Цифровой измеритель сверхвысоких частот

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИСМУ СВИДЕТЕПЬСТРУ пп 546825

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.07.75 (21) 2159127/21 (51) М. Кл.- б 01R 23/00 с присоединением заяьки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.77. Бюллетень № 6

Дата опубликования описаш|я 28.03.77 (53) УДК 621.317.44 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

P. В. Коровин и А. И. Бабаев (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СВЕРХВЫСОКИХ ЧАСТОТ

Изобретение относится к цифровой и радиоизмерительной технике и может найти применение в системах с полностью автоматизированным измерением сверхвысоких частот электрических колебаний.

Известен цифровой частотомер-периодомер, содержащий измеритель длительности временного интервала, соответствующего одному пли нескольким периодам исследуемых колебаний, преобразователь и индикатор величины, обратной длительности (1).

Однако использование такого прибора в области СВЧ практически невозможно, так как период исследуемых сигналов оказывается меньшим, чем период наиболее частых меток времени, воспринимаемых счетчиками частотомера.

Известно также устройство для измерения

СВЧ, включающее в свой состав смеситель, синхронизируемый гетеродин, синхронизатор, источник опорной частоты и собственно цифровой частотомер, причем вход устройства через смеситель подключен к цифровому частотомеру, а второй вход смесителя через гетеродин и синхронизатор связан с источником опорной частоты (2).

Такой частотомер не обладает нужной степенью быстродействия, так как перестройка гетеродинй производится вручную.

С целью повышения быстродействия устройства для измерения сверхвысоких частот предлагаемый цифровой измеритель сверхвысоких частот, содержащий последовательно соеди5 пенные источник опорных частот блок синхронизации, гетеродин, основной смеситель и частотомер, причем выход гетеродина подключен к второму входу блока синхронизации, снабжен последовательно соединенными дополпи1О тельными смесителями, фильтром низких частот, нуль-органом, первым формирователем, вентилем, дополнительным счетчиком, а также вторым формирователем, преобразователем код-напряжение и элементом задержки, вход

15 которого соединен с выходом первого формирователя, а выход связан со вторыми входами вентиля, дополнительного счетчика, частотомера и с первым входом второго формирователя, второй вход последнего подключен к выходу основного смесителя, а выход соединен с третьими входамп вентиля и частотомера, четвертый вход последнего соединен с выходом дополнительного счетчика и с первым входом преобразователя кода-напряжение, выход кс25 торого связан с вторым входом гетеродина, а его выход подключен к первому входу дополнительного смесителя, подключенного вторым входом к источнику опорных частот.

На чертеже представлена блок-схема цпф30 рового измерителя сверхвысоких частот.

546825

Измеритель содержит основной смеситель 1

r åòåðîäèí 2, частотомер 3, формирователь 4 импульса конца переходного процесса, вентиль

5, дополнительный счетчик 6, преобразователь

7 код-напряжение, блок 8 синхронизации, дополнительный смеситель 9, источник 10 опорных частот, фильтр 11 низких частот, нуль-орган 12, формирователь 13 импульса, элемент

14 задержки.

К одному входу основного смесителя 1 подключается входной исследуемый сигнал, к другому — выход гетеродина 2. Выход смесителя 1 подключен ко входу цифрового частотомера 3 и к входу формирователя 4, выход которого подключен ко входу запуска цифрового частотомера 3 и через вентиль 5, дополнительный счетчик 6 и преобразователь 7 код-напряжение — к входу управления частотой гетеродина 2, выход последнего через блок 8 синхронизации подключен к входу управления частотой гетеродина 2 и дополнительному смесителю 9, второй вход которого подключен к выходу источника 10 опорных частот, а выход через фильтр 11 низких частот, нуль-орган 12 и формирователь 13 импульса подключен к входу вентиля 5 и к выходу элемента 14 задержки.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на вход устройства поступает сигнал частоту которого необходимо измерять, Источник 10 опорных частот вырабатывает равномерную сетку опорных частот, величины которых определяются значениями оп=п ь где n=1, 2, 3, и т. д.

Для производства измерения частоты на вход запуска устройства поступает сигнал запуска, который сбрасывает в нулевое положение счетчик 6, переводит в исходное состояние цифровой частотомер 3, открывает вентиль 5 и поступает на вход элемента 14 задержки.

