SU667908A1 - Device for measuring frequency variation rate - Google Patents

Description

Иэобретеш1е относитс  к областа радиотехни- , . . ...;-.., -,1The equilibrium belongs to the field of radio engineering,. . ...;-.., -,one

Известно устройство, предназначенное дл  измерени  девиации чистоты сигнала, содержащее смеситель , генератор, фильтр низкой частоты, частотомер 1. ,.A device for measuring the purity deviation of a signal is known, comprising a mixer, a generator, a low-frequency filter, a frequency meter 1.,.

Недостатком известного устройства  вл етс  ограниченна  область его применени  из-за невысокой точности.A disadvantage of the known device is the limited scope of its application due to its low accuracy.

Наиболее близ1а1м к предлагаемоNty устройству  вл етс  измеритель скорости изменени  девиации частбты, содержащий фильтр низких частот, линию задержки, фазовый детектор и оконечный блок 12. Точность работы этого устройства в значительной степени мйжет зайисеть от , шумов фазового детектора.The closest to the proposed device is the measuring device of the rate of change of the deviation of the frequency band, which contains a low-pass filter, a delay line, a phase detector and a terminal unit 12. The accuracy of this device is largely dependent on the noise of the phase detector.

Целью изобретени   вл етс  повьпиёнйё точности измерений путем устранени  вли ни  низкочастотных шумов фазового детектора на работу устройства.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by eliminating the influence of the low-frequency noise of the phase detector on the operation of the device.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство , содержащее оконечный блок и 1юследовательно сЬединеннь1е йинию задержки и фазОвьй детектор, введены резонансный усилитель, последовательно соединенныереактнвный элемент и ; генератор высокой частоты и смеситель, первый вход которого йЬдкл11оченК входной шине устройства , причем вьгход генератора высокой частоты соединен с вторым входом сместител , выход которого 1юдклк)чен к Входа линии задержки и второму входу фазового детектора, выход фазового детектора через резогансный усилитель соединен с входами реактивного элемента и оконечного блока.:..,,:,The goal is achieved by the fact that a resonator amplifier, connected in series with the reactor element and; is inserted into the device containing the terminal unit and, consequently, the combined delay and phase detector,; a high-frequency generator and a mixer, the first input of which is an input bus to the device, and the input of the high-frequency generator is connected to the second input of the displacer, the output of which is connected to the input of the delay line and the second input of the phase detector, the output of the phase detector is connected to the reactive element and end block.: .. ,, ,,:,

Блок-схема устройства дл  измерени  скорости изменени  частоты приведена на чертеже. A block diagram of a device for measuring the rate of change of frequency is shown in the drawing.

