  напр жени  показывают величину , пр мо пропорциональную коэффициенту гармоник по второй гармонике в генераторе 6 ЧМ сигналов.

Дл  измерени  коэффициента гармоник по второй гармонике в приемнике 8 ЧМ сигналов вместо вычитателей 26 и 27 необходимо включить сумматоры. При этом в устройстве осуществл етс  не вычитание двух величин, а сложение. Поскольку при перестройке на зеркальный канал втора  гармоника, возникающа  в приемнике 8, остаетс  неизменной, а втора  гармоника, возникающа  в генераторе 6, инвертируетс , то при сложении получаетс  удвоенна  величина второй гармоники, возникающей в приемнике 8 ЧМ сигналов.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет производить измерени  без применени  каких-либо настроек и регулировок , что сокращает врем  измерений.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  коэффициента гармоник по второй гармонике генератора и приемника частотно-модулированных сигналов содержащее два сумматора, первый и второй селективные усилители, первый вход второго из которых соединен с выходом приемника частотно-модулированных сигналов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены последова- тепьно соединенные опорный генератор импульсов, счетчик импульсов, посто нное запоминающее устройство и цифроана- логовый преобразователь, последовательно

   соединенные инвертор, счетный триггер, первый ключ, первый фильтр нижних частот и первый демультиплексор, последовательно соединенные второй ключ, второй фильтр нижних частот и второй демультип- лексор, последовательно соединенные блок управлени  гетеродином, гетеродин и смеситель , а также одновибратор, четыре блока хранени  выборки, мультиплексор,

   вольтметр, генератор импульсов, блок автоматического регулировани  усилени  и генератор управл ющих импульсов, первый выход которого соединен с входом блока управлени  гетеродином и адресными входами демультиплексоров, а второй выход соединен с входом одновибратора. выход которого соединен с разрешающим входом первого и второго демультиплексоров, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами первого и второ- го блоков хранени  выборки, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выход которого соединен с первым информационным входом мультиплексора, а первый и

   1 второй выходы перврго демультиплексора соединены соответственно с входами треть1его и четвертого.блока хранени  выборки, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора , выход которого соединен с вторым информационным входом мультиплексора , адресный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с вольтметром, причем выход цифроаналогового преобразовател  соединен с входом первого селективного усилител , выход которого через генератор частотно-модулированного сигнала соединен с вторым входом смесител , выход которого соединен с входом приемника частотно-модулированного сигнала, выход которого через блок автоматического регулировани  усилени  соединен с вторым входом второго селективного усилител , выход которого соединен с сигнальными входами первого и второго ключей, управл ющий вход которого соединен с вторым выходом счетчика импульсов, третий выход которого соединен с входо« инвертора.