SU475561A1 - Способ измерени девиации частоты - Google Patents

Description

1

Сиособ относитс  к области радиоизмереиий и может быть реализован в устройствах, предназначенных дл  измерений с большой точностью и высоким быстродействием девиации частоты электрических колебаний при частотной манипул ции исследуемого сигнала.

Известны способы измерени  девиации частоты , состо щие в том, что сигнал образцового генератора /,- , который в общем случае может отличатьс  от частоты исследуемого сигнала /с на некоторую величину А/, смещают на частоте на известную величину /о, выбираемую таким образом, чтобы /о Af- Смещенный но частоте сигнал образцового генератора смещивают с исследуемым сигналом и выдел ют разностную частоту, которую нреобразуют во временной интервал длительностью , обратно пропорциональной значению разностей частоты. Из этого временного интервала вычитают временной интервал длительностью , обратно пропорциональной частоте /0.

Разностный временной интервал

При формировании разностного временного интервала получают также сигнал «знак Af, завис щий от соотнощени  частот /о и /,. . Подсчитыва  число импульсов эталонной частоты , заполн ющих разностный временной интервал, определ ют величину Af.

Однако дл  такого способа характерны недостаточна  точность и невысокое быстродействие нри значени х девиаций, нревыщающих дес тки герц.

Цель изобретени  - обеспечение нри высоком быстродействии большой точности измерений в щироком диаиазоне значений девиации частоты.

Это достигаетс  тем, что по предлагаемому способу измерени  провод т в два этана, при этом на первом этапе в качестве номинального значени  частоты нринпмают значение несущей частоты, а на втором - значеине частоты спектральной составл ю1цей, определенной на первом этапе, и затем результаты измерений обоих этапов суммируют с учетом, знаков отклонени .

Способ состоит в следующем.

виации частоты. Сигнал от образцового генератора / смешивают с исследуемым сигналом и выдел ют разностную частоту, которую преобразуют во временной ннтервал длительностью , обратно нронорциоиальиой значению разностной частоты. Из этого временного интервала вычитают времеииой ннтервал длительностью , обратно пропорциональной частоте /QI; так как foi /д , длительность разностного интервала с некоторой точностью нроиорцпональна /,., . Заполн   этот интервал имиульсами эталонной частоты, ио количеству ирошедших импульсов определ ют нриблнжениое зпачение /, , а следовательно, нриближенное значение частоты спектралы ой составл ющей/ f,:i:/;i|

На втором этапе образцовый генератор настраивают на частоту /,., , котора  отлнчаетс  от частоты и известную величину /о:;, причем /02 А/л, , где ,,, -возможна  величина иогрешности онределепи  величины /дНа первом этапе измерений. Далее измерени  осупд,ествл ют аналогично первому этапу измерений , определ   при этом Д/д , т. е. поправку к величине /д . Затем, суммиру  (с учетом знаков) результаты намерений обоих этапов, получают значение девиации частоты с требуемой точностью.

На чертеже показана блок-схема устройства дл  осуществлепи  способа.

Схема содержит смеситель 1 частот, перестраиваемый образовый генератор 2, формирователь 3 временных интервалов, схему 4 совпадени , блок 5 суммировани  и управлеии  и индикатор 6 девиации частоты.

Смеситель частот смешивает частоты исследуемого сигнала / с сигналом от перестраиваемого образцового генератора и выдел ет разностную частоту. Смеситель частот св зан с формирователем времеиных интервалов и перестраиваемым образцовым генератором . Перестраиваемый образцовый генератор , который может быть выполнен, например, в виде синтезатора частоты с электронным управлением, обеспечивает формирование сигналов с необходимыми частотами но командам , поступающим на пего с блока суммировани  и управлени . Генератор 2 св зан со смесителем частот и с блоко.м 5.

Формирователь временных интервалов формирует времеппые интервалы, пропорциональные приближенному значению девиации частоты - на первом этане измерений и погрешности определени  девиации частоты - на втором этапе. Кроме того, формирователь обеспечивает формирование сигналов, характеризующих знаки измер емых отклонени частот. Формирователь времешплх Н1ггервалов св зан со смесителем частот, схемой совпаде ни , блоком суммировани  и управлени  с источником сигналов вспо: югатсльных онорпых частот /01 и /02.

Схема совпадени  преобразует времеиные интервалы, поступаюидие от формировател  3 в пачки импульсов, количество которых нронорционально временным интервалам. Схема св зана с формирователем временных интервалов , блоком суммировани  и управлеии , а также с источником сигнала эталонной частоты / эт .

