Измеритель модуляционных характеристик

 

Изобретение может быть использовано в радиоизмерительной технике для настройки, исследования и контроля модуляционных характеристик перестраиваемых по частоте генераторов . Цель изобретения - повышение быстродействия при снятии модуляционных характеристик - достигается тем, что коды, соответствующие автоматически измеряемым выходным частотам перестраиваемого генератора для множества дискретных значений управляющего напряжения, записываются в память устройства, а затем после цифроаналогового преобразования в виде непрерывной модуляционной характеристики , ее крутизны или ее отклонения от линейного закона выводятся на экс (О ран осциллографа. Измеритель моду (Л ляционных характеристик содержит исследуемый генератор 1, синтезатор 2 КЭ О5 кэ 4 О оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК по4 С01К2300

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,;,. " ::-"."/

Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ роля модуляционных характеристик перестраиваемых по частоте генераторов. Цель изобретения — повышение быстродействия при снятии модуляционных характеристик — достигается тем, что коды, соответствующие автоматически измеряемым выходным частотам перестраиваемого генератора для множества дискретных значений управляющего напряжения, записываются в память устройства, а затем после цифроаналогового преобразования в виде непрерывной модуляционной характеристики, ее крутизны или ее отклонения от линейного закона выводятся на экран осциллографа. Измеритель модуляционных характеристик содержит исследуемый генератор 1, синтезатор 2 (21) 3771476/24 — 21 (22) 19.07.84 (46) 07.10.86. Бюл. N - 37 (71) Всесоюзный заочный электротехнический институт связи (72) В.Н. Кочемасов, А.А. Соболев и А.Д. Ревун (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 892330, кл. С 01 R 23/00, 1981.

Кушнир Ф.В. Измерения в технике связи. M.: Связь, 1970, с. 306. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОДУЛЯЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК К (57) Изобретение может быть использовано в радиоизмерительной технике для настройки, исследования и конт,SU„„ 12624Ù А1! 262403 ч Iстот, смесите.н 3, пндикатс р бл )K ) ВВОдя дянных, нлкопич ели 6 и 7, цифроаналоговые преобразователи (ЦИ1) 10- 12, умножающий ЦЛП 13, блок

14 опорных частот, блок 15 управлеИзобретение относится к радиотехнцке и может быть испольэовано в радиоиэмерительной технике для настройки, исследования и контроля модуляционных характеристик перестраиваемых по частоте генераторов.

Цель изобретения — повышение быстродействия при снятии модуляционных

1 характеристик.

На фиг. 1 представлена функцио- 10 нальная схема измерителя модуляционных характеристик; на фиг. 2 — модуляционная и раэностная (отклонение .от линейного закона) характеристики для нелинеаризованного и линеаризо- 15 ванного исследуемого генератора.

Измеритель модуляционных характеристик содержит исследуемый генератор 1, синтезатор 2 частот, смеситель 3, индикатор 4, блок 5 вво- 20 да данных, первый 6 и второй 7 накопители, цифровой 8 и аналоговый 9 сумматоры, первый 10, второй 11 и третий 12 цифроаналоговые преобразователи, умножающий цифроаналоговый 25 преобразователь 13, блок 14 опорных частот, блок 15 управления, фильтр

16, блок 17 сравнения частот, блок

18 памяти, регистр 19,.первый 20 и второй 21 коммутаторы, арифметикологический блок 22 и формирователь

23 масштабных линий.

Выход исследуемого генератора 1 соединен с первым входом смесителя 3, первый выход синтезатора 2 частот — с вторым входом смесителя 3, первый выход блока 5 ввода данных соединен с первым входом цифрового сумматора 8, второй выход блока 5 ввода данных соединен с кодо- 40 вым входом блока 14 опорных частот и с кодовым входом первого накопителя 6, выход которого соединен с вторым входом цифрового сумматора 8, выход которого соединен с входом син. ния, фильтр 16, блок 17 сравнения частот, блок 18 памяти, реги<.тр 19, коммутаторы 20 и 21, арифметико-логический блок 22 и формирователь 23 масштабных линий. 2 ил. тезатора 2 частот, второй выход которого соединен с эталонным входом блока 5 опорных частот, первый выход которого соединен с первым входом блока 17 сравнения частот, выход смесителя 3 соединен с входом фильтра

