Измеритель фазовых флуктуаций

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВЫХ ФЛУКТУАЦИИ , содержащий два канала, каждый из которых включает смеситель, частотный дискриминатор с фильтром нижних частот, а также два умножителя частоты, сумматор и индикатор, причем выходы фильтров нижних частот соединены с входами сумматора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, в него введены широкополосный фазовращатель и опорный генератор,- причем вход измерителя соединен с входом смесителя первого канала и через широ-. кополосный фазовращатель - с входом смесителя второго канала, выход смесителя каждого канала через умножитель частоты соединен с входом частотного дискриминатора своего канала, выход опорного генератора соединен с вторыми входами смесителей, а выход сумматора соединен с индикатором. эо 06 О) о

СООЭ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (l ) (Б))4 G 0,1 R 25 00 23 00

- ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ OCOÐ

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3727754/24-21 (22) 13.04.84 (46) 30.10.85. Бюл. Ф 40 (72) А.В. Бальчюнайтис и А.-А.А.Гилис (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 792170, кл. G 01 К 23/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 920558, кл. С 01 R 25/02, 1981. (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВЫХ ФЛУКТУА-.

ЦИИ, содержащий два канала, каждый из которых включает смеситель, частотный дискриминатор с фильтром нижних частот, а также два умножителя

:частоты, сумматор и индикатор, причем выходы фильтров нижних частот соединены с входами сумматора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых частот, в него введены широкополосный фазовращатель и опорный генератор; причем вход измерителя соединен с входом смесителя первого канала и через широ-, кополосный фазовращатель — с входом смесителя второго канала, выход смесителя каждого канала через умножитель частоты соединен с входом частотного дискриминатора своего канала, выход опорного генератора соединен с вторыми входами смесителей, а выход сумматора соединен с индикатором.

1188670

Изобретение относится к измерительной технике И может быть применено для измерений фазовых (частотных) флуктуаций немодулированных генераторов, работающих в широком частотном диапазоне.

Цель изобретения — расширение диапазона измеряемых частот.

На чертеже показана блок-схема измерителя. 10

Измеритель фазовых флуктуаций содержит широкополосный фазовращатель 1,, смесители 2 и 3, умножители 4 и 5 частоты, частотные дискриминаторы 6 и

7, фильтры 8 и 9 нижних частот, сум- 15 матор 10, опорный генератор 11 и индикатор 12. Измеритель состоит также из двух каналов, первый из которых содержит последовательно соединенные смеситель 2, умножитель частоты 4, 20 частотный дискриминатор 6 и фильтр 8 нижних частот, выход которого соединен с первым входом сумматора 10.Второй канал содержит широкополосный фаэовращатель 1, выходом соединенный 25 с сигнальным входом смесителя 3, выход которого через последовательно соединенные умножитель 5 частоты, частотный дискриминатор 7 и фильтр 9 нижних частот соединен с вторым вхо- ЗО ! дом сумматора 10. При этом выход опорного генератора 11 соединен с гетеродинным входом смесителя 3 и сигнальным входом смесителя 2, гетеродинный вход которого объединен с входом

35 широкополосного фазовращателя 1 и является входом измерителя, а выход сумматора 10 подсоединен к индикатору 12.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал

Ux = A,sin(ît +(gx (t)) (1) содержащий фазовые флуктуацииCfx(t) поступает непосредственно на гетеродинный вход смесителя 2 первого канала измерителя и через широкополосный фазовращатель 1, обеспечивающий постоянный фазовый сдвиг 180 для всех составляющих спектра сигнала (1), на сигнальный вход смесителя 3 второго канала измерителя.

Сигнал опорного генератора 11, содержащий собственные фазовые шумы

cp,(t), Uon "n sin EQ, t + (fo Г71 (2) подается непосредственно на гетеро- динный вход смесителя 3 второго канала измерителя и на сигнальный вход смесителя 2 первого канала.

Сигнал (1) после фазовращателя 1 принимает вид

П„= К, А „sinkgt -qx(t) +

I где К вЂ” коэффициент передачи фазо9 вращателя 1; — фазовые флуктуации, вносимые фазовращателем 1.

Сигнал на выходе смесителя 2, содержащего полосовой фильтр, выделяющий разностную частоту Я„ — 4)> с боковыми составляющими спектра фазовых шумов, может быть записан в виде

"см= см "о "" (о Ч о а на выходе смесителя 3 в виде

u,„= к к А„в п((ы,-uД)e +

СМ СМz

+ y(t) q„(t) +ср (t) +, ()) (5) где К, К вЂ” коэффициенты переск, смs дачи по промежуточной частоте смесителей 2 и 3; см(), см () - Фазовые шумы, вносимые смесителями

2и3;

К вЂ” коэффициент переда P чи фазовращателя 1.

Собственные шумы сумматора 10 прямо входят в результат измерения фазовых флуктуаций Qz(t). Для снижения составляющей .погрешности, обусловленной собственными фазовыми шумами сумматора, служат умножители частоты 4 и 5, в которых производится умножение в и раз частоты и фазы сигналов (4) и (5). На выходах умножителей частоты 4 и 5 сигналы могут быть записаны в виде

U< = К К А sin (nЮ„ + nCp (t)

+ nq„(t)+ nq (t)+@<,(t)) (6)

U =К К КА sinfn „t+

2) )z

+ nag,(t) + ncaa„(t) + n(P„(t) +

Ч „(t) 92 1

Тогда

Г (t) 2„84 („() (12) Составитель В. Шубин

Техред A,À÷ . Корректор Г. Решетник

Редактор А. Гулько

Заказ 6740/47 Тираж-747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, R-35, Раушская наб.,ц. 4/5

Филиал ППП "Патент" ° г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11886 гдето„ =(д — Ь>„ — промежуточная частота;

К К вЂ” коэффициенты переда У чи умножителей частоты 4 и 5;

5 (f,(t),(Ч2() — фазовые шумы, вноси мые умножителями частоты 4 и 5.

При использовании частотных детекторов, включающих на своих выходах t0 фильтры нижнихчастот и имеющих в пределах полосы спектра исследуемых шумов линейные детекторные характерисо тики, различающиеся на 180., получим Фо Ю 3У кЩ дно„ ® 15

Ц .5, п0> n —" !

4О! 401 " 1 1Д

3чц,(t) — .О

1 w4Dt )

Ф

3ц,(O р„(8y„+(t) го

222 02 «,Н Д " +

Р ц (l 3q „ (e) ц (Дф я ыйО2

При одинаковой крутизне 8 ; — Я = 25

S частотных характеристик дискри4Q минаторов 6 и 7 напряжение на выходе сумматора принимает вид

При идентичных частотных характе- ристиках смесителей 2 и 3, умножителей частоты 4 и 5 частотных дискриминаторов 6 и 7 выражение 9 принимает вид

4% (Ф) дЧР9(В (10)

При использовании индикатора интегрирующего типа (например, милливольтметра среднеквадратичных значений) измеряемые флуктуации могут быть записаны в виде

ll,Ц.2„,6 rq„8)inб q»tliU Ю,... (11) rge cp (t), щ,,(й), — среднеквадратичБ ь„(е) ные значения составляющих сигналов.

Из выражения (11) следует, что при незначительных шумах широкополосного фазовращателя 1 и сумматора 10 нетрудно выполнить условие: т

n S cp (t) +U„(t) сс 2„S q„(t) т.е ° напряжение, поступающее на индикатор 12, будет прямо пропорционально средней величине измеряемых фазовых флуктуаций g„(t) .