Сочетание методов дискретного счета и гетеродинного

Значительное расширение диапазона частот, измеряемых одним прибором, достигается в результате сочетания метода дискретного счета с гетеродинным. Аппаратурно это осуществляется путем дополнения электронно-счетного частотомера гетеродинным преобразователем частоты (вид Ч5) – прибором для переноса частоты или спектра сигнала в ту область частот, где наиболее целесообразно проводить измерения. Например, электронно-счетный частотомер Ч3-39 совместно с комплектом преобразователей обеспечивает измерения частот от 10 Гц до 70 ГГц.

Преобразователи характеризуются диапазоном преобразуемых частот, чувствительностью по напряжению, погрешностью преобразования, способом отсчета результатов измерения, уровнем автоматизации процедуры измерений.

Структурные схемы гетеродинных преобразователей разнообразны. Один из вариантов преобразователя, называемого гетеродинным переносчиком частоты, показан на рис. 8.5.

При разомкнутом ключе электронно-счетный частотомер используется как самостоятельный прибор. В этом случае напряжение измеряемой частоты подается на вход 1, причем пределы измеряемых частот определяются рабочим диапазоном электронно-счетного частотомера. Замыканием ключа схема преобразуется в своеобразный гетеродинный частотомер. В отличие от обычных, в подобном гетеродинном частотомере отсутствует кварцевый калибратор, так как основная частота гетеродина не кали-

бруется, а измеряется электронно-счетным частотомером. Вследствие использования большого числа гармоник гетеродина становится возможным измерять частоты в широком диапазоне. Достоинством подобного прибора является возможность измерять не только частоту непрерывных сигналов,
	Рис. 8.5. Структурная схема электронно-счетного частотомера с гетеродинным преобразователем частоты

но и несущую частоту радиоимпульсов. Основной недостаток – необходимость вычислять номер гармоники и измеряемую частоту.

В широкодиапазонных цифровых частотомерах применяют автоматические преобразователи с фазовой автоподстройкой частоты. Известны схемы с автоматическим увеличением времени усреднения, с делением частоты гетеродина, с использованием режима измерения отношения частот электронно-счетным частотомером, с автоматически перестраиваемым фильтром и др.

На рис. 8.6 приведена схема с делением частоты гетеродина. Ее работа заключается в следующем.

	Напряжение измеряемой частоты подводится параллельно к первым входам смесителей 1 и 2. В смесителе 1 оно смешивается с напряжением n-й гармоники гетеродина 1, который автоматически перестраивается по частоте (роль фазового детектора выполняет смеситель). В режиме синхронизации и, следовательно (8.12) Напряжение основной частоты гетеродина 1 смешивается в сме- сителе 3 с напряжением частотой
Рис. 8.6. Структурная схема гетеродинного переносчика частоты с делением частоты гетеродина

гетеродина 2. Сигнал разностной частоты через усилитель подается на один вход фазового детектора, на второй вход которого поступает напряжение с выхода делителя частоты (с коэффициентом деления ). Частота этого напряжения .

Система ФАПЧ перестраивает частоту второго гетеродина до наступления равенства = . Так как , то

(8.13)

В смесителе 2 напряжение частотой смешивается с напряжением n-й гармоники гетеродина 2. С выхода этого смесителя снимается сигнал промежуточной частоты

(8.14)

Частота измеряется электронно-счетным частотомером, а измеряемая частота .

Выбор числа k определяется значением измеряемой частоты и диапазоном рабочих частот электронно-счетного частотомера. Например, если прибор измеряет частоты до 100 МГц, то в преобразователе, обеспечивающем диапазон 0,4 – 1 ГГц, может быть применен делитель с коэффициентом деления 10, т.е. k = 1. При требуемом диапазоне 1 – 10 ГГц число k – 2 и т. д.