Способ измерения девиации частоты

 

(11) ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от лотт. свидетельстга (22) Заявлено 22.01.73 (21) 1873452, 18-10 (51) 1 31.Кл. О 01г 23/00 с присоединением сявки ."Й—

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32 > Приоритет—

Опубликовано 30.06.75. БюллеT llh ¹ 24 (53) УДК 621.317.761 (088.8) Дата опубликования описания 09.07.76. (72) Автор изобретения

H. К. Темкин (71 ) Заявите, гь (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ

АТ =- .1

Способ относится к области радиоизмерений и может быть реализован в устройствах, предназначенных для измерений с большой точностью и высоким быстродействием девиации частоты электрических колебаний при частотной манипуляции исследуемого сигнала.

Известны способы измерения девиации частоты, состоящие в том, что сигнал образцового генератора f, который в общем случае может отличаться от частоты исследуемого сигнала /, на некоторую величину Л/, смещают на частоте на известную величину fp, выбираемую таким образом, чтобы fo» Л/. Смещенный по частоте сигнал образцового генератора смешивают с исследуемым сигналом и выделяют разностную частоту, которую преобразуют во временной интервал длительностью, обратно пропорциональной значению разностей частоты. Из этого временного интервала вычитают временной интервал длительностью, обратно пропорциональной частоте fo.

Разпостный временной интервал при /))Л/ равен величине С1Л/, где С1 ——

Л f,ã

При формировании разностного временного интервала получают также сигнал «знак

Л/», зависящий от соотношения частот fp и /, Подсчитывая число импульсов эталонной частоты, заполняющих разностный временной интервал, определяют величину 5f.

Однако для такого способа характерны не достаточная точность и невысокое быстродействие при значениях девиаций, превышающих

10 десятки герц.

Цель изобретения обеспечение при высоком быстродействии большой точности измерений в широком диапазоне значений девиации частоты.

15 Это достигается тем, что по предлагаемому способу измерения проводят в два этапа, при этом на первом этапе в качестве номинального значения частоты принимают значение несущей частоты, а на втором — значение

20 частоты спектральной составляющей, определенной на первом этапе, и затем результаты измерений обоих этапов суммируют с учетом, знаков отклонения.

Способ состоит в следующем.

1 1л 11е1>вом эта13е об313л311овыЙ ге11ерлтор 11лстраивлют на частоту j,, которая отличается от несущей частоты /„на известную велич1сну

f133 Частоту /<ц выбирают таким образом, чтол0 бы f>, » j,, где j, — возможное значение де3 виации частоты. Сигнал от обрязпогого генератора / смешивают с исследуемым сиг»аг1 лом и выделяют разностпую 1ÿñòîòó. которую преобразую г во време1п1ой пптc;>»aл длительностью, обратно El/olio»illlollaльпой значению разностной частоты. Из этого Ilpe lcllzlol.o интервала вычитают временной шггервял длительностью, обратно пропорциональной частоте /ol, так как /ol » / „, длительность рязностного интервала с некоторой точностью пропорциональна /,„. Заполняя этот интервал импульсами эталонной чяс«оты, 110 количестгу прошедших импульсов определяют прибли>кенпое значение /„ > я следовательно, приближенное значение частоты с«1ектряль»ой составляющей f, = /,,, — /д

На втором этапе образцовый генератор настраивают на частоту, „, которая отличал.— ся от частоты /„, па извес«1«у«О величину /„, пРичем for» Af... где Л/д, — — возмо>кпаЯ величина погрешности определения величины / на первом этапе измерений. Далее измерения осуществляют аналогично первому этапу измерений, определяя при этом Л/... т. е. поправку к величине f Затем, суммируя (с д« учетом знаков) результаты измерений обои.: этапов, получают значение девиации частоты с требуемой точностью.

На чертеже показана блок-схема устройства для осуществления способа.

Схема содержит смеситель 1 частот, перестраиваемый образовый генератор 2, формирователь 3 временных интервалов, схему 4 совпадения, блок 5 суммирования zl управления и индикатор б девиации частоты.

Смеситель частот смешивает частоты исследуемого сигналя f, с сигналом от перестраиваемого образцового генератора и выделяет разностную частоту. Смеситель частот связан с формирователем временных интервалов и перестраиваемым образцовым генератором. Перестраиваемый образцовый генератор, который может быть выполнен, например, в виде синтезатора частоты с электронным управлением, обеспечивает формирование сигналов с необходимыми частотами по командам, поступающим на пего с блока суммироnàízIÿ и управления. Генера"îð 2 связ,ан со смесителем частот и с блоком 5.

Формирователь временных пнтервалои формирует временные интервалы, пропорциональные приближе«н«ому значению девиации частоты — на первом этапе измерений и погрешности определения девиации частоты— пя втором этапе, 1 роме того, формирователь

Обеспечивает формирование сигналов, хяракгеризующих знаки измеряемы Отклонений

1««стот. Формировя гель време»E:E,Eê »11терияло» связан со смес«гге;1ем 111стот, схемой совпаде ния> блоком суммирования и управления с источником сип«ало»»спомогятсльпых опорных частот /01 и /о,.

