24.Девиация частоты и ее измерение методом частотного детектирования.

ЧМ сигнал может быть представлен в общем виде следующим выражением , (6.32)

В большинстве практических случаев является периодической функцией. Из этого выражения следует, что угловая частота ЧМ

, (6.33)

где – отклонение от среднего значения . Величина называется девиацией частоты и характеризует глубину ЧМ. При синусоидальной модулирующей функции общее выражение (6.32) преобразуется в следующее

(6.34)

Из (6.34) следует, что и определяется только амплитудой модулирующего напряжения и не зависит от . Величина называется индексом частотной модуляции и характеризует амплитуду изменения .

В практике радиоизмерений применяются два основных метода измерения :

-метод частотного детектирования;

-метод измерения по «нулям» функции Бесселя, называемый еще методом исчезающей несущей.

Измерение методом частотного детектирования

Частотное детектирование позволяет преобразовать ЧМ сигнал в низкочастотное напряжение, пропорциональное модулирующему напряжению. Измеряя это напряжение пиковым вольтметром, мы получаем возможность определять значение . При этом входные каскады девиометра могут представлять собой приемник прямого усиления или супергетеродинный приемник. Структурная схема такого девиометра имеет вид (рисунок 6.26):

Так как ЧМ сигнал имеет некоторую паразитную АМ, перед частотным детектором включается ограничитель амплитуды, который ликвидирует эту паразитную АМ. Характеристики УПЧ не должны вносить заметных искажений в усиливаемый ЧМ сигнал.

Из сравнения схем модулометра и девиометра видна возможность унификации большинства их функциональных узлов, что позволило создать комбинированные приборы, работающие в режимах измерения М и . Типичным примером таких приборов является измеритель модуляции СКЗ-43, параметры которого в режиме измерения М аналогичны (но несколько хуже) параметрам С2-23. Измерение обеспечивается в диапазонах несущих частот

Рисунок 6.26 – Структурная схема девиометра, реализующего метод частотного детектирования

(4 – 1000) МГц и модулирующих частот (0,03 – 60) кГц. Пределы измерения от 1 до 500 кГц (эту девиацию имитирует калибратор). Основная погрешность не более ±(0,05 + ) кГц, где – среднеквадратическое значение уровня собственного фона и шума.

Прибор обеспечивает представление результатов измерений в цифровой форме и, кроме того, имеет встроенный цифровой частотомер.

25. Обобщенная структурная схема электронного аналогового вольтметра прямого преобразования.

Измерение напряжений в радиоэлектронных схемах существенно отличается от аналогичных измерений в электрических цепях. Для радиоэлектроники характерны:

• исключительно широкий диапазон частот измеряемых напряжений (от постоянного напряжения до частот ГГц);

• большой динамический диапазон измеряемых напряжений (от долей мкВ до десятков кВ);

• большое многообразие форм измеряемых напряжений;

• малая мощность источников измеряемых сигналов, что требует очень высокого входного сопротивления вольтметров.

Удовлетворить этим сложным и противоречивым требованиям можно только, применяя электронные вольтметры.

В электронных аналоговых вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется с помощью аналоговых электронных устройств в постоянный ток, который подается на магнитоэлектрический ИМ со шкалой, градуированной в единицах напряжения. Обобщенную структурную схему электронного аналогового вольтметра можно представить в следующем виде:

Рисунок 2.12 - Обобщенная структурная схема электронного аналогового вольтметра

Она содержит в общем случае входное устройство (ВУ), на вход которого подается измеряемое напряжение , измерительный преобразователь (ИП) и измерительное устройство (ИУ). Как видно она соответствует типовой схеме прибора прямого преобразования.

Входное устройство представляет в простейшем случае делитель напряжения (аттенюатор), с помощью которого расширяются пределы измерения вольтметра. Помимо точного деления входное устройство должно обеспечивать и высокое .

Измерительный преобразователь. В качестве ИП в вольтметрах постоянного тока (В2) применяется усилитель постоянного тока (УПТ), а в вольтметрах переменного и импульсного тока (ВЗ и В4) — детектор в сочетании с УПТ или усилителем переменного тока (в зависимости от структурной схемы вольтметра). В вольтметрах остальных типов преобразователи имеют более сложную структуру. Так преобразователи селективных вольтметров (В6) должны обеспечить, помимо детектирования и усиления сигнала, селекцию его по частоте, а преобразователи фазочувствительных вольтметров (В5) — возможность измерения не только амплитудных, но и фазовых параметров исследуемого сигнала.

Измерительное устройство – это магнитоэлектрический измерительный прибор.