Вимірювач частоти свіп-генератора

Реферат: Вимірювач частоти свіп-генератора складається з першого генератора гармонік, формувача міток, послідовно з'єднаних блока керування та обчислення, блока перестройки, свіпгенератора, першого стробоскопічного змішувача, а також послідовно з'єднаних другого стробоскопічного змішувача, фільтра нижніх частот, керувача, другого генератора гармонік. В нього введено подільник частоти, послідовно з'єднані другий фільтр нижніх частот, третій стробоскопічний змішувач, суматор, причому вихід другого фільтра нижніх частот приєднаний також до другого входу суматора, вихід першого генератора гармонік з'єднаний через подільник частоти з другим входом третього стробоскопічного змішувача, вхід другого фільтра нижніх частот приєднаний до виходу першого стробоскопічного змішувача, а вихід суматора з'єднаний зі входом формувача міток. UA 111782 U (54) ВИМІРЮВАЧ ЧАСТОТИ СВІП-ГЕНЕРАТОРА UA 111782 U UA 111782 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі радіовимірювальної техніки і може бути застосована в частотних характеріографах. Відомий вузол для виміру частоти свіп-генератора [Электронные измерительные приборы и методы измерений / Ф. Мейзда: Пер. с анг. - М.: Мир, 1990. - 207 с.], що містить свіп-генератор, змішувач, генератор та частотомір. Недоліком такого вузла є великий час виміру, що складається з часу, необхідного для переналаштування генератора, та часу виміру частотоміра. За прототип вибрано визначник частоти свіп-генератора [Патент України № 70996, МПК8 G01R 23/00, бюл. № 12 опубл. 25.06.2012 р.], що складається з послідовно з'єднаних блока перестройки, свіп-генератора, першого стробоскопічного змішувача, формувача міток, блока керування та обчислення, причому вхід блока перестройки з'єднаний з першим виходом блока керування та обчислення, а також першого генератора гармонік, який з'єднаний з другим входом першого стробоскопічного змішувача, другого стробоскопічного змішувача, перший вхід якого з'єднаний з виходом свіп-генератора, другого генератора гармонік, вихід якого з'єднаний з другим входом другого стробоскопічного змішувача і другим входом блока керування та обчислення; керувача та фільтра нижніх частот, які з'єднані послідовно, причому другий вхід керувача з'єднаний з другим виходом блока керування та обчислення, вихід керувача приєднаний до входу другого генератора гармонік; третій вихід блока керування та обчислення є виходом визначника частоти свіп-генератора. Недоліком прототипу є великий час виміру внаслідок залежності його від часового інтервалу між мітками на виході формувача міток, які кратні частоті першого генератора гармонік. В основу корисної моделі поставлена задача створення вимірювача частоти свіпгенератора, в якому, за рахунок введення подільника частоти, другого фільтра нижніх частот, третього стробоскопічного змішувача і суматора, зменшується час виміру. Поставлена задача вирішується тим, що у вимірювач частоти свіп-генератора, що складається з двох генераторів гармонік, формувача міток, послідовно з'єднаних блока керування та обчислення, блока перестройки, свіп-генератора, першого стробоскопічного змішувача, а також послідовно з'єднаних другого стробоскопічного змішувача, фільтра нижніх частот, керувача, другого генератора гармонік, причому вихід формувача міток приєднаний до першого входу блока керування та обчислення, вихід першого генератора гармонік з'єднаний з другим входом першого стробоскопічного змішувача, перший вхід другого стробоскопічного змішувача приєднаний до виходу свіп-генератора, другий вихід блока керування та обчислення з'єднаний з другим входом керувача, вихід другого генератора гармонік приєднаний до другого входу другого стробоскопічного змішувача і другого входу блока керування та обчислення, третій вихід блока керування та обчислення є виходом пристрою, додатково введено подільник частоти, послідовно з'єднані другий фільтр нижніх частот, третій стробоскопічний змішувач, суматор, причому вихід другого фільтра нижніх частот приєднаний також до другого входу суматора, вихід першого генератора гармонік з'єднаний через подільник частоти з другим входом третього стробоскопічного змішувача, вхід другого фільтра нижніх частот приєднаний до виходу першого стробоскопічного змішувача, а вихід суматора з'єднаний зі входом формувача міток. На фіг. 1 представлено структурну схему вимірювача частоти свіп-генератора. На фіг. 2 наведено часові залежності напруг і частот, що формуються у вимірювачі. Вимірювач частоти свіп-генератор складається з першого генератора гармонік 1, формувача міток 2, послідовно з'єднаних блока керування та обчислення 3, блока перестройки 4, свіпгенератора 5, першого стробоскопічного змішувача 6, а також з послідовно з'єднаних другого стробоскопічного змішувача 7, першого фільтра нижніх частот 8, керувача 9, другого генератора гармонік 10, а також з подільника частоти 11, послідовно з'єднаних другого фільтра нижніх частот 12, третього стробоскопічного змішувача 13, суматора 14; причому вихід формувача міток 2 