СО

ЬТ> =А, /о> foi + /д >> так как fol. . f,, ATI = А, .

jol

При этом, вследствие приближенного характера последнего соотношения частота /, отображается в разностном временном интервале AT, с некоторой погрешностью Af, . Если

1 приближенное значение частоты /, обозначить как f„,(j„, = f„,- Л/ ), то ATI =- С«/,, Рязност11ый временной интервал подают па схему совпадеш«я, с выхода которой снимают пачку импульсов, количеством Л«1 = /„ЛГ« === к;/ „.

Этп импульсы поступают Е«а блок суммирования и управления, где осуществляется запо4

Схема совпадения преобразует временные интервалы, поступ>пощие от формирователя 3 в пачки импульсов, количество которых пропорционально временным интервалам. Схема связана с формирователем временных интервалов, блоком суммирования и управления, а тяlс>ке с источником сигlla;Ia этало«!Ной частоты f„, Блок суммирования и управления уllpan;IBет перестройкой частоты генератора, подсчитывает число импульсов, пропорциональное девиации частоты, выдает результат на индикатор девиации частогы и управляет режимом работы формирователя временных интерва1оп. Блок 5 связан с источником исследуемого сип«ала, генератором 2, формирователем 3, схемой 4 и индикатором 6. Индикатор девиации частоты предназначен для индикации результатов измерений и связан с блоком суммирования и управления.

Измерение девиации частоты частотно-манипулированного сигнала осуществляется устройством в два этапа. На первом этапе измерений блок 5 выдает на генератор 2 команду, по которой он перестраивается на частоту

= f + fol, где j„— несущая частота.

fol — вспомогательная опорная частота, которая выбирается таким образом, чтобы

fO1. > f„„,o (/д „вЂ” МаКСИМаЛЬНО ВОЗМОЖНОЕ

Зо значение девиации частоты. Известно, что

)с + /co

1 н где f,, и f „— частоты спектральных составляющих при частотной манипуляции, 35 Сигнал с генератора 2 поступает на смеситель 1 частот, где оп смешивается с исследуемым сигналом. С выхода смесителя частот снимают сигнал с разностной частотой. Так, при поступлении на вход смесителя сигнала с

40 частотой f, разностная частота равна f„+

+fOl — f = (f fo, )+fO1 = fOl+f,, таК КаК вЂ” . Этот сигнал подают на формирователь временных интервалов, где на пер45 вом этапе формируют разностный временный и» терв ал.

475561 а 01 02

Составитель В. Степанов

Техред 1. Лавронова

Редактор Т. Рыбалова

Коррскгор Е. Рожкова

Заказ ¹ 1097 Изд. X 1608 Тираж 902

ЦНИИПИ Государственного комитета Cn:«To Министров CCCI по делам изобретений и окрь|тий

113035, Москва, Ж-35, Раугпска» иаб., д. 4 5

Г1оди п нос

NOT, Загорский фи "иал

5 мипанпе lllc,lcl импульсов Л;.. 11а эlом IIL pl)l Ill этап измерения заканчивается, после чего олок 5 осуществляет перестройку генератора 2 на частоту /, = /,, + fo2. причем /02ф A/, ь!астота /„, в данном случае — приближенное значение частоты первой спектральной составляющей, которая определяется блоком 5, на основании пеРвого этапа измеРений 1/с, =f — f, )

Аналогично предыдущему со смесителя частот снимают сигнал с разностной частотой.

Однако па втором этапе измерений при Iloступлении IIB вход смесителя первой спектральной составляющей значение разностной частоты составляет j,, + f02 — /„

=/02 Л/з,, Так как f, — /,, = М„

Формирователь временных интервалов вырабатывает разностный временной интервал

1 1

2 = ° 12 — — — —, I, IIPH /02 .3- A/o, /2=М, /

Этот временной интервал подают на схему совпадения с выхода которой на блок 5 поступает в этом случае пачка импульсов, количество которых равно ЛГ2 = К2 Af, B блоке 5 это число суммируется с числом Л н с учетом знака Af,, и f,, (сигнал о знаке вырабатывает формирователь 3 в зависимости от соотношения длительностей тех временных интервалов, из которых ооразуются AT, и АТ2.

Таким образом, в блоке 5 формируется чпс, и,, (oo I I ë ñ l IIóIolöoå измеряемому зиачеIIIIIo девпацщ1 частоты, которое и отображается на индикаторе девиации частоты.

Благодаря линии связи, которая имеется

5 между источником исследуемого сигнала и олоком 5, обеспечивается необходимое для правильной работы всего устройства фазироваппя команд управления с промежутками времени, в течение которых существует одна

1О пз манипулирующих спектра IbIIIIx составляю-! них.

Предмет изобретения

CIIoco(3 измерения девиации частоты путем

15 формирования временных интервалов, обратно пропорциональных известной частоте fp и разностной частоте, полученной в результате смешения исследуемого сигнала, с сигналом, частота которого на /0 отличается от номинальной

20 частоты. вычитания этих интервалов друг из друга и подсчете числа импульсов заполнения разностного промежутка времени, от.гичаюи1ийся тем, что, с целью повышения точности измерений при высоком быстродействии в шп25 роком диапазоне значений измеряемой величпны, измерения проводят в два этапа, при этом па первом этапе в качестве номинального значения частоты принимают значение несущей частоты, а на втором — значение частоты

30 спектральной составляющей, определенной на первом этапе, и затем результаты измерений обоих этапов суммируют с учетом знаков отклонения.