Вимірювач частоти свіп-генератора

Реферат: UA 120287 U UA 120287 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі радіовимірювальної техніки і може бути застосована в частотних характеріографах. Відомий вимірювач частоти свіп-генератора характеріографа [Прибор для исследования амплитудно-частотных характеристик XI-47. Технические характеристики и альбом электрических схем. Формирователь частотных меток 5.035.327 33, стр. 12], що складається з послідовно з'єднаних аналогового перемножувача сигналів, фільтра нижніх частот і формувача імпульсів, а також генератора гармонік, причому перший вхід аналогового перемножувача сигналів є входом пристрою, його другий вхід з'єднаний з генератором гармонік, а вихід формувача імпульсів є виходом пристрою. Недоліком вимірювача є низька точність внаслідок неможливості формування мітки, яка відповідала би будь-якій частоті свіп-генератора в межах його робочого діапазону. За найближчий аналог обрано вимірювач частоти свіп-генератора [В.Л. Кофанов, С.П. Кононов, Є.М. Вельгус. Визначення частоти міток у НВЧ вимірювачах частотних характеристик // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. - 2009. - № 1. - С. 59-64.], що складається з послідовно з'єднаних блока перестройки, свіп-генератора, змішувача, крім того послідовно з'єднаних формувача міток і блока керування та обчислення, а також першого і другого опорних генераторів та ключа, причому вхід блока перестройки з'єднаний з першим виходом блока керування та обчислення, до першого та другого входів ключа приєднано перший та другий опорні генератори відповідно, вхід керування ключем з'єднаний з другим виходом блока керування та обчислення, вихід ключа приєднаний до другого входу змішувача, третій вихід блока керування та обчислення є виходом приладу. Недоліком найближчого аналога є низька точність внаслідок неможливості формування мітки, яка відповідала би будь-якій частоті свіп-генератора в межах його робочого діапазону. В основу корисної моделі поставлена задача створення вимірювача частоти свіпгенератора, в якому за рахунок введення фільтра нижніх частот та третього опорного генератора, можливо сформувати мітку, яка відповідала б будь-якій частоті свіп-генератора в межах його діапазону, що призводить до підвищення точності вимірювань. Поставлена задача вирішується тим, що у вимірювач частоти свіп-генератора, що складається з послідовно з'єднаних блока перестройки, свіп-генератора, змішувача, послідовно з'єднаних формувача міток і блока керування та обчислення, а також першого і другого опорних генераторів та ключа, причому вхід блока перестройки з'єднано з першим виходом блока керування та обчислення, до першого та другого входів ключа приєднано перший та другий опорні генератори відповідно, вхід керування ключем з'єднано з другим виходом блока керування та обчислення, вихід ключа приєднано до другого входу змішувача, третій вихід блока керування та обчислення є виходом вимірювача, відповідно корисної моделі, додатково введено фільтр нижніх частот і третій опорний генератор, причому вхід фільтра нижніх частот приєднано до виходу змішувача, а вихід з'єднано з входом формувача міток і другим входом блока керування та обчислення, вихід третього опорного генератора приєднано до третього входу ключа, а його вхід з'єднано з четвертим виходом блока керування та обчислення. На фіг. 1 представлено структурну схему вимірювача частоти свіп-генератора; на фіг. 2 зображені часові характеристики сигналів в окремих точках структурної схеми приладу; на фіг. 3 - зміна в часі частоти і напруги на виході фільтра нижніх частот. Вимірювач частоти свіп-генератор складається з послідовно з'єднаних блока перестройки 1 та свіп-генератора 2, змішувача 3, фільтра нижніх частот 9, формувача міток 4 та блока керування та обчислення 5, а також з ключа 8, до першого входу якого приєднано перший опорний генератор 6, до другого входу приєднано другий опорний генератор 7, до третього входу приєднано третій опорний генератор 10. Вхід блока перестройки 1 з'єднано з першим виходом блока керування та обчислення 5, вихід ключа 8 з'єднано з другим входом змішувача 3, вихід фільтра нижніх частот 9 приєднано до другого входу блока керування та обчислення 5; другий вихід блока керування та обчислення 5 з'єднано з входом керування ключем 8, четвертий вихід блока керування та обчислення 5 з'єднано з входом третього опорного генератора 