книги из ГПНТБ / Соркин И.М. Основы радиоизмерительной техники

выбрано равным, например, 1 Мгц с плавной расстрой­ кой от 'номинального значения в пределах до 0,1 %!.

Напряжение от интерполяционного генератора, по­ веряемого предварительно по образцовому генератору, подается на вход делителя. С выхода делителя, син­ хронизированного напряжением интерполяционного ге­ нератора, серия гармоник поступает на вход приемника, в котором смешивается с измеряемой частотой. Регули­ руя расстройку интерполяционного генератора, изме­ няют тем самым интервал серии гармоник (вследствие чего данный метод называется методом скользящих гармоник). -Значение измеряемой частоты определится по величине расстройки интерполяционного генератора, соответствующей нулевым биениям измеряемой частоты с ближайшей гармоникой. Измеряемая частота

Для предыдущего числового примера f x = 20 Мгц, при измерении методом интерполяции по высокой частоте имеем: я = 2000, УС=100,

(и.г = 1 Мгц, А,', г = 1гц, Д,” г = 0,6 гц\ А^г + Д " г = 1 ,5 гц, Af = 0, Д = 30гц, 5 = 1,5-10-6.

Из приведенного числового примера можно видеть, что метод интер­ поляции по высокой частоте дает меньшую точность измерений, чем метод интерполяции по низкой частоте.

130

о

Рис. 4-20. Блок-схема частотоизмерительного устройства с последовательным гетеродинированием.

каскад формирования гармоник, с выхода которого спектр гармоник, кратных 1 Мгц, проходит через первый фильтр нижних частот и поступает на первый смеси­ тель. Одновременно на этот смеситель подается напря­ жение от первого генератора селекции гармоник, часто­ та которого устанавливается на значение

= 32,5 Мгц, и поступает на второй смеситель. На этот же смеситель поступает также напряжение от генератора селекции гармоник и в результате гетеродинирования обоих колебаний на выходе второго смесителя восста­ навливается требуемая образцовая гармоника

(4-24)

из спектра частот, подведенных к входу первого смеси­ теля.

Номер используемой гармоники п отсчитывается по шкале генератора первого селектора гармоник. Таким образом, при плавной настройке первого генератора се­ лекции гармоник в диапазоне 33,5—62,5 Мгц происхо­ дит поочередное выделение гармоник от il до 30 Мгц, настройка на которые обнаруживается по показаниям первого индикатора гармоник.

Выделенная образцовая частота проходит через вто­ рой фильтр нижних частот и поступает на третий сме­ ситель, на который одновременно подается измеряемая частота fx, лежащая в диапазоне 100 кгц — 30 Мгц. После гетеродинирования на выходе третьего смесителя

Затем с помощью аналогичного второго селектора, вы­ дающего образцовые гармоники, кратные 10 кгц, эта

132

частота преобразуется во вторичную разностную ча­ стоту

тывается с помощью интерполяционного генератора на диапазон частот 0—5000 гц и электронного осцилло­

с образцовой частотой, образуемой в результате синтеза ряда составляющих образцовых частот.

Упрощенная блок-схема такого частотоизмерительно­ го устройства показана на рис. 4-21. Образцовая частота формируется путем набора и преобразования трех со­ ставляющих образцовых частот:

1) гармоники, кратной 100 кгц, устанавливаемой по шкале первого избирательного генератора и выделяемой первым селектором;

2)гармоники, кратной 1 кгц, устанавливаемой по шкале второго избирательного генератора и выделяемой вторым селектором;

3)напряжения от интерполяционного генератора

■звуковой частоты со шкалой I—Ч ООО гц через 1 гц.

133

Напряжения этих трех составляющих образцовых частот поступают на пятый смеситель, на 'выходе кото­ рого образуется напряжение суммарной образцовой ча­ стоты

fo6p = AM00 (кгц)-\-п-\ (кгц)-\-Р (гц). (4-30)

Это напряжение вместе с напряжением измеряемой ча­ стоты fx поступает на шестой смеситель. Если подобрать суммарную образцовую частоту так, чтобы она равня­ лась измеряемой частоте, то на выходе смесителя будут нулевые биения, обнаруживаемые по показаниям инди­ катора нулевых биений.

При этом измеряемая частота /х = /обр и отсчитывает­ ся суммированием показаний по шкалам трех генера­

устройств нашло свое отражение в радиоизмерительной технике в виде создания прецизионной частотоизмеритсльной аппаратуры, в которой отсчет измеряемой часто­ ты производится непосредственно с помощью электрон­ ного счетчика. Счетное частотоизмерительное устрой­ ство позволяет производить измерение частоты абсолют­ ным методом — отсчетом числа периодов измеряемой ча­ стоты за известный промежуток времени.