16, выход которого соединен с вторым входом блока 17 сравнения частот. выход которого соединен с первым входом блока 15 управления, второй вход которого и вход обнуления первого на. копителя 6 соединены с третьим выходом блока 5 ввода данных. Первый выход блока 15 управления соединен с третьим входом блока 17 сравнения частот, четвертый выход блока 5 ввода данных — с входом первого цифроаналогового преобразователя 10, выход которого соединен с первым входом аналогового сумматора 9, пятый выход блока 5 ввода данных соединен с входом второго цифроаналогового преобразователя 11, выход которого соединен с входом опорного напряжения умножающего цифроаналогового преобразователя 13, выход которого соединен с входом горизонтальнсй развертки индикатора 4 и с вторым входом аналогового сумматора 8, выход которого соединен с входом исследуемого генератора 1. Второй выход блока 15 управления соединен с информационным входом блока 18 памяти, третий выход — с управляющим входом блока 18 памяти, четвертый выход— с кодовым входом умножающего цифро- . аналогового преобразователя 13 и адресным входом блока 18 памяти, выход которого соединен с первым входом арифметико-логического блока

22 и с кодовым входом регистра 19, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора 20. Шестой выход блока 5 ввода данных соединен с кодовым входом второго накопи1262403 теля 7, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора 20, выход которого соединен с вторым входом арифметико-логического блока 22, выход которого соединен с первым 5 входом второго коммутатора 21. Седьмой выход блока 5 ввода данных соединен с .кодовым входс 1 формирователя 23 масштабных линий, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора 21, выход которого соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя 12, выход которого соединен с входом вертикальной развертки индикатора 4.

Второй выход блока 14 опорных частот соединен с третьим входом блока 15 управления, а третий выход — с тактовыми входами регистра 19 и второго накопителя 7, а также с четвертым 20 входом блока 13 управления, пятый выход которого соединен с тактовым входом первого накопителя 6, а шестой выход — с входом установки нуля второго накопителя 7, с тактовым 25 входом формирователя 23 масштабных линий и с управляющим входом второго коммутатора 21. Восьмой выход блока 5 ввода данных соединен с управляющим входом первого коммутатора 20 30 девятый выход блока 5 ввода данных— с первым управляющим входом арифметика-логического блока 22, а десятый выход блока 5 ввода данных — с вторым управляющим входом арифметико-логического блока 22 и с входом управления формирователя 23 масштабных линий.

Измеритель модуляционных характеристик работает в двух режимах: ре-,40 жиме измерения и режиме отображения.

В режиме измерения модуляционной характеристики исследуемого генератора 1 (зависимости его выходной час-. тоты от управляющего напряжения) на 45 его вход подается ступенчато меняющееся напряжение. При каждом дискретном значении этого напряжения

U(i), где i=0 Ì, измеряется частота колебаний на выходе исследуемого 50 генератора 1 и код К, соответствующий измеренной частоте, записыьается в блок 18 памяти по адресу, задаваемому кодом К, который определяет текущее значение управляющего 55 напряжения U . В процессе измерения

\ код К, меняющ:йся через единицу от нуля до М, поступает на вход умножа. ющего цифроаналогового преобразователя 13, в результате чего на его выходе формируется ступенчато меняющееся напряжение, так что нулевому коду соответствует нуль на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя 13, а максимальному, равному М, — его опорное напряжение, знак и величина которого определяются кодом K > поступающим на вход второго цифроаналогового преобразователя 11 с блока 5 ввода данных.

Это ступенчато меняющееся напряжение после суммирования с выходным напряжением первого цифроаналогового преобразователя 10 является управляющим напряжением для исследуемого генератора 1 Выходное напряжение первого цифроаналогового преобразователя 10 определяется кодом

Kv„, поступающим на его вход с блока 5 ввода данных. Коды Кд и Кд перед началом измерения модупяционной характеристики исследуемого генератора 1 записываются в соответствующие регистры блока 5 ввода данных и остаются неизменными в нроцессе измерения этой характеристики, обеспечивая тем самым диапазон изменения управляющего напряжения V< k aV

Изменяя коды К и К „, можно измерять модуляционную характеристику не только в предельно допустимом для данного типа исследуемого генератора 1 диапазоне изменения его управляющих напряжений, но и измерять отдельные участки его модуляционной характеристики.