10, а третій вихід блока керування та обчислення 5 є виходом пристрою. Вимірювач частоти свіп-генератора працює наступним чином. Пилкоподібну напругу блок перестройки 1 починає формувати з приходом на його вхід імпульсів UБКО від блока керування та обчислення 5 (фіг. 2, а). Частота fСГ вихідної напруги свіпгенератора 2, підключеного до першого входу змішувача 3 змінюється під час прямого ходу лінійно змінної напруги блока перестройки 1 за лінійним законом (фіг. 2, б). На другий вхід змішувача 3 подається напруга, у вигляді коротких імпульсів, з першого 6 або другого 7, або третього 10 опорних генераторів. Гармоніки вихідної напруги опорних генераторів 6, 7 та 10 1 UA 120287 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 розподілені рівномірно у робочому діапазоні частот свіп-генератора з кроком f1 , f2 , f3 , відповідно. Під час першого періоду розгортання частоти свіп-генератора 2 до змішувача 3 приєднаний перший опорний генератор 6 з частотою f1 . При цьому на виході змішувача 3 спостерігаються "нульові биття", за якими формувач міток 4 створює на вході блока керування та обчислення 5 імпульси міток тривалістю 2 з частотним кроком f1 (фіг. 2, в). Часове положення цих міток запам'ятовується в блоці керування та обчислення 5. Так в часі формуються координатні мітки. Під час другого періоду розгортання частоти свіп-генератора 2 до змішувача 3 приєднаний f f1 другий опорний генератор 7 з частотою f2  f1  F , де F   макс - частота зсуву, fмакс nмакс n2 максимальна частота свіп-генератора 2, nмакс - максимальний номер гармоніки першого опорного генератора 6. Перед формувачем міток 4 встановлений фільтр нижніх частот 9 зі f F смугою пропускання 1 . При появі першої координатної мітки блок керування та обчислення 2 5 визначає в двох послідовних часових інтервалах тривалістю кожний  кількість квазіперіодів напруги з виходу фільтра нижніх частот 9 S1 , S 2 (фіг. 2, в, фіг. 3). Блок керування та обчислення 5 розраховує частоту свіп-генератора 2 fмп в момент появи першої координатної мітки за формулами: S  S2 fмп  nf1  1  f1, якщо S1  S 2 ; 2F S  S2 f1  F  1 2 fмп  nf1   f1, якщо S1  S 2 ; F де n - номер гармоніки першого опорного генератора 6 з частотою f1 ;. Блок керування та обчислення 5 за відомим номером гармоніки n першого опорного генератора 6 визначає частоти всіх координатних міток в смузі гойдання свіп-генератора 2. Під час третього періоду розгортання частоти свіп-генератора 2 формується вимірювальна мітка (фіг. 2, в), яка відповідає довільній частоті fв им свіп-генератора 2 в межах його робочого діапазону. До змішувача 3 приєднується третій опорний генератор 10, частота якого f3 задається кодом керування від блока керування та обчислення 5. Третій опорний генератор діапазонний і працює в межах від f1 до 2f1 . Частота третього опорного генератора знаходиться з виразу: f  nf1 , f3  f1  в им nв им де nв им - номер гармоніки першого опорного генератора 6, який відповідає частоті попередньої вимірювальній координатної мітки. З четвертого і далі періоду розгортання частоти свіп-генератора 2 на виході блока керування та обчислення 5 формуються короткі імпульси координатних і вимірювальної міток М (фіг. 2, г), які визначають частоту свіп-генератора 2 в будь-який момент гойдання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Вимірювач частоти свіп-генератора, що складається з послідовно з'єднаних блока перестройки, свіп-генератора, змішувача, послідовно з'єднаних формувача міток і блока керування та обчислення, а також першого і другого опорних генераторів та ключа, причому вхід блока перестройки з'єднано з першим виходом блока керування та обчислення, до першого та другого входів ключа приєднано перший та другий опорні генератори відповідно, вхід керування ключем з'єднано з другим виходом блока керування та обчислення, вихід ключа приєднаний до другого входу змішувача, третій вихід блока керування та обчислення є виходом приладу, який відрізняється тим, що в нього введено фільтр нижніх частот і третій опорний генератор, причому вхід фільтра нижніх частот приєднано до виходу змішувача, а вихід з'єднано з входом формувача міток і другим входом блока керування та обчислення, вихід третього опорного генератора приєднано до третього входу ключа, а його вхід з'єднано з четвертим виходом блока керування та обчислення. 2 UA 120287 U 3 UA 120287 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4