SU747300A1 - Устройство дл измерени девиации частоты - Google Patents

Description

4

00

Изобретение относитс  к области радиоэлектроники и прежде всего к радиоизмерительной технике.

Известен измеритель девиации частоты (ИДЧ), содержащий преобразователь , гетеродин, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), ограничитель, калибратор ИДЧ,,частотный детектор, , фильтр нижних частот (ФНЧ), усилитель низкой частоты (УНЧ) и вольтметр С

Недостатком известного ИДЧ  вл етс  недостаточна  точность измерени  девиации частоты, когда относительна  погрешность примерно равна . Также серьезным недостатком  вл етс  увеличение указанной относительной погрешности при малых индексах частотной модул ции (bi 1. Кроме того, не все ИДЧ позвол ют определ ть девиацию частоты при р i 1 и частоты модул ции F 20 кГц.

Из известных устройств наиболее близким.по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее гетеродин , преобразователь и фильтр нижних частот 2 3 .

Недостаток известного устройства низка  точность измерени .

Цель изобретени  - повышение точности измерени  девиации частоты при

И1.

Эта цель достигаетс  тем, что в

устройство, содержащее гетеродин и последовательно соединенные преобразователь и фильтр нижних чйстот, введены компаратор; фазовращатель и последовательно соединенные фазовый детектор и дополнительный фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу гетеродина, выход последнего соединен с входом фазовращател  и с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с первым входом преобразовател , при этом выход фазовращател  подключен к второму входу преобразовател , а выход фильтра нижних частот соединен с входом компаратора.

На фиг,1 приведены функциональна  схема устройства; на фиг.2 - эпюры напр жений, по сн ющие принцип работы устройства.

Устройство содержит преобразователь 1, фазовращатель 2, гетеродин 3 фильтр k нижних частот ФНЧ , компаратор 5, фазовый детектор 6, дополнительный фильтр 7 нижних частот, ге .нератор 8 исследуемого сигнала, содежащий генератор 9 высокой частоты с реактивным элементом и генератор 10 модулирующей частоты. В цепь фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) вход т гетеродин 3 фазовый детектор 6 и ФНЧ 7.

Устройство работает следующим образом ,

ФАПЧ так подстраивает частоту гетеродина , что она делаетс  равной средней частоте исследуемого Ш сигнала , при этом средн   промежуточна  частота на выходе преобразовател  1 становитс  равной нулю.

ФНЧ k пропускает частотные составл ющие преобразованного ЧН сигнала и отфильтровывает высокочастотные составл ющие .

Преобразованный ЧМ сигнал с выхода ФНЧ k подаетс  на компаратор с образцовым делителем напр жени . С помощью компаратора и образцового делител  напр жени  определ етс  точное отношение амплитуд двух преобразованных сигналов: первого - при работающей ФАПЧ и включенной ЧМ и второго - при выключенной ФАПЧ и сн той ЧМ. Указанное отношение амплитуд N, как будет показано ниже, равно sinp, где fb - искома  величина.

Подстройку частоты гетеродина с точностью до фазы на среднюю частоту исследуемого ЧМ сигнала обеспечивает относительно узкополосный ФНЧ-7, который устран ет частотные составл ющие . определ юи1ие закон ЧМ, из напр жени , управл ющего частотой гетеродина .

Дл  установки исходной фазы, при которой сигнал на выходе преобразовател  1 должен быть равен нулю при включенной ФАПЧ и 0, служит фазовращатель 2..

Далее достаточно подробно будут рассмотрены особенности работы предлагаемого ИДЧ, позвол ющие определит его возможности.

Исходное колебание, поступающее с генератора 9 при включенной ЧМ

§{tJ(Up±4C()-Sin(w t StiiSlt+i/J

где начальна  фаза колебани  высокой частоты;

лОд - максимальное приращение амплитуды сигнала; , - индекс ЧМ;

F - частота модул ции. 37 Напр жение на выходеФНЧ k после переноса ЧМ сигнала напромежуточную частоту. .(, пч) /5sinSt f,) где - разность фаз между исходным и гетеродинным колебани ми. При включении ФАПЧ , а амплитуда напр жени  на выходе ФНЧ k практически остаетс  неизменной и рав ной Ц)..пч ° происходит потому , что при включении ФАПЧ заметно измен етс  только режим работы реактивного элемента, перестраивающего колебательную систему гетеродина 3, и крайне незначительно режим самого гетеродина , что было подтверждено соответствующими экспериментами. Учитыва  высказанные соображени  можно написать ..nwjs l/ sinSPt i g) il) где V - разность фаз между исходным и гетеродинным колебани ми, котора  устанавливаетс  в цепи ФАПЧ (3, 6, 7 ;. Функци  (1 ) имеет максимум при -fc K 4- где , 3, 5,.о. тогда ,кс ео1(..пч1 xsin( так как компенсируетс  фазовра щателем 2 до нул , то о.К..л«)А При выключении ФАПЧ, ЧМ и установке рц пор дка нескольких килогерц е(). . (см.фиг.26) .М01КС .ПЦ Пользу сь выражени ми (2 и (3 I най дем отношение W(±o6) гдео6 :;Л коэффициент сопутс вующей паразитной амплитудной модул  ции. Из выражени  (4 ) искомый индекс /Ь агс- Sin &гс sin (fic. 1 toe После разложени  выражени  (1 + ot-) в биноминальный р д и ограничива сь вторым членом разложени , так как 1, получим sin /Ь (1 toiJN ч (5) При определении относительной пог .решности измерени  /5 учитываем, что она в основном зависит от величины oi, так как относительна  погрешность измерени  N образцовым делителем примерно равна 0,1%, а величина ,50 ,6%. Последн   относитс  практически ко всем генераторам ЧМ колебаний, возможности которых по девиации частоты при малых /3 используютс  не полностью . Полага  /Ь , где /5рИНдекс ЧМ при i, 0, а 51п/Эд N, можем записать, что sin()(i+o6)M (ь; Учитыва , что21/Э« 1, sin ftc обознача  относительную погрешность пределени  (Ь через ,лз выа (ени  6 получим : так как fb %/3 , то окончательно будет Несмотр  на то, что однозначное измерение /3 .возможно при (см. выражение 5 ) приходитс  считатьс  с тем, что при о - , поэтому целесообразно сузить границы измер емых /3, т.е. О (ь 1. Из выражени  ( 7 ) следует, что при /i 1, gr 1 jS т.е. примерно равна 0,7-0,9%, а при р « 1 0 .5-0,6%. Таким образом, данное устройство благодар  своим отличительным признакам имеет относительную погрешность измерени  р почти на пор док меньшую, чем, существующие ИДЧ. При использовании диапазонного генератора исследуемых ЧМ колебаний таким же должен быть гетеродин, а фазовьГй детектор представл ть собой апериодическую широкополосную систему.

offV$inJb

Claims (1)

1. 2. Техническое описание измерителя девиации частоты типа СКЗ-39· ($4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ, содержащее гетеродин и последовательно соединенные преобразователь и фильтр нижних частот, отличающееся тем, что, с целью повышения точности изменения в него введены компаратор, фазо-| вращатель и последовательно соединенные фазовый детектор и и дополнительный фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу гетеродина, выход последнего соединен с входом фазовращателя и с первым входом фазового детектора, второй вход которого соединен с первым входом преобразователя, при этом выход фазовращателя подключен к второму входу преобразователя, а выход фильтра нижних частот соединен с входом компаратора.