Частота колебаний на выходе исследуемого генератора 1 при каждом дискретном значении управляющего напряжения U(i) измеряется па методу сравнения частот. Для реализации этого метода в устройстве используется управляемый синтезатор 2 частот, на вход которого поступает код с выхода цифрового сумматора 8, являющийся суммой двух его входных кодов. Первый из этих кодов — код

К „ поступает с первого выхода блока 5 ввода данных на первый вход комбинационного сумматора 8 и остается постоянным в процессе измерения модуляционной характеристики. Код, поступающий на второй вход комбинационного сумматора 8, формируется в первом накопителе 6 и может меняться от нуля до Kg ° N с шагом EF, где

S 1262403

К вЂ” код, поступающий на вход первого накопителя б с второго входа олока 5 ввода данных и остающийся неизменным при измерении конкретной модуляционной характеристики, а

N — максимальное число импульсов, нырабатываемых блоком 15 управления за время измерения одной модуляционной характеристики и подаваемых на тактовый вход первого накопителя 6, !О при котором еще не происходит его переполнение.

Частота синтезатора 2 при этом увеличивается от минимального значения F„, определяемого кодом KE„, с шагом I»F, задаваемым кодом Кр до Р +оЕИ. Для того, чтобы частота синтезатора 2 частот при увеличении приближалась к частоте исследуемого генератора 1 при каждом значении управляющего напряжения, в устройстве выполнены следующие условия: частота

F меньше, чем частота исследуемого генератора 1 при начальном значении управляющего напряжения U(0) частота 25

F> i PF N больше, чем частота исследуемого генератора 1 при последнем значении управляющего напряжения U(M) °

После введения в блок 5 ввода данных кодов К, „, К,„, К„„и К начи-Зо нается процесс измерения модуляционной характеристики. В блоке 5 ввода данных формируется импульс, подаваемый на второй вход блока 15 управления и на вход обнуления первого како. пителя 6. При этом частота синтезато.— ра 2 принимает значение F» коды Кц и К на соответствующих выходах блока 15 управления становятся равными нулю, а U(0)=Vt,, 40

Если частота исследуемого генератора 1 при начальном значении управляющего напряжения будет превьппать частоту Г,» более чем на 0,5tiF, то частота синтезатора 2 начнет ступен45 чато возрастать с шагом (Р под действием импульсов, приходящих на тактовый вход первого накопителя 6 с блока 15 управления. Код частоты К» будет каждый раз увеличиваться на единицу. При j-м изменении частоты синтезатора 2 (К =3) блок 17 сравнения частот определит, что частота синтезатора 2 f ())F»»+9Fs отличается от частоты f„ U(0) исследуемо- 55 го генератора 1 не более чем на

0,5 8F, т.е. ) fe(j) fr (П(0)) а 0,5I»F.

В этом случае на блок !5 управления с блока 17 сравнения частот поступит команда, по которой в блок 18 памяти поступит импульс разрешения записи и по адресу Кц=-0 в него запишется код К =». После этого код К,, увеличится на. единицу, управляющее напряжение примет значение U (1), а код

К и частота синтезатора 2 останут1 ся прежними. Если после этого будет выполнено условие l f (j ) -, PU (1))

>0,5 SF, то при неизменном напряжении

U (1) частота синтезатора 2 и код К начнут снова увеличиваться. При (j+1)-м их изменении блок 17 сравне-, ния частот определит, что f (j+l) -!

-f„tU (1)1/ 0,5ЯР, и в блок 18 пал»яти по. адре"у Кп=1 запишется код

»+1. Если ee If с(j)-f„(U(1)J! с

60,5 gF то в блок 8 памяти по адресу К„= 1 запишется код К =j . Таким образом, процесс будет повторяться до тех пор, пока не заполнятся все ячейки блока 18 памяти (всего их

И+ 1) с разрядностью каждой log

Когда управляющее напряжение принимает последнее дискретное значение

V(M) или частота синтезатора 2 достигает значения F< +W .N, устройство автоматически переключается в режим отображения измеренной модуляционной характеристики, При этом код управляющего напряжения Кц на адресной шине блока 18 памяти начинает циклически изменяться от 0 до М с частотой

F „ . Этот код, поступая на вход умножа*о»цего цифроаналогового преобразователя 13, формирует на его выходе ступенчато меняющееся напряжение, подаваемое на вход горизонтальной развертки индикатора 4. При нулевом значении кода К„ напряжение на выходе умножающего цифроаналогового преобразователя 13 равно нулю, что со-. ответствует начальному значению управляющего напряжения U(0), а когда код Кц принимает значение М, на входе горизонтальной развертки индикатора 4 устанавливается напряжение, соответствующее конечному значению управляющего напряжения U(M).