приєднаний до першого входу блока керування та обчислення 3, вихід першого генератора гармонік 1 з'єднаний з другим входом першого стробоскопічного змішувача 6, перший вхід другого стробоскопічного змішувача 7 приєднаний до виходу свіп-генератора 5, другий вихід блока керування та обчислення 3 з'єднаний з другим входом керувача 9, вихід другого генератора гармонік 10 приєднаний до другого входу другого стробоскопічного змішувача 7 і другого входу блока керування та обчислення 3, вихід другого фільтра нижніх частот 12 приєднаний також до другого входу суматора 14, вихід першого генератора гармонік 1 з'єднаний через подільник частоти 11 з другим входом третього стробоскопічного змішувача 13, вхід другого фільтра нижніх частот 12 приєднаний до виходу першого стробоскопічного змішувача 13, вихід суматора 14 з'єднаний зі входом формувача міток 2, а третій вихід блока керування та обчислення 3 є виходом пристрою. 1 UA 111782 U Вимірювач частоти свіп-генератора працює наступним чином. Від блока керування та обчислення 3 на вхід блока перестройки 4 надходить імпульсна напруга U1БКО (фіг 2,а). У відсутності імпульсу блок перестройки 4 формує зростаючу напругу 5 прямого ходу розгортки. Під час дії імпульса U1БКО відбувається зворотній хід розгортки блока перестройки 4. Частота f СГ вихідної напруги свіп-генератора 5, підключеного до перших входів стробоскопічних змішувачів 6, 7, змінюється під час прямого ходу зростаючої напруги блока перестройки 4 від мінімального fmin до максимального fmax значення (фіг 2,б). Гармоніки 10 вихідної напруги генератора гармонік 1 розподілені рівномірно в робочому діапазоні частот з кроком f0 . На виході змішувача 6 будуть спостерігатися „нульові биття", за якими формувач міток 2 формує імпульси міток на першому вході блока керування та обчислення 3 (фіг. 2,в), що відповідають частотам nf 0 та n  1 f0 , де n - номер гармоніки генератора гармонік 1. Також   „нульові биття" будуть спостерігатися на виході змішувача 13, коли частота на виході другого f0 і частота гармоніки з виходу подільника 2 частоти 11 з коефіцієнтом поділу N  2, 3, 4... (фіг. 2,в наведена для N  2 ) співпадають. Після фільтра нижніх частот 12 зі смугою пропускання 15 появи першої мітки від формувача міток 2, блок керування та обчислення 3 подає на керувач 9 напругу вмикання (фіг. 2,г), завдяки чому починає діяти зворотний зв'язок регулювання частотою першої гармоніки генератора гармонік 10. Її частота починає змінюватися від початкової f 0 F  0 до кінцевої f0  F (фіг. 2,д).  20  Процес регулювання завершується з появою наступної другої мітки від суматора 14 (фіг. 2, в-д). Зворотний зв'язок регулювання підтримує „нульові биття" на виході фільтра нижніх частот 8. В результаті, в момент появи другої мітки (фіг. 2,в) виконується умова: nf0  f0 f  nf0  F або n  0 . n N Частота свіп-генератора 5, що відповідає в часі першій мітці, fM  nf 0 . Тому 25 30 f 02 . NF Частота F , на яку різняться частоти перших гармонік генераторів гармонік 1, 10 вимірюється fM  в блоці керування та обчислення 3. Розглянутий процес визначення частоти свіп-генератора 5 повторюється з частотою, що зворотна періоду розгортки. Завдяки додатковому введенню третього стробоскопічного змішувача 13, подільника частоти 11, з коефіцієнтом N , додаткового фільтра нижніх частот 12 та суматора 14 скорочується в N разів часовий інтервал між мітками на виході формувача міток 2. Це суттєво зменшує час виміру, тобто піднімає швидкодію вимірювача частоти свіп-генератора. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 Вимірювач частоти свіп-генератора, що складається з першого генератора гармонік, формувача міток, послідовно з'єднаних блока керування та обчислення, блока перестройки, свіпгенератора, першого стробоскопічного змішувача, а також послідовно з'єднаних другого стробоскопічного змішувача, фільтра нижніх частот, керувача, другого генератора гармонік, причому вихід формувача міток приєднаний до першого входу блока керування та обчислення, вихід першого генератора гармонік з'єднаний з другим входом першого стробоскопічного змішувача, перший вхід другого стробоскопічного змішувача приєднаний до виходу свіпгенератора, другий вихід блока керування та обчислення з'єднаний з другим входом керувача, вихід другого генератора гармонік приєднаний до другого входу другого стробоскопічного змішувача і другого входу блока керування та обчислення, третій вихід блока керування та обчислення є виходом пристрою, який відрізняється тим, що в нього введено подільник частоти, послідовно з'єднані другий фільтр нижніх частот, третій стробоскопічний змішувач, суматор, причому вихід другого фільтра нижніх частот приєднаний також до другого входу суматора, вихід першого генератора гармонік з'єднаний через подільник частоти з другим входом третього стробоскопічного змішувача, вхід другого фільтра нижніх частот приєднаний до 2 UA 111782 U виходу першого стробоскопічного змішувача, а вихід суматора з'єднаний зі входом формувача міток. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3