Калибратор девиации частоты

 

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники. Цель изобретения - повышение точности, быстродействия и долговременной стабильности воспроизведения калиброванных значений девиации частоты. Устройство содержит последовательно соединенньте генератор 1 частотной модуляции (ЧМ) сигнала, электронный коммутатор 2, делитель 3 частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор 4, фильтр 5 нижних частот, формирователь 6 кодовых последовательностей импульсов, делитель 7 частоты, опорньй гетеродин 8, многосекционный масштабный преобразователь 9 девиации, частоты. Каждая секция масштабного преобразователя 9 девиации частоты состоит из последовательно соединенных делителя 10 частоты, смесителя 11 частоты и полосового фильтра 12. Введение делителя частоты с переменным коэффициентом деления, фазового детектора, фильтра нижних частот, формирователя кодовых последовательностей импульсов и второго делителя частоть: позволяет обеспечить повьшение точности и долговременной стабильности воспроизведения калиброванных значений девиации в предлагаемом устройстве . Отсутствие же в предлагаемом устройстве подстроек и калибровок обеспечивает ему высокое быстродействие . 2 ил. S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„Я0„„34ЗП9 (5» 4 G 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4190837/24-21 (22) 03.02 ° 87 (46) 15. 11.88. Бюл. Р 42 (72) Ю.Д.Болмусов (53) 621 ° 317 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1035531, кл. G 01 R 23/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

1205048, кл. G 01 R 23/00, 1985. (54) КАЛИБРАТОР ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к области радиоизмерительной техники. Цель изобретения — повышение точности, быстродействия и долговременной стабильности воспроизведения калиброванных значений девиации частоты.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 частотной модуляции (ЧИ) сигнала, электронный коммутатор 2, делитель 3 частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор 4, фильтр 5 нижних частот, формирователь 6 кодовых последовательностей импульсов, делитель

7 частоты, опорный гетеродин 8, многосекционный масштабный преобразователь 9 девиации, частоты. Каждая секция масштабного преобразователя

9 девиации частоты состоит из последовательно соединенных делителя 10 частоты, смесителя 11 частоты и полосового фильтра 12. Введение делителя частоты с переменным коэффициентом деления, фазового детектора, фильтра нижних частот, формирователя кодовых последовательностей импульсов и второго делителя частоты позволяет обеспечить повышение точности и долговременной стабильности воспроизведения калиброванных значений девиации в предлагаемом устройстве. Отсутствие же в предлагаемом устройстве подстроек и калибровок обеспечивает ему высокое быстродействие. 2 ил, 1 43 77 93

Изобретение относится к рациоизмерительной технике и может быть испольэовано для поверки и аттестации измерителей девиацтли частоты, комби—

5 нированных измерителей модулями (в режиме измерения частотной модуляции) и измерительных генераторов повышенных классов точности по параметрам частотной модуляции (ЧИ),.

Цель изобретения — повышение точности, быстродействия гл долговремен ной стабильности воспроизведен«ля калиброванных значений девиации частоты.

На фиг. i изображена блок-схема калибратора девияц«пт частоть«," на фиг, 2 — временные рплаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержи-: noследовательно соединенные генератор ЧИ-сигнала и электрон««ьпл ко«Фя тятор 2 делитель 3 чЯстОты с переменным козффи циентом деления (ДПКЛ), фазовый детектор А, фильтр 5 нижних частот, 4 форьп«рователь 6 кОдовых последОва тельностей импульсов «,ФКПИ), делитель

7 частоты, опорный гетеродин 8 и многосекционный масштабный преобразователь 9 девиации частоты. Каждая секция масштабного преобразователя

9 девиапии частоты состоит из последовательно соединенных делителя 10 чя тоты смесителя 11 чястОты и ПО лосового фильтра 12, выход которого является выходом соответствующей сек«сии. Основ«ьвл входом масштабного преобразователя является вход делителя 10 частоты, а дополнительными входами секций — вторые входы смесиД0 телей 1 1 частоты»

Устройство работает следующим обраэ ом.

