SU883768A1 - Устройство дл измерени скорости изменени частоты перестройки - Google Patents

Description

изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может использоватьс  дл  измерени  скорости изменени ,частоты перестройки (крутизны перестройки) автономных частотно-модулированных (ЧМ) генераторов, используемых в качестве передатчика радиовысотомерных устройств, излучающих частотно-модулированный сиг- нал. Кроме того, устройство может быть использовано дл  измерени  нелинейности закона перестройки частоты названных генераторов в любой точке рабочего диапазона частот.

Известны устройства дл  измерени  скорости изменени  частоты, содержащие блок автоматической подстройки частоты (АПЧ), два смесител , линию задержки, частотомер и блок управлени , причем один вход первого смесител  соединен непосредственно с входом устройства, а второй вход через блок АПЧ, выход первого смесител  соединен с первым входом вт.орого смесител  и через линию задержки - со вторым входом второго смесител , выход которого подключен к частотомеру, который св зан с блоком управлени  и блоком АПЧ 1.

Недостаток этого устройства низка  точность измерени .

Наиболее близким по технической 5 сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  скорости девиации частоты, содержащее входной смеситель, линию задержки, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), 0 балансный смеситель с перестраиваемым генератором, частотный детектор, кварцевый генератор и вольтметр посто нного тока, причем первый вход смесител  соединен непосредственно с входной шиной устройства,- а вто15 рой вход - через линию задержки, а выход смесител  нагружен на последовательно соединенные УПЧ, балансный смеситель, частотный детектор и вольтметр посто нного тока, причем

20 выход перестраиваемого генератора соединен со входом балансного смесител , а выход кварцевого генератора подключен ко входу частотного детектора 2 .

25

Недостаток известного устройства заключаетс  в том, что оно имеет ограниченный нижний предел измерени  скорости изменени  частоты и нелинейности перестройки в силу наличи 

переотражений сигналов в лини х задержки и низкую точность измерени

Цель изобретени  - повышение точности измерени .

Эта цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные блок задержки, смеситель , усилитель сигнала биений и балансный смеситель, последовательн соединенные кварцевый генератор,, частотный детектор и вольтметр, а также перестраиваемый генератор, выход которого подключен к второму входу балансного смесител , а вход блока задержки соединен с входом смесител , введены последовательно соединенные блок сопр жени  и полосовой фильтр, второй вход которого подключен к выходу балансного смесител , при этом выход полосового фильтра соединен с вторым входом частотного детектора, выход блока сопр жени  подключен к второму вход усилител  сигнала биений, а вход перестраиваемого генератора соединен с входом блока сопр жени .

На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства измерени  скорости изменени  частоты перестройки; на фи1. 2 - эпюры, по сн ющие работу устройства.

Устройство дл  измерени  скорости изменени  частоты перестройки содержит смеситель 1, блок 2 задержки , усилитель 3 сигнала биений, балансный смеситель 4, перестраиваемый генератор 5, частотный детектор б, кварцевый генератор 7, вольтметр 8 , осциллограф 9/ полосовой фильтр 10 и блок 11 сопр жени .

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства подаетс  сигнал с контролируемого генератора (на схеме не показан), частота которого измен етс  -по пилообразному закону с переменной скоростью перестройки (фиг. 2а, в) и произвольным отклонением закона перестройки от линейного.

В результате действи  входного сигнала на смеситель 1 непосредствено и через блок 2 задержки на его выходе образуетс  сигнал биений (фиг. 26,г), спектр которого смещаетс  по шкале частот в зависимости от крутизны перестройки, кроме того, измен етс  его ширина (фиг. 2д,е).

При этом в спектре сигнала по вл ютс  составл ющие за счет переотражений в линии задержки сигналов (фиг. 2д,е), Реальный сигнал биений на выходе смесител  определ етс  упрощенным выражением

S5oP Cp CP 2cp --где 5 - средн   скорость перестроки частоты;

f - задержка сигнала в линии задержки.

Переотражение имеет место в той или иной степени при использовании любых линий задержки, поскольку 100 %-ного подавлени  переотраженных сигналов в лини х -практически не обеспечить. Переотраженные сигналы, могут достигать значительных величин сравнимых с основным сигналом, образованным от первой задержки. Сигнал с выхода смесител  1 поступает на вход усилител  3 сигнала биений, верхн   частота среза которого должна определ тьс  максимальной, а нижн   частота среза - минимальной частотой биений, св занной с измер емой скоростью изменени  частоты.