Блок суммировани  и управлени  управл ет перестройкой частоты генератора, подсчитывает число импульсов, пропорциональное девиации частоты, выдает результат на индикатор девиации частогы и управл ет режимом работы формировател  временных интервалов . Блок 5 св зан с источником исследуемого сигнала, генератором 2, формирователем 3, схемой 4 и индикатором 6. Индикатор девиации частоты: нредназначен дл  индикации результатов измерений и св зан с блоком суммировани  и унравлепи .

Нзмерение девиации частоты частотпо-манинулированного сигнала осуществл етс  устройством в два этапа. На первом этапе измерений блок 5 выдает на генератор 2 команду, но которой он перестраиваетс  на частоту /г 1 / + Ьь где /„ - несуща  частота. /01 - вспомогательна  опорна  частота, котора  выбираетс  таким образом, чтобы /01 х /дмакс (/дмакс - максимально возможное значение девиации частоты. Известно, что

f f С| + /Сз

/ - - .

где /cj и /,., -частоты спектральных составл ющих при частотной манипул ции.

Сигнал с генератора 2 поступает на смеситель 1 частот, где он смешиваетс  с исследуемым сигналом. С выхода смесител  частот снимают сигнал с разностной частотой. Так, нри поступлении на вход смесител  сигнала с

частотой /(. разностна  частота равна /„ +

+/01-/cj (/н-/ci )+/о1 /о1+/д , так как /д /„-/J,., . Этот сигнал подают на формирователь временных интервалов, где на первом этапе формируют разностный временный интервал.

ATi А.

foi + 1.1

дг, Л, .-4i

так как fo

f,

/01

нри этом, вследствие приближенного характера последнего соотношени  частота /д отображаетс  в разностном временном интервале ДГ) с некоторой погрешностью Д/д . Если

приближенное значение частоты /д обозначить как /д ,{/, /д ), то ДГ, - С,/, .

Разностный вpeмelп oй интервал подают пи схему совпадени , с выхода которой снимают начку импульсов, количеством Л /эт ДГ,

- i/д. .

Эти импульсы постуцают на блок суммировани  и управлени , где осуществл етс  запомииание числа импульсов Л;. На этом nepisbiii этап измерени  заканчиваетс , после чего блок 5 осуществл ет перестройку геператора 2 па частоту /,,, /,..+ /02. причем /02 А/д,. Частота /ci.i даипом случае - приближенное значение частоты нервон спектральной составл юи1 ,ей, котора  определ етс  блоком 5, па основании первого этана измерений (/.|

/II/Л )

Аналогично предыдущему со смесител  частот снимают сигнал с разностной частотой. Однако па втором этапе измерений прп поступлении па вход смесител  первой спектральпой составл юпдей значение разностной частоты составл ет ,i +/02 - /с, /о2±А/„, , так как Д,, -/е, Af , .

Формирователь времеппых интервалов вырабатывает разностный временной интервал

1

1, при /02 / А/д,

А,

2 --

/02 ± А/д, /

Этот времеппой интервал подают па схему совпадени  с выхода которой на блок 5 поступает в этом случае пачка импульсов, количество которых равно NZ К.2 Af д . В блоке 5 это число суммируетс  с числом NI, с учетом знака A/JI и /д (сигнал о знаке вырабатывает формирователь 3 в зависимости от соотношени  длительностей тех временных интервалов , из которых образуютс  и АГ2.

Таким образом, в блоке 5 формируетс 

чпс.И, cooTBeicTiiyiOHiee нзме) емо,му значению девнацин частоты, которое и отображаетс  па индикаторе девиации частоты.

Благодар  линии св зи, котора  имеетс  между источником исследуемого сигнала и блоком 5, обеспечиваетс  необходимое дл  правильной работы всего устройства фазировани  команд управлени  с промежутками времени, в течение которых существует одна из манипулирующих спектральных составл юпщх .

П р е д м е т и з о б р е т е н и  

Способ измерени  девиации частоты путем

формировани  временных интервалов, обратно нронорцпональпых известной частоте /о и разностной частоте, получеппой в результате смещепп  исследуемого сигнала, с сигналом, частота которого на /о отличаетс  от номинальной

частоты, вычитани  этих интервалов друг из друга и подсчете числа импульсов заполнени  разностного промежутка времени, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений при высоком быстродействии в широком диапазоне значений измер емой величины , измерени  провод т в два этапа, при этом на нервом этапе в качестве номинального значени  частоты принимают значение несущей частоты, а на втором - значение частоты

спектральной составл ющей, определенной на первом этапе, и затем результаты измерений обоих этапов суммируют с учетом знаков отклонепи .