Тем самым однозначно устанавливается масштаб по горизонтальной оси.

За время одного цикла считывания

T =(M+1)/F „ на выходе блока 18 памяти, последовательно сменяя друг. друга с частотой Fc появляются вс

1262403

И+1 значений кода частоты К1 кото- Таким образом, цифроаналот овому рые сформированы в блоке 15 управле- преобразованию подвергаются то коды, ния для каждого значения кода управ- появляющиеся на выходе арифметиколяющего напряжения К„ и записаны логического блока 22, то один иэ в блок 18 памяти во время измерения S кодов с выхода формирователя 23 модуляционной характеристики иссле- масштабных линий, которые меняются дуемого генератора 1. Коды частоты синхронно с частотой переключения

К с выхода блока 18 памяти поступа- 1/2Т второго коммутатора 21. При

Ц ют на первый вход арифметико-логичес- отображении на экране индикатора 4 кого блока 22 и на вход регистра 19. 1О модуляционной характеристики или ее

Тактовые импульсы из блока 14 .опор- крутизны формируется L кодов масштабных частот, следующие с частотой F „, ных линий. Наименьший код нулевой, приводят к изменению кода управляю- наибольший К 6(L-1), где K — код, и щего напряжения К„ на адресной шине задающий интервал между выходными блока 18 памяти, Поступают они 15 кодами формирователя 23 масштабных и на тактовый вход регистр . 19, линий и поступающий на его кодовый в котором коды К» задерживаются на вход с седьмого выхода блока 5 ввода один такт. Если первый коммутатор 20 данных. Если на экРан индикатоРа 4 соединяет выход регистра 19 с вторым выводитсЯ откпонение модулЯционной входом арифметико-логического бло- 20 характеристики от линейного закона, ка 22 и последний работает в режиме то формирователь 23 масштабных ливычитания двух входных кодов, то на ний вырабатывает L-1 кодов, причем выходе арифметико-логического бло- старший иэ них К +К (0,5L-1), а ка 22 формируется код К, являющий- младший — К -К (0,51L-1), где К =100

5 25 о ся разностью кодов, расположенных в ...0 — код средней масштабной линии. соседних ячейках блока 18 памяти и Арифметико-логический блок 22 при характеризующий крутизну Б=С1 „ /d этом инвертирует старший разряд форизмеренной модуляционной характерис- MHpyeMoro им кода К выводя тем са Э тики. Если же первый коммутатор 20 мым этот код в середину динамическооткрыт для выхода второго накопите- 30 го диапазона третьего цифроаналоговоля 7, в котором формируется линей- го преобразователя. 12, где и распоная модуляционная характеристика, лагаются в этом случае масштабные то арифметико-логический блок 22, линии. Частотный интервал между этиработающий в режиме вычитания кодов, ми линиями равен К gF. При отобраформирует код К, характеризующий 3 жении модуляционной характеристики отклонение измеренной модуляционнижняя высвечивается на экране индиной характеристики от линейного за- катора 4 горизонтальная линия сооткона. Арифметико †логическ блок 22 ветствует устанавливаемой перед напри соответствующем управлении может чалом измерения начальной частоте без изме%ения пропускать с первого 4p Fq синтезатора 2, а верхняя — Г„ + входа на выход код частоты К Таким +(L-1)K>.f F. Если при отображении образом, управляя первым коммутато- на экране индикатора крутизны модуром 20 и арифметико-логическим бло- ляционной характеристики траектория, ком 22, на выходе последнего можно . высвечиваемая лучом индикатора 4

