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):

Рисунок 6.26 – Структурная схема девиометра, реализующего метод частотного детектирования

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 (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.