Пристрій для вимірювання короткочасної нестабільності частоти

Союз Советских Социалистических Республик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ (И) СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву » (22)3аявлено 16.12.80 (21)3218030/18-21 (5ї)М. К/. G 0 1 R 23/00 с присоединением заявки J*ft Гссударстншый комитет СССР по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (23)Приоритет Опубликовано 15.11.82. Бюллетень Jft 42 (53)УДК621.317. .7(088.8) Дата опубликования описания 15.11.82 А. С. Клейман, Е. П. Тимофеев, Е. М. Бороховский и Г. В. Зозуля (71) Заявитель ( 5 4 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРАТКОВРЕМЕННОЙ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ЧАСТОТЫ 1 Изобретение относится к контролъно-ч. измерительной технике и может быть использовано при сравнении образцовых частот с метрологической точностью. Известное устройство для намерения кратковременной нестабильности частоты содержит фазовый детектор, на один вход которого подан выход опорного генератора, а на второй - выход исследуемого генератора. ВЬБІОД фазового детектора через усилитель связан с анализатором спектра 1 1 3 • Недостаток известного устройства низкое быстродействие. Наиболее і близким к предлагаемому 'по технической сущности является устрой- 15 ство для измерения кратковременной нестабильности частоты, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, усилитель, перестраиваемый фильтр верхних частот (ПФВЧ) и измеритель среднеквадратического значения (ИСКЗ). Причем, на один вход фазового детектора подан выход источника опорного сигнала г к tfa (опорного генератора), а на второй - выход источника исследуемого сигнала (исследуемого генератора) [ 2 ] . Однако указанное устройство характеризуется существенными недостатками, так как для получения ряда данных необходимо переключать ПФВЧ, что приводит к усложнению и увеличению времени измерений. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Цель достигается тем, что в устройство для измерения кратковременной нестабильности частоты, содержащее последовательно соединенные фазовый детектор, усилитель, перестраиваемый фильтр верхних частот, а также измеритель среднеквадратического значения напряжения, введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, генератор развертки, блок управления и первый управляемый усилитель, последовательно соединенные коммутируемый накопитель, квадратор и второй управляемый усилитель, а З 974293 4 также последовательно соединенные перезовать коррекцию результатов измерения страиваемый фильтр низких частот и поро6 R U ( ^ ) Д л я получения точного соответстговый блок, вход которого подключен такВИЯ ИХ Ь у \ - сигнала на выходе устже к выходу перестраиваемого фильтра ройства. верхних частот и к выходу генератора Возможный вариант исполнения блока развертки, при этом выход перестраиваеуправления представлен на чертеже. На мого фильтра верхних частот подключен к входы делителя подаются сигналы со вховходу перестраиваемого фильтра низких да и выхода коммутируемого ьакопителя. частот, второй выход которого соединен с Сигнал с выхода делителя через АШ1 15 і входом измерителя среднеквадратического ю подается на вход электронного переключазначения напряжения, выход последнего теля 16, который в зависимости от велидоединен с первым входом коммутируемочины сигнала подключает к управляемым го накопителя, второй вход которого подусилителям 8 и 9 тот или иной делитель ключей к выходу тактового генератора, вы- аттенюатора блока 17. Для получения на ход коммутируемого накопителя соединен*, is выходе устройства б-чД^) и 5 ц, (f) к уейс вторым входом первого управляемого лителю подключается делитель 14,велиусилителя и с вторым входом блока управчина которого зависит от прикладываемого к нему напряжения от генератора 10 ления, третий вход которого подключен к развертки. выходу измерителя среднеквадратического Введение перестраиваемого фильтра значения напряжения, а второй выход блонизких частот позволяет получить на выка управления соединен с вторым входом ходе ИСКЗ 5 величину ( э р ( т ) . Это позвторого управляемого усилителя. воляет, сравнивая сигналы на входе и на На чертеже представлена блок—схема_ выходе коммутируемого накопителя 6 опреустройства. Устройство для -измерения кратковре- 25 делить характер поведения & р ( Т ) и й б менной нестабильности частоты содержит 5oi(£). и следовательно, выставить с попоследовательно соединенные фазовый демощью