Методичні вказівки Лещишин Олександр Володимирович Київ 2005 Зміст




Сторінка14/57
Дата конвертації28.11.2017
Розмір1,74 Mb.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   57

Метод дискретного гетеродинного перетворення частот в цифрових частотомірах. Структурна схема і робота НВЧ частотоміра.


Цифрові частотоміри – це універсальні прилади, за допомогою яких можна виміряти:

    • частоту сигналу;

    • період сигналу;

    • відношення двох частот;

    • тривалість фронтів;

    • тривалість імпульсів;

    • інтервал між двома імпульсами;

    • відхилення частоти від оптимального значення.

Принцип роботи цифрових частотомірів:

    1. Із сигналу, частоту якого треба виміряти, формуються короткі відлікові імпульси.

    2. Формується високостабільний інтервал відліку.

    3. Підраховуються відлікові імпульси протягом інтервалу відліку.

Зауваження до п.2: щоб інтервал відліку був високостабільним, необхідно формувати його за допомогою кварцового генератора. До всього кварцовий генератор повинен мати ще й температурну стабілізацію.

Для вимірювання частот в НВЧ діапазоні використовують супергетеродинний метод, який дозволяє перенести спектр частот із вихідного і необхідний спектр.

Суть супергетеродинного методу полягає в помноженні двох напруг у помножувачі (модуляторі). На відміну від лінійних операцій з сигналами різної частоти, помноження, тобто нелінійна операція, дозволяє синтезувати частоти, величини яких відрізняються від вихідної.

Приведемо математичне обґрунтування вищесказаного.

Нехай, маємо два сигнали напруги:



; (19.1)

. (19.2)

З елементарних математичних міркувань:



(19.3)

Покажемо, як розміщуються сигнали U1, U2, U1