1 получать три различных вида кодов 45 располагается на нижней масштабной

К, К и К, а на экране индикалинии, то на этом участке модуляцитора — соответственно модуляцион- онная характеристика горизонтальна. ную характеристику, ее крутизну и от- Зная, что интервал между линиями клонение от линейного закона. Напря- равен К У F, можно точно определить жение, формируемое третьим цифро- 50 приращение по частоте модуляционной аналоговым преобразователем 12, по- характеристики при каждом дискретдается на вертикальную развертку ном изменении управляющего напряхеиндикатора 4. Формирователь 23 мас- ния. При выводе на экран индикатоштабных линий соединен с вторым вхо- ра 4 отклонения модуляционной харакдом коммутатора 21, который переклю- Ы теристнки от линейного закона перечается через время Т каждый раэ пос-- сечение получаемой кривой со средней ле того, как код управляющего напря- масштабной линией, соответствующей жения К 1 принимает нулевое значение. коду.300...0 на выходе формировагеИзмеритель модуляционных характеристик, содержащий исследуемый !О генератор, выход которого соединен с первым входом смесителя, и синтезатор часгот, первый выход которого соединен с вторым входом смесителя, а также индикатор, о т л и ч а ю — 15 шийся тем, что, с целью повышения быстродействия при снятии модуляционных характеристик, введены блок ввода данных, первый и второй накопи-. тели, аналоговый и цифровой сумма- 2О торы, первый, второй, третий цифроаналоговые преобразователи, умножающий цифроаналоговый преобразователь, блок опорных частот, блок управления, фильтр, блок сравнения частрт, 25 блок памяти, регистр, первый и второй коммутаторы, арифметико-логический блок и формирователь масштабных линий, причем первый выход блока ввода данных соединен с первым вхо- gp дом цифрового сумматора, второй выход блока ввода данных — с кодовым входом блока опорных частот и с кодовым входом первого накопителя, выход которого соединен с вторым входом цифрового сумматора, выход которого соединен с входом синтезатора частот, второй выход которого соединен с эталонным входом блока опорных частот„ первый выход которого 4О соединен с первым входом блока сравнения частот, выход смесителя. соединен с входом фильтра, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения частот, выход которого соединен 5 с первым входом блока управления, вто. рой вход которого и вход обнуления первого накопителя соединены с третьим выходом блока ввода данных, первый выход блока управления соединен с третьим входом блока сравнения час. тот, четвертый выход блока ввода дан. иых — с входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом аналогового 55 сумматора, пятый выход блока ввода данных соединен с входом второго цифlg 1 ля Z3 масштабных линий, свидетельствует о том, что измеренная модуляционная характеристика совпацает в этом месте с задаваемым линейныи законом изменения частоты.

Формула изобретения

262403

10 роаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом опорного напряжения умножающего цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом горизонтапьной ,развертки индикатора и с вторым входом аналогового сумматора, выход которого соединен с входом исследуемого генератора, второй выход блока управления соединен с информационным входом блока памяти, третий выход— с управляющим входом блока памяти, четвертый выход — с кодовым входом умножающего цифроаналогового преобразователя и адресным входом блока памяти, вЫход которого соединен с перьым входом арифметико-логического блока и с кодовым входом регистра, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, шестой выход блока ввода данных — с кодовым входом второго накопителя, выход которого соединен с вторым входом первого коммутатора, выход которого соедииен с вторым входом арифме. тико-логического блока, выход которо. го соединен с первым входом второго коммутатора, седьмок выход блока ввода данных соединен с кодовым входом формирователя масштабных линий, выход которого соединен с вторым входом второго коммутатора, выход которого соединен с входом третьего цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с входом вертикальной развертки индикатора, второй выход блока опорных частот соединен с третьим входом блока уПравления, а третий выход — с тактовыми входами регистра и второго накопителя, а также с четвертым входом блока управления, пятый выход которого соединен с тактовым входом первого накопителя, а шестой выхбд — с входом установки нуля второго накопителя, с тактовым входом формирователя масштабных линий и с управляющим входом второго коммутатора, восьмой выход блока ввода данных соединен с управляющим входом первого коммутатора, девятый выход блока ввода данных— с первым управляющим входом арифметико-логического блока, а десятый выход блока ввода данных — с вторым управляющим входом арифметико-логического блока и с входом управления формирователя масштабных линий.

l 262403

Составитель С. Лебедев

Редактор А. Козориз Техред Jl. лейна Корректор Г.Решетник

Заказ 5422/42 . Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4