В исходном (статическом) состоянии от ФКПИ 6 на ДПКД 3 поступает

45 код, соответствуюп лйл установке коэффициента деления «;«,. Сигнал частоты

f /11, (где f — несущая частота ЧИгенератора 1) поступает ««а первый вход фазового детектора А, на второй вход которого от опорного гетеродина

8 через делитель " часто.,ы поступает

ОПОРНЪЯ СИГНЯЛ Q чЯСТОТСЯЛ Т /N« где ястогя э«оэно о гетеро дина 8„ _#_ — коэфйипллент деления делителя 7 частоты. Если разность двух частот„ поступающих ня фазовый детек-. тор 4, меньше, чем полоса захвата коль«.-Я. фЯ1Ч обра зов анно гp ЧИ-грнератором 1, ДПКД 3, фазовым детектором

4 и фильтром 5 «плжних частот, то на выходе фазового детектора ч вырабатывается постоянное управляющее напряжение, пропорц«лональное разности дв.:х часто-. Это напряжение через фильтр 5 нижних частот подается на модулирующий вход ЧИ-генератора 1 и подстраивает его по частоте. Несущая частота на выходе ЧИ-генератора устанавливается точно равной f

1 «

= ††.f . Б этом исходном состоянии гст на выходе ЧИ-генератора 1 формируется гармонический сигнал с несущей частотой Г, без ЧИ.

Пусть кодовая последовательность импульсов, подаваемых на. ДПКД 3 от

ФКПИ 6, изменяется (фиг. 2a) в моменты времени t, », ..., » k ф1 таким образом, что коэффициент деления ДПКД меняется каждый раз на единицу в соответствии с временной диаграммой фиг„ 2а, т.е. по закону синусоиды. Синхронизац«ля работы 6KIIH 6 зо времени осуществляется Опорным сигналом с выхода делителя 7 частоты. При каждом изменении коэффициента деления ДПКД на выходе фазового детектора 4 формируется ступенька управляющего напряжения (фиг. 2б), пропорцлональная величина скачка по частоте. Это напряже пле, проинтегрировянное фигьтром 5 нижних частот (фиг. 2в), поступает на модулируюший вход ЧИ-генератора 1 и перестраивает его по частоте на величину шага перестройки, равного частоте опорного сигналя f,, /N,. Если время установк«л частоты в кольцe CAПЧ (» ) меньше наименьшего периода дискрети— зации (наименьший период дискретизации на Лиг. 2а соответствует интервалу t, — t<), т.e. »„ !» — t,/, то частота ЧМ-генератора 1 успевает отслеживать все изменения коэффициента деления ДПКД 3. Поэтому частота

",И-генератога 1 изменяется по закону изменения кодовых последовательностей импульсов, задаваемых ФКПИ 6.

Бремя установления частоты t может быть выбрано надлежатп«лм выбором параметров фильтра 5 нижних частот и

/е частоты опорного сигнала „-/ ...

Иэ изменении коэффициента деления по синусоицальному закону (фиг.2a) по тому же :-,àêîíó изменяется и частота на выходе ЧМ-генератора 1 (фиг,2г) 143779

Таким образом на выходе ЧМ-генератора 1 формируется ЧМ-сигнал с синусоидапьной модулирующей функцией. Из фиг. 2 видно, что девиация частоты вверх (hf+) и вниз (bf ) в общем случае пропорциональна изменению вели- чины коэдФициента деления вверх (ЬМ = I Nol — No) и вниз (ЬИ»

N — N; ), а также частоте опорного сигнала (f /N, ), подаваемого на второй вход фазового детектора

4, т.е. ГЕГ

ГЕГ

М, 3 4

Сигнал с калиброванным значением девиации частоты с ЧМ-генератора 1 поступает также на вход масштабного преобразователя 9 девиации частоты, где на выходе делителя 10 частоты первой секции 9.1 несущая частота

ЧМ-сигнала f и калиброванное значение девиации частоты ЬЙ„, установленное с помощью ФКПИ 6 на выходе ЧМгенератора, уменьшаются пропорционально коэффициенту деления делителя частоты 10, т.е. о о ! N

Выражение (1) с учетом того, что оо й, = — Е,, можно записать в виде:

I (2) о

ЬИ о о

В частном случае, когда модуляция симметричная (М = Ь И = ЬМ f = Df+ = sf =, f,. (3) 5N о

Таким образом, девиация частоты на выходе ЧМ-генератора 1 при фиксированных значениях частоты опорного гетеродина 8 (f ) и коэффициента деления (N<) второго делителя 7 частоты определяется только диапазоном изменения коэффициентом деления (hN) ДПКД 3. Изменяя кодовую последовательность импульсов формирователя 6, а следовательно и

hN в ДПКД 3, можно менять величину калиброванного значения девиации частоты на выходе P1-генератора 1.