По сравнению с чаетотоизмерительными устройства­ ми, в которых измерение частоты производится методом сравнения е образцовой частотой и последующим отсче­ том разностной частоты с помощью интерполяционного генератора и осциллографа, счетные частотоизмеритель­ ные устройства обладают следующими преимуществами:

1. В счетном частотоизмерительном устройстве отпа­ дает необходимость в изготовлении трудоемкого, дорого­ стоящего интерполяционного генератора, детали которо­ го для получения высокой разрешающей способности шкалы требуют тщательной механической обработки

исборки.

2.Поскольку измеряемая частота отсчитывается не­ посредственно на передней панели прибора, значительно упрощается и ускоряется процесс измерений, выполне­

ние которого не требует высококвалифицированного тех­ нического персонала.

135

3. Исключается ввзможность ошибок при определ нии номера использованной гармоники, особенно в тех случаях, когда необходим высокий номер гармоники, а также ошибок, связанных с определением знака раз­ ностной частоты.

На рис. 4-22 приведена блок-схема частотоизмерителыюго устройства, в котором измеряемая частота в диапазоне до 30 Мгц преобразуется в разностную ча­ стоту, лежащую .в диапазоне до 1 Мгц, отсчитываемую непосредственно электронным декадным счетчиком. В этой схеме напряжение образцового кварцевого гене-

гармоник, где преобразуется в короткие импульсы, со­ держащие спектр частот, кратных 1 Мгц.

Из этого спектра образцовых частот селектор гармо­ ник выделяет требуемую гармонику, номер которой отсчитывается по шкале селектора гармоник. Эта гар­ моника проходит через фильтр нижних частот с часто­ той среза 30 Мгц и поступает на смеситель вместе с измеряемой частотой fx от приемника. На выходе сме­ сителя образуется разностная частота F = fx—nf0 бр, ве­ личина которой не превышает 1 Мгц. Напряжение раз­ ностной частоты проходит через фильтр нижних частот с частотой среза 1 Мгц и поступает на вход счетного частотоизмерительного устройства.

Основными элементами счетного частотоизмерительиого устройства являются формирующее устройство, электронный переключатель и электронный счетчик.

136

Формирующее устройство преобразует колебания измеряемой разностной частоты F в импульсы отрица­ тельной полярности с частотой 'повторения, равной изме­ ряемой частоте.

Электронный переключатель представляет собой триггерную схему, подключающую формирующее устройство к электронному счетчику на интервал време­ ни, на протяжении которого производится счет импуль­ сов измеряемой частоты.

определится суммированием показаний селектора гар­ моник и электронного счетчика.

Абсолютная погрешность измерения частоты опреде­ лится согласно соотношению

где п — номер использованной гармоники, кратной 1 Мгц, отсчитываемый по шкале селектора гармоник;

8„бр — относительная погрешность образцового генера­ тора;

Дсч— абсолютная погрешность электронного счетчика. Величина этой погрешности равна zt; 1 счет, что соответствует погрешности измерения частоты гh 1 гц.

137

ГЛАВА ПЯТАЯ

ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ И ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ

5-1. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

При радиотелефонной передаче высокочастотного не­ сущего колебания, модулированного сигналами звуко­ вой частоты, степень модуляции количественно харак­ теризуется изменением параметров высокочастотного колебания под действием модулирующего напряжения. В зависимости от того, воздействует ли модулирующий сигнал на амплитуду, частоту или фазу несущего вы­ сокочастотного колебания, различаются соответственно амплитудная, частотная или фазовая модуляция. Наи­ большее применение на практике получили амплитудная и частотная модуляция.

При амплитудной модуляции амплитуда несущего колебания изменяется во времени по закону модулирую­ щего сигнала. Степень модуляции характеризуется коэф­ фициентом амплитудной модуляции, который равен отношению максимального приращения амплитуды к ее среднему значению

где т — коэффициент амплитудной модуляции;

ДА — максимальное приращение амплитуды несущего колебания, пропорциональное амплитуде моду­ лирующего напряжения;

А0 — среднее значение амплитуды модулированного колебания, которое для симметричной модуля­ ции равно амплитуде немодулированной несу­ щей.

В общем случае нелинейного тракта, когда форма модулированного колебания несимметрична, прираще­ ния амплитуды вверх и вниз, соответствующие положи­ тельной и отрицательной полуволнам модулирующего напряжения, будут неодинаковыми. Поэтому вводится понятие о коэффициенте амплитудной модуляции

1 3 8

вверх ftiB й о коэффициенте амплитудной модуЛяцйй вниз т н, где

(5-2)

и

(5-3)

ДЛВ— максимальное приращение амплитуды вверх; ЛЛн — максимальное приращение амплитуды вниз.

Р и с . 5 -1 . Ф о р м а к о л е б а н и я п р и с и н у с о и д а л ь н о й а м п л и т у д н о й м о д у л я ц и и .

При синусоидальной амплитудной модуляции урав­ нение модулированного колебания

где и — мгновенное значение модулированного колебания;

Л0 — среднее значение амплитуды;

т— коэффициент амплитудной модуляции;

Q — угловая частота модулирующего напряжения;

откуда коэффициент амплитудной модуляции, выраженный в процентах,

(5-5)

Аълак с + Аы ии

139