Спосіб виміру девіації частоти гармонічного сигналу та пристрій для його здійснення

1. Спосіб вимірі девіації частоти гармонічного сигналу оснований на перенесенні спектра моделюючого сигналу на проміжну частоту, виділенні різницевої частоти частотно-модульованого сигналу та визначенні числа нулів перетвореного сигналу, який відрізняється тим, що додатково вимірюють фазовий зсув між модульованим сигналом та немодульованою несучою на початку та наприкінці інтервалу виміру, що кратний половині періоду синхронно із вимірюванням кількості нулів перетвореного сигналу, а девіацію частоти визначають по формулі; A (54) СПОСІБ ВИМІРУ ДЕВІАЦІЇ ЧАСТОТИ ГАРМОНІЧНОГО СИГНАЛУ ТА ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ 35945 Задача вирішується тим, що вимір девіації частоти проводиться одночасно шляхом вимірювання кількості нулів перетвореного сигналу та миттєвої фази відносно опорної несучої частоти із об'єднанням результатів вимірювання на початку та кінці циклу вимірювання. В пристрої для здійснення даного способу, що складається із вимірювача фазових циклів (нулів перетвореного сигналу із урахуванням знаку відхилення частоти) [2] додатково введений паралельно під'єднаний фазометр миттєвої дії та блок узгодження результатів виміру. На фіг. 1 приведена структурна схема для здійснення способу виміру девіації частоти. Пристрій для виміру девіації частоти складається із послідовно з'єднаних підсилювача - обмежувача модульованого сигналу 1, вимірювача фазових циклів 2, регістру результату виміру фазових циклів 3, а також послідовно з'єднаних підсилювача - обмежувача опорної частоти 4, фазометра миттєвої дії 5, регістру результату виміру фази 6, крім того блоку виділення переходів модулюючого сигналу через нульовий рівень 7. тактового генератора 8, а також послідовно з'єднаних блоку узгодження результатів виміру 9 та індикатора 10. При цьому другий вхід вимірювача фазових циклів 2 під'єднаний до виходу підсилювача-обмежувача опорної частоти 4, третій вхід вимірювача фазових циклів 2 під'єднаний до блоку виділення переходів модулюючого сигналу через нульовий рівень 7, другий вхід фазометра миттєвої дії підключений до виходу підсилювача-обмежувача модулюючого сигналу 1, третій вхід фазометра миттєвої дії підключений до виходу блоку виділення переходів модулюючого сигналу через нульовий рівень 7, перший та другий входи блоку узгодження результатів виміру підключені до виходів регістру результату виміру фазових циклів 3 та регістру виміру фази 6. Пристрій працює наступним чином. На вхід підсилювача - обмежувача модулюючого сигналу 1 надходить досліджуваний ЧМ- (або ФМ) сигнал з несучою частотою fo, модулюючою частотою F та девіацією частоти Δf - На вхід підсилювача-обмежувача опорної частоти 4 подають немодульований сигнал із частотою fo, на вхід блоку виділення переходів модулюючого сигналу через нульовий рівень 7 подають сигнал модулюючої частоти F. Сигнал на виході блоку виділення переходів модулюючого сигналу через нульовий рівень 7 задає інтервал часу роботи вимірювача фазових циклів 2 та фазометра миттєвої дії 5. Час роботи кратний половині періоду модулюючого сигналу. Тактовий генератор 8 задає мінімальний крок квантування фази. Результати вимірів фазових циклів Nфц та миттєвої фази на початку інтервалу виміру 1 та наприкінці інтервалу виміру 2 зберігаються в регістрі результату виміру фазових циклів 3 та регістрі результату виміру фази 6, Внаслідок неоднаковості квантування фази при вимірюванні фазових циклів та миттєвої фази виникає необхідність корекції результатів [3], що проходить у блоці узгодження результатів вимірювання. Таким чином за інтервал часу кратний періоду вимірювання проводиться фактично операція визначення повного фазового зсуву (фіг. 2). Повний фазовий зсув за інтервал [0, Т/2] Y (T / 2 ) = T/2 òv Д sin (Wt )dt = b(1 - cos(WT / 2 )) = 2b, 0 де W = 2pF , v Д = 2pDf , T = 1 / F; β - індекс частотної модуляції. Вимірювач фазових циклів 2 здійснює квантування повного фазового зсуву із дискретом у 2π, тобто Y(T / 2) » Y1(T / 2) = 2pNФЦ = 2b Для покращання точності до результатів вимірювання фазових циклів додаються результати виміру фази на початку та наприкінці інтервалу вимірювання Y(T / 2) » Y2(T / 2) = 2pNФЦ + j1 + j2 = 2b У індикаторі 10 девіація частоти розраховується як Df = Y (T / 2 )F 2 Таким чином, поліпшення точності виміру повного фазового зсуву приводить до поліпшення точності виміру девіації частоти, крім того точність виміру залежить тільки від рівня квантування при вимірі миттєвої фази. Всі функціональні блоки запропонованого пристрою (фіг. 1) широкого застосування та легко підлягають інтеграції. Позитивний ефект у порівнянні із прототипом полягає у: - збільшенні точності виміру девіації частоти; - розширенні динамічного діапазону зміни частоти модулюючого сигналу; - розширенні динамічного діапазону зміни девіації частоти модульованого сигналу; - збільшенні швидкодії вимірювача за рахунок усування фільтруючих схем; - покращанні можливостей автоматизації процесів виміру, особливо при панорамних вимірюваннях при повільній зміні модулюючої частоти; - можливості виміру пікових значень девіації частоти за рахунок вимірювання на потязі додатних або від'ємних значень модулюючої функції. Джерела інформації 1. Павленко Ю. Ф., Шпаньон П. А. Измерение параметров частотномодулированных колебаний. Радио и связь, 1986. 2. А. С. № 1298682 (СССР) Устройство счета фазовых циклов / Троцишин И. В. Опубл. В Б. И. 1987, №11 2 35945 Фіг. 1 Фіг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3