SU752184A1 - Автоматический гетеродинный частотомер инфранизкочастотных колебаний - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к информационно-измерительной технике и может быть использовано как по пр мому назначению, так и при экспериментальном определении динамических характеристик систем автоматического контрол  и регулировани , дл  измерени  неэлектрических величин, предварительно преобразованных в частоту.

Известны устройства, содержащие гетеродин, смеситель, фильтр нижних частот и индикатор 1J .

Недостаток известных устройств - низка  точность измерени .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее два генератора, дифференциальный частотомер , блок пам ти, смеситель и фильтр нижних частот 2 .

Недостаток этого устройства - низка  точность измерени .

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные первый генератор и дифференциальный частотомер, последовательно соединенные блок

пам ти, второй генератор, смеситель и фильтр нижних частот, второй вход смесител  соединен с выходом первого генератора, а второй вход дифференциального частотомера подключен к выходу второго генератора, введены формирователь временных интервалов, последовательно соединенные автоматический переключатель,избирательный

10 усилитель, усилитель-ограничитель, фазовый детектор и интегратор, при этом выход интегратора подключен к входу блока пам ти, выход формировател  временных интервалов соединен со вторым входом интегратора, первый вход автоматического переключател  подключен ко входу формировател  временных интервалов выход фильтра нижних частот соединен со вторым

20 входом автоматического переключател , выход первого генератора подключен к третьему входу автоматического переключател , а второй вход фазового детектора соединен со вторым входом дифференциального частотомера.

На чертеже изображена схема устройства .

Устройство содержит автоматический переключатель 1, генераторы 2,

30 3, смеситель 4, фильтр 5 нижних час тот, избирательный усилитель б, усилитель-ограничитель 7, фазовый детектор 8, интегратор 9, формиров тель 10 временного интервала, блок 11 пам ти, дифференциальный частот мер 12. Устройство работает следующим образом. На входы автоматического переключател  1 поступает напр жение мзмер емой инфранизкой частоты Л. 4(t) Um,sm( ) и напр жение опорной перестраиваемо инфранизкой частоты UJt)(), (2) где -Р и начальные фазовые сдвиги сравниваемых напр жений (1) (2) V. где f м т начальные фазовые сдв ги выходных напр жений генераторов 2 и 3. Напр жение (2) формируетс  следу щим образом. Напр жени  генераторов 2 и 3 частоты LJ и (л) поступают на смеситель 4 частоты. С помощью фильтра 5 нижних частот из выходног напр )кени  смесител  4, содержащего составл ющие сумг-1арной и разностной частоты (U), Ыг), выдел етс  напр жение (2) разностной частоты ). Автоматический переключатель 1, управл емый напр жением генератора 2кварцованной частоты сО,осуществл ет периодическое вз тие выборо на входных напр жени х (1) и (2-) частоты Лх и Л-о с частотой дискре тизации U)77A.;j. Выходное напр жение автоматического переключател  1, состо щее из последовательности вы борок из инфранизкочастотных напр  жений, имеет вид . Sin(2n-1)(uj,t-f)U3 (i)U,Sin()|. 2 Sin(2n-l)(,) .Sin(iV/-S j f|r После тригонометрических преобразований выражение (3) записыва етс  как сумма инфранизкочастотной , (irл,,lл « COS(2n-l)(jg:-9J coSC2n-l)CU)/U3e)t-ffi 4)x к . ь -16 Г ,п лГ. , (2n--l)(2) K 24lR|,-(2)()t-(-P,) 1ч51п(9п--1)ЙД 4Л U (Г .-Р агсУ ° °Д Л

Claims (2)