устройства управления необходимые коэффициенты усиления, чтобы полутектор 1, усилитепь 2, перестраиваемый чить точные значения (£). фильтр 3 верхних частот, перестраиваемый Тактовый генератор, генератор разфильтр 4 низких частот, измеритель 5 вертки и пороговое устройство обеспечисредиеквадратического значения напряжевают получение на выходе управляемых ния (ИСКЗ) коммутируемый накопитель 6, усилителей 8 и 9 значений (э\>(Т)и 5if(f), блок 7 управления, управляемые усилитеменяющихся во времени синхронно с разли 8 и 9, генератор 10 развертки, тактоверткой в заданном диапазоне, что делает вый генератор 11, пороговый блок 12 и 35 возможным наблюдение этих характерисквадратор 1 3 . тик на любом индикаторном устройстве. Блок 7 управления состоит из делителя 14, аналого-цифрового преобразователя (АІШ) 15, электронного переключателя 16 и блока 17 управляемых аттенюаторов. 40 Причем входы делителя 14 соединяются CD зкодом и выходом коммутируемого накопителя 6, а выход делителя 14 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя 15, который подключен к электронному переключателю 16, а электронный переключатель 16 подключен к блоку 17 управляемых аттенюаторов. При измерении t)А((£Приведены Делитель 1 4 находит отношение напряв таблице. жений на входе коммутируемого накопиКо п 0,558-^ —-1 К1 / £ 11.3г*к, 1.11 К, l,8Ot 1 l,34t O(2b2 yGnT^JTfnT 1 6 U x) 0,4-1 0,82 ^1 O.71T 0,23% , 0,Ъ5 j 0,83 8КО£П 0,91 J7 2 K 4 t 4*4* ?* 1,63 *£ К4/£4 1,19 ^1,63 1,09 1,03 - верхняя граничная частота усилителя Точность измерения 6 y i / r ) H S V ( £ ? о п ределяется в основном дискретностью смещения частот срезов перестраиваемых филътров и дискретизацией по видам фазовых шумов. При необходимости дискретизацию по видам шумов можно увеличить, используя предварительную калибровку прибора ( н а пример, анализатором спектра и девиометром). 7 974293 Точность измерения 6 у си J и s v (f) p а также последовательно соединенные пеопределяется только погрешностью уста» рестраиваемый фильтр низких частот и пововки коэффициентов передачи узлов, исроговый блок, вход которого подключен пользуемых в приборе, т. е. в отличие от также к выходу перестраиваемого фильтра верхних частот и к выходу генератора прототипа - полностью исключена методиразвертки, при этом выход пере^ "раиваеческая погрешность, так как в процессе мого фильтра верхних частот подключен к измерения получают не дискретные значевходу перестраиваемого фильтра низких ния &у (как в прототипе), а зависимость "частот, второй выход которого соединен 6у ('С), то естественно, по сравнению с с входом измерителя среднеквадратичеспрототипом, где требуется длительный to кого значения напряжения, выход последпроцесс получений e-y('t), общий процесс него соединен с первым входом коммутиизмерения существенно ускоряется. Предруемого накопителя, второй вход которого лагаемое устройство позволяет получить подключен к выходу тактового генератора, одновременно величину 5 выход коммутируемого накопителя соеди15 нен с вторым входом первого управляемо^ го усилителя и с вторым входом блока Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я управления, третий вход которого подключен к выходу измерителя среднеквадУстройство для измерения кратковрератического значения напряжения, а второй менной нестабильности частоты, содержа- 20 выход блока управления соединен с втошее последовательно соединенные фазовый рым входом второго управляемого усилидетектор, усилитель, перестраиваемый теля. фильтр верхних частот, а также измери-. Источники информации, тель среднеквадратического значения напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 25 принятые во внимание при экспертизе что, с целью повышения быстродействия, 1. Нароков А. С , Панеев Г. П. "Вопров него введены последовательно соединенсы радиоэлектроники". Серия радиоизменые генератор тактовых импульсов, генерительной техники. Вып. 2, 1970, с. 7 2 . ратор развертки, блок управления и первый 2.Rutmoin X C f i a r a c t e H z a t f o n of ' управляемый усилитель, последовательно " 30 f S t a b U H * . U E E E Tr 3 n s t r . соединенные коммутируемый накопитель, 3 M - 1 5 1 n o i l 40-49 (протоквадратор и второй управляемый усилитель, тип). , —> Редактор H. КшітулилєД Составитель Е. Винокурова Техред Л.Пекарь Корректор В. Прохненко Заказ 8 6 8 9 / 6 3 Тираж 7 1 7 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 1 3 0 3 5 , Москва, Ж-35,, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4