В большинстве случаев g N нежелательно изменять в широких пределах,так как сильно изменяется форма модулирующего сигнала. Для расширения пределов воспроизводимых калиброванных значений девиации частоты используется многосекционный масштабный преобразователь 9 девиации час". тоты. В первом, сравнительно узком, поддиапазоне ЧМ-сигнал с калиброванными значениями девиации частота формируется непосредственно на выходе ЧМ-генератора 1 и через электронный коммутатор 2 поступает на выход калибратора ° f, ьй„

Далее сигнал с делителя 10 часто- ты с не сущей ча сто той йГ, и девиаци/ еи gf, поступает на первый вход смесителя 11, на второй вход которого подается немодулированный сигнал с

25 опорного гетеродина 8. Если f« о — (f, — — ), то ЧМ-сигнал суммарной частоты на выходе смесителя 11, выделяемый полосовым фильтром 12, о

30 имеет частоту f = f + f = 1 — о+ 9 1 гав о

+, — — = 1., и девиацию частоты к

Таким образом, на выходе перЗб вой секции 9.1 формируется ЧМ-сигнал с калиброванными значениями девиации частоты во втором поддиапазоне. Если первый поддиапазон калиброванных значений девиации частоты непосредст40 венно на выходе ЧМ-генератора 1 составляет, например, 100-1000 кГц, а коэффициент деления делителя 10 частоты N = 10, то на выходе секции 9. 1 формируется второй поддиапазон калиб45 рованных значений девиации частоты с пределами 10-100 кГц. ЧИ-;сигнал с выхода секции 9.1 поступает на вход следующей секции 9.2,.а также через электронный коммутатор 2 на выход

5О устройства.

Последующие секции 9.2...,,9.п включенные последовательно с первой секцией, работают аналогично. В общем случае калиброванное значение

55 девиации частоты на выходе и секционного масштабного преобразователя девиации частоты с коэффициентами деления делителя частоты соответст37793

5 1Д ненно N,, И,, ..., 1„ равно af к hfк т.е. умень Ев еэ Н K. шается пропорционально общему коэффициенту деления (N ) всех секций, Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает воспроизведение калиброванных значений девиации частоты в широких пределах, например

1-10 Гц.

Как следует из формулы (1) точность и долговременная стабильность воспроизведения калиброванных значений девиации частоты при фиксированных значениях p,N и Ы определяется только точностью установки и долговременной стабильностью частоты опорного гетеродина 8. При выполне опорного гетеродина по схеме термостатированного кварцевого .генератора или по принципу, синтезатора частоты (для случая использования неодинаковых делителей частоты н многосекционном масштабном преобразователе девиации частоты) может быть обеспечена относительная погрешность установки частоты и долговременная стабильность не хуже (10 -10 )Е„ за год и 10 f за сутки. Это обеспечивает повьппение точности и долговременной стабильности воспроизведения калиброванных значений девиации в предлагаемом устройстве.

Отсутствие в предлагаемом устройстве подстроек и калибровок обеспечивает высокое быстродействие, Формула изобретения

Калибратор девиации частоты, содержащий последовательно соединенные

5

I5

35 генератор ЧМ-сигналон и электронный коммутатор, выход которого соединен с выходом калибратора, опорный гетеродин, многосекционный масштабный преобразователь девиации частоты, основной вход которого соединен с выходом генератора ЧМ-сигналан, доцолнчтельные входы секций соединены с выходом опорного гетеродина, а выходы секций соединены с соответствующими входами электронного коммутатора, отличающийся тем, что, с целью поньппения точности, быстродействия н долговременной стабильносе ти воспроизведения калиброванных значений девиации частоты, н него введены делитель частоты с переменным коэффициентом деления, фазовый детектор, фильтр нижних частот, формирователь кодовых последовательностей импульсов и второй делитель частоты, причем первый вход фазового детектора через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен с выходом генератора ЧИ-снгналон, второй вход через второй делитель частоты соединен с выходом опорного гетеродина, выход фазового детектора через фильтр нижних частот подключен к модулирукщему входу ЧМгенератора, синхронизирукипий вход формирователя кодовых последовательностей импульсов подключен к выходу второго делителя частоты, а его выходная шина соединена с управляющим входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, ! 4377о, Составитель А,.Дворников

Редактор Л.Пчелинская Текред Л.Олийньпс Корректор М.Васильева

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений H открытий

1 1 303 5, 11осква, Ж-3 5, Раушская наб ., д. 4/ 5

Заказ 5889/45

Производственно-полиграфическое .предприятие, г. Ужгород„ ул. Проектная, 4