1. Jm,-Urr,,)t-(.) о - о) « u-4j;;;TS5p7V4«)lJ ,..(,. высокочастотной составл ющих в иде u,(t)o,(,t-p)(t-Ф,) WU Vm2-Un.(rl,)t-(-P. f,) хв. Р ar. V bnvv т; .-u „cosr(.-ЛJt--(,-,f Sin(2n-J)(() С помощью избирательного усилител  б, настроенного на частоту и) с полосой пропускани  ДЫ , где Л-хтох максимальное значение измер емой частоты, из напр жени  4 вьщел ют высокочастотную составл юую k, Г2U.,,Ц.,cos((), X s,nat-P-arcw- ib; l:ii:: x, S,na,t P arct ..L Sin(Wt-9)(5) где k - коэффициент передачи избирательного усилител  6, которую усиливают и ограничивают по амплитуде в усилителе-ограничителе 7. В результате на сигнальный вход фазового детектора поступает нормированное по амплитуде напр жение .n(2n-1)A, ,, -Um.sin((9,-vpJ m.UmCoS(Д,-)t-(-P,-P,) . n(2n-i)( где Umg 1На управл ющий вход фазового детектора 8 поступает с выхода второго высокочастотного генератора 3 напр жение Sm(2,-1)(U),t-.-P,,) U,(t)4l 2h-i где Urno Высокочастотные напр жени  (6) и (7) перемножают между собой с помощью фазового детектора 8. В результате формируетс  напр жение ,,„,„,,-,.gt.,..),.: . A.t44-4H-vfe.)-.-cy:; :: выходное напр жение (8) фазового петектора 8 интегрируют за половину Периода напр жени  измер емой инфрачизкой частоты с помощью интегратора 9 врем  интегрировани  которого зада ют посредством формировател  10 временного интервала. Напр жение, ко торое получают на выходе интегратор 9, используют дл  перестройки частот генератора 3. При Л. в выходном напр жении интегратора исчезает переменна  составл юща , управл юща  частотой высокочастотного генератора 3. Посто нна  составл юща  выходного напр жени  интегратора 9, при iff.. . ..4n..) i: 4 o,rx A U,(-P,%)зависит от соотношени  амплитуд и начальных фазовых сдвигов напр жений измер емой и опорной инфранизких частот, и определ ет область устойчивой работы высокочастотного генератора 3. БЛОК 11 запоминает значение посто нной составл ющей (9) выходного напр жени  интегратора 9 и обеспечивает устойчивую работу генератора 3 на частоте LJj-Wjo, при которой оСеспечиваетс  равенство Лд-Л-хРазность частот Ы,-Ыщ Л.,, измер етс  и индицируетс  с помощью дифференциального частотомера 12. Повышение быстродействи  и точПовышение быстродействи  и точности измерени  частоты инфранизкоч тотных колебаний в предложенном авт матическом гетеродинном частотомере счет формиобеспечиваетс  за опорной перовани  напр жени  рестраиваемой инфранизкой частоты; переноса спектров напр жений сравниваемых измер ем и опорной инфранизких частот -в область повьш енной кварцованной частоты функциональной обработки преобразованного напр жени  на пов шенной частоте, а также переноса спектра его на нулевую частоту пут перемножени  с напр жением повышен ной частоты LOi и интегрировани  ; -s.n(.2,,-,). ;i,.}-° а половину периода напр жени  иэме емой инфранизкой частоты. Интегрирование за половину периоа напр жени  измер емой инфранизкоП астоты позвол ет исключить погрешность измерени  от наличи  второй армоники напр жени  измер емой частоты в спектре выходного напр жени  фазового детектора. Формула изобретени  Автоматический гетеродинный частотомер инфранизкочастотных колебаний , содержащий последовательно соединенные первый генератор и дифференциальный частотомер, последовательно соединенные блок пам ти, второй генератор, смеситель и фильтр нижних частот, второй вход смесител  соединен с выходом первого генератора , а второй вход дифференциального частотомера подключен к выходу второго генератора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены формирователь временных интервалов , последовательно соединенные автоматический переключатель, избирательный усилитель,усилительограничитель , фазовый детектор и интегратор , при этом выход интегратора подключен к входу блока пам ти, выход формировател  временных интервалов соединен со вторым входом интегратора, первый вход автоматического переключател  подключен ко входу формировачател  подключен ко входу формир временных интервалов, выход фильтра нижних частот соединеннее вторым входом автоматического переключател , выход первого генератора подключен к третьему входу автоматического переключател , а второй вход фазового детектора соединен со вторым входом дифференциального частотомера. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 356581, кл. G 01 R 23/10,29.04.71.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 428294, кл. G 01 ft 23/02,25.09.72.