Принимаемый сигнал через смеситель 1 поступает одновременно на линию задержки 2 и фазовый детектор 3, на другой вход которого подаёт- с  сигнал с вькода линии задержки. С выхода фазового детектора сигнал через последовательно соеданённыерезонансньш усилитель 4, реактивный элемент 5 и генератор 6 высокой частоты поступает на второй вход смесител  1. При этом одновременно сигнал с выхода резонансного усилит ;    4 поступает на оконечный блок 7, регистриру юишй полезную информацию. Дл  по снени  приАципа paOotbi устройства предполагают, что на его входе действует принимаемый сигнал, О1федел емый сЬотношеннем е Eco5u t где ( скорость изменени  частоты. Далее предполагают, что выходное напр жение резонансного усилител  4 имеет вид p.y y OS5iHt(2) То1гда сигнал генератора 6 можно представить в виде: )(Wot At JCosR t), (3) где собствеМйа  частота генератора 6. На вьвсоде смеситеЯ  Г формируетс  шщ  жение следующего вида а учетом выражений (1) л{3):: -, .-. . см ° Соответственно напр жение, формирующеес  на выхЬде .линии i задержки 2, можно представить соотйощением ®A,3) 4. Д W COS(t-f )J{t-T),(5) где величина задержки сигнала линией задер ки, а выходной сигнал фазового детектора 3 с уче том уравнений (4) и (5) при условии, что Ел.г« см« и 1Л мйжйо записать следуюидам образом Цр(()r AOtC055 ftДанное соотношение можно разложить в р д Фурье, Из этого р да гармоник на резонансный усилитель 4 воздействует только гармоника вида с|..г(Фт)о) 5Й„а-|)С Сравнива  между собой соотношени  (2) и (7), можно сказать, что при cos(ujtf {Uo) входное и выходное, напр жени  резонансного уси лител  наход тс  в фазе. Это означает, что резонан сный усилитель переходит в режим Возбуждени , амш1итуда его йыходного напр жени  растет. ПрИуСЛОВИИ C05((t1jj)f40(9) входное и выходное натф жени  резонансного уси лител  Наход тс  в противофазе. При этом амплитуда его выходного нащ) жеш1  уменьшаетс . Поскольку услови  (8) и (9) во времени чередуютс  с частотой S2i г tbt, (10)/ то на выходе резонансного усилител  наблюдаетей последовательность вспыщек генерации на частоте настройки резонансного усилител  Si s следующа  с частотой Я- . Подава  эту последов тельность вспышек на оконечный блок 7, мо шо определить значение,ft и S соответствни с уравнением (10) искомую величину ( Особенностью предлагаемого устройства  вл етс  то, что полезный сигнал прежде, чем попасть на о сонечный блок, проходат через резонансный усилитель 4, частота настройки которого может выбиратьс  достаточно большой, так чтобы полностыю отфйльтров злись низкочастотные шумы фазового Детектора 3. Это обеспечивает повыщение точности измерений. Дл  оценки вьшгрыша в точности ее оценивают величиной отношени  сигнал на входе оконечкого блока. При этом считают, что основным ио тоЧником шума  вл етс  фазовый детектор. Полосы пропускани  дл  предлагаемого и известного устройств принимают одинаковыми и равными Af, Тогда можно сказать, что Отношение сигнал/ шум дл  Известного и предлагаемого устройств Mo«)Af Тде NO (f) - спектральна  плотность шума фазового детектора.. Известно, что NO (f) -73 , поэтому использу  выражение (11), получают Рщ /i - /р /р где I а I и I-S 1 отношени  сигнал/шум дл  i. известного и предлагаемого устройств соответственно, f и f2- средние частоты, отфильтрованные на-выходе фаговых, детекторов известного и предлагаемого устройств соответственно . Так как в соответствии с ранее изложенным материалом f 2 fi, то М« 1, т, е. предлагаемое устройство действительно обеспечивает существейный выигрыш в точности по сравнению с известным , Формуле изобретени  Устройство измерени  скорости изменени  частоты, содержащее оконечньш блок и последо1вательно соедине нные линию задержки и фазовый детектор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены резонансный усилитель, последовательно соединенные реактивный элемент и генератор высокой частоты и смеситель, первый вход которого подключен к входной шине устройства, причём выход генератора высокр|| частоты совдниен с вторым входом cMcciiTeitiE, выход kOToJ го подключен к входу лишйсзадержки н второму входу фазового детектора, выход которого через резонансньй усцпнтель соединен с входами реак тивного элемента н оконечного блока.The received signal through the mixer 1 is fed simultaneously to the delay line 2 and phase detector 3, to another input of which it receives a signal from the code of the delay line. From the output of the phase detector, the signal is fed through the sequentially connected resonant amplifier 4, the reactive element 5 and the high-frequency generator 6 to the second input of the mixer 1. At the same time, the signal from the output of the resonant amplifier will amplify; 4 enters the terminal block 7, registering your useful information. To clarify the principle of paOotbi, the device assumes that its input is affected by a received signal, O1differenced from Eco5u t where (speed of frequency change. Further assume that the output voltage of the resonant amplifier 4 has the form py y OS5iHt (2) Then 1 when the signal of the generator can be represented as:) (Wot At JCosR t), (3) where the proper frequency of the oscillator is 6. At the top of the mixer G, the following form is formed and taking into account expressions (1) l {3) :: -, .-. . cm ° Correspondingly, the voltage formed at the output of line i of delay 2 can be represented by the correlation ®A, 3) 4. D W COS (tf) J (tT), (5) where the delay of the signal by the delay line and the output signal phase detector 3, taking into account equations (4) and (5), provided that Elg "cm" and 1L mejo are written as follows: Cp (() r AOtC055 ft This ratio can be expanded in the Fourier series, From this number of harmonics the resonant amplifier 4 is affected only by the harmonic of the form with | .. r (ft) o) 5Y „a- |) C Comparing relations (2) and (7) with each other, it can be said that for cos (ujtf {Uo) the input and the output, the voltage of the resonant amplifier is in phase. This means that the resonant amplifier goes into Excitation mode, and the amperage of its output voltage increases. CONCLUSIONS C05 ((t1jj) f40 (9) input and output natfran of the resonant amplifier Is found in antiphase. At the same time, the amplitude of its output voltage is reduced). Since conditions (8) and (9) alternate in time with the frequency S2i and tbt, (10) /, then at the output of the resonant amplifier, a sequence of oscillations of generation is observed at the tuning frequency of the resonant amplifier Si s with the frequency I-. By applying this sequence of flashes to the terminal block 7, it is possible to determine the value, ft and S correspond to the desired value with equation (10) (A feature of the proposed device is that the useful signal passes through the resonant amplifier 4, the tuning frequency of which can be chosen large enough so that the low-frequency noises of the phase Detector 3 are completely baffled. This provides an increase in the measurement accuracy. To estimate overhead exactly it is evaluated by the ratio Neither the signal at the input of the terminal block is considered as the main noise source is the phase detector. The bandwidths for the proposed and known devices are taken to be the same and equal to Af, Then we can say that the signal-to-noise ratio for the Known and proposed devices Mo " ) Af Tde NO (f) is the spectral density of the noise of the phase detector. It is known that NO (f) -73, therefore using expression (11), get Pf / i - / p / p where I and I and IS 1 are the signal ratio noise for i. the known and proposed devices, respectively, f and f2 are medium frequencies, filtered by phage, detectors of the known and proposed devices, respectively. As in accordance with the previously described material f 2 fi, M "1, t, e. The proposed device actually provides a substantial gain in accuracy compared with the known Formula of the Invention A device for measuring the rate of change of frequency, containing the final unit and successively connected lines delays and a phase detector, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, a resonant amplifier, series-connected reactive element and a high-frequency generator and a mixer, are introduced into it the course of which is connected to the input bus of the device, and the generator output is high || The frequency is shared with the second input cMcciiTeitiE, the output of the cotoj is connected to the input without a delay on the second input of the phase detector, the output of which is connected to the inputs of the reactive element and the terminal unit through a resonant amplifier.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination

1.Авторское свидетельство СССР N 415592, кл..С01 R 23/00, 1972.1. Author's certificate of the USSR N 415592, cl. C01 R 23/00, 1972.

2,Авторское (жидетельство, СССР N 211660, кл. G01 В 23/12, 1967.2, Copyright (izdatelstvo, USSR N 211660, class G01 B 23/12, 1967.

-пхз-fhz