Дл  уменьшени  вли ни  составл ющих за счет переотраженных сигналов, верхн   частота среза усилител  3 сигнала биений и полоса пропускани  полосового фильтра 10 регулируютс  сопр женно с частотой перестройки генератора. Коэффициенты сопр жени  при перестройке частоты среза амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) усилител  3 сигнала биений, частоты перестраиваемого генератора 7 и полосы пропускани  полосового фильтра 10 подбираютс  блоком сопр жени  так -Чтобы при измерении текущих величин скорости изменени  частоты перестройки ЧМ генераторов верхн   частота среза усилител  сигнала биений всегда была в пределах 1, 5 f jcP кущее (фиг. 2е,ж - пунктир), а частота перестраиваемого генератора 5 была бы такой, чтобы сигналбиений, перенесенный на частоту генератора 5 совпадал с апертурой частотного детектора 6, Выходное напр жение которого в момент отсчета должно быть равно нулю, т.е. переотраженные сигналы всегда наход тс  за пределами АЧХ усилител  3. Переображенные сигналы отфильтровываютс , а сигнал биений поступает на вход балансного смесител  4, где он переноситс  -на частоту генератора 5, и далее через полосовой фильтр 10 с регулируемой полосой поступает на вход частотного детбктора 6.

Средн   частота настройки полосового фильтра 10 совпадает с частотой дискриминации (настройки) частотного детектора б, а апертура детектора б определ етс  регулируемой полосой пропускани  фильтра ID (фиг. 2к), котора  св зана с шириной спектра основного сигнала.

Claims (2)

1. Ввид;у того, что ширина сигнала биений измен етс , уменьша сь при малых скорост х изменени  частоты перестройки и наоборот, в предлагавtлoм устройстве полоса фильтра регу ируетс; также сопр женно, с коэффициентом сопр жени  с частотой перестройки генератора 5 (фиг. 2 з) ,. при этом ее уменьшают при малых измер емых величинах,скоростей изменени  частоты и увеличивают при больших измер емых величинах . Коэффициент сопр жени  выбирае с  таким, чтобы весь основной спект входил в полосу. Введение полосовог фильтра 10 с регулируемой полосой обеспечивает формирование необходим адаптивной апертуры частотного детектора 6 (фиг. 2й),и дополнительНую фильтрацию сигналов, образуемых от пеуеотражений, которое особенно внос т погрешность в измерение нижних пределов измер емых характерист ( низкие частоты средней частоты биений ) , Сигнал с выхода полосового фильтра 10 (фиг. 2к,л) с частотой пч fnr - F fp где рд- част та настройки частотного детектора, подаетс  на частотный детектор б, на нагрузке которого выдел етс  оги бающа  частотно-модулированного сиг нала (ЧМ образуетс  из-за нелинейности ) . Изменением частоты генератора 5 добиваютс  нулевого значени  напр жени  на выходе частотного детектора 6, которое измер етс  вольт метром 8, имеющим шкалу с нулем в середине. При нулевом значении напр жени  на выходе частотного детектора б средн   скорость изменени частоты перестройки будет равна f -f пг пч Дл  визуального наблюдени  модул ционной характеристикиЧМ сигнала к выходу устройства подключаетс  осциллограф 9 с открытым входом, на экране которого будет наблюдатьс  крива , симметрична  относительно нулевой линии осциллографа. Измен   частоту настройки генератора 5, мож но совместить любую точку модул ционной характеристики с нулевой линией осциллографа 9 и в момент совмещени  определить скорость изменени  частоты перестройки в любой точке частотного диапазона по формуле ЦА При этом нелинейность в любой то ке модул ционной характеристики определ етс  по формуле u5--t.W% Дл  уменьшени  погрешности йзмерени  частотный детектор б калибру с помощью кварцевого генератора 7. Калибровка производитс  на любом этапе работы прибора путем подключени  на вход частотного детектора б стабильной частоты кварцевого генератора 7 (при этом сигнал отключаетс ) и установки нул  на выходе частотного детектора б. Предлагаемое устройство измерени  скорости изменени  частоты в сравнении с известным устройством обеспечивает измерение, крутизны и нелинейности перестройки в расширенном диапазоне измер емых характеристик с применением менее качественных высокочастотных линий задержки, у которых имеют место перертражёни  сигнала. При этом сохран ютс  точностные характеристики устройства в более широком диапазоне. Предлагаемое устройство не предъ вл ет жестких требований к примен емым дорогосто щим лини м задержки, что улучшает его технологические характеристики, удешевл ет его. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  скорости изменени  частоты перестройки, содержащее последовательно соединенные блок задержки, смеситель, усилитель . сигнала биений и балансный смеситель, последовательно соединенные кварцевый генератор, частотный детектор и вольтметр, а также перестраиваемый генератор, выход которого подключен к второму входу балансного смесител , в вход блока задержки соединен с входом смесител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него введены последовательно соединенные блок сопр жени  и полосовой фильтр, второй вход которого подключен к выходу балансного смесител , при этом выход полосового фильтра соединен с вторым входом частотного детектора, выход блока сопр жени  подключен к второму входу усилител  сигнала биений , а вход перестраиваемого генератора соединен с входом блока сопр жени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 449311, кл. G 01 R 23/02,29.12.71.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №.432405, кл. G 01 R 13/00,20,12.71 (прототип).