Пройдя элемент 14 задержки, этот сигнал поступает через вентиль 5 на счетчик 6 и переводит его в состояние «1». Преобразователь 7 код-напряжение под воздействием кода, поступающего на его вход со счетчиков вырабатывает такое напряжение, благодаря которому гетеродин 2 вырабатывает частоту f ... близкую к частоте (и но несколько меньшую по величине.

Фильтр 11 низких частотзаставляет срабатывать нуль-орган 12, его выходной сигнал в формирователе 13 импульса преобразуется в одиночный импульс.

Импульс с выхода формирователя 13 через открытый вентиль 5 поступает на счетчик 6 и переводит его,в состояние «2». Код этого числа с выхода счетчика подается на преобразователь 7 код-напряжение, где вырабатывается управляющее гетеродином 2 напряжение, изменяющее частоту гетеродина до величины

f,, близкой, но меньшей значения второй частоты 2 из сетки опорных частот. Поскольку частоты гетеродина 2 и источника 10 опорных частот становятся отличными, вновь начинает работать блок 8 синхронизации, повышая ча5

4 стоту /,, до величины 2/,. В момент сравнения частот нуль-орган 12 воздействует на формирователь 13, который посылает очередной импульс в счетчик 6 и т. д.

Процесс заполнения импульсами счетчика 6 прекращается в момент установки на выходе гетеродина 2 частоты1,,> близкой к частоте

if> источника 10 опорных частот, или в процессе приближения частоты f,, к величине if>.

Под воздействием блока 8 синхронизации разность между измеряемой частотой f и текущей частотой гетеродина /„ станет равной или меньшей величины f<. Сигнал разностной частоты f =f — / „пройдя через фильтр в выходных цепях смесителя, пропускающий сигналы в полосе частот от 0 до f<, поступает на вход цифрового частотомера 3 и формирователя 4 импульса конца переходного процесса.

После того, как на входах этих элементов образуется установившийся режим сигнала с частотой fp (это происходит после того, как частота станет равной частоте iif>)1, формирователь 4 вырабатывает одиночный импульс, поступающий на вентиль 5 и запирающий его, а также на цифровой частотометр 3, который под воздействием его начинает измерять величину /р.

К концу работы цифрового частотомера 3 в его счетчике записывается код частоты )р, а в счетчике 6 — код числа i. В преобразователе кодов цифрового частотомера код превращается в код величины ф, это значение высвечивается совместно с величиной на цифровом табло частотомера 3.

Если величина f< выбирается равной 10 в целой степени, то достаточно высветить в стар ших разрядах цифрового табло величину 1, а в младших разрядах — величину f„, чтобы на табло образовалась величина /».

Для измерения значения f меньше / после подачи на вход устройства исследуемого сигнала и образования на входе формирователя

4 установившегося режима формирователь 4 запускает цифровой частотомер 3, который производит измерение частоты f„-. Этот процесс измерения начинается после установки сигналом запуска счетчика цифрового частотомера в исходное состояние и разрешения формирования формирователю 4 импульса начала измерения.

Формула изобретения

Цифровой измеритель сверхвысоких частот, содержащий последовательно соединенные источник опорных частот, блок синхронизации, гетеродин, основной смеситель и частотомер, причем выход гетеродина подключен к второму входу блока синхронизации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен последовательно соединенными дополнительными смесителем, фильтром низких частот, нуль-органом, первым формирователем, вентилем, дополнительным счетчиком а также вторым формирователем, преобразователем код-напряжение и элемен546825

Составитель В. Лякишев

Техред А. Галахова

Корректор А. Галахова

Редактор Л. Попова

Заказ 434/2 Изд. Кв 204 Тираж 1054 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4г5

Типография, пр. Сапунова, 2 том задержки, выход которого соединен с выходом первого формирователя, а вход связан с вторыми входами вентиля, дополнительного счетчика частотомера и с первым входом второго формирователя, второй вход последнего подключен к выходу основного смесителя, а выход соединен с третьими входами вентиля и частотомера, четвертый вход последнего соединен с выходом дополнительного счетчика и с первым входом преобразователя код-напряжение, выход которого связан с вторым входом гетеродина, а его выход подключен к первому входу дополнительного смесителя, подключенного вторым входом к источнику опорных частот.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1. Ермолов P. С. «Цифровые частотомеры».

Изд. «Энергия», Л., 1973, с. 11 — 20.

I0 2. Ремсз Г. А. «Радиоизмерения», изд.

«Связь», М., 1966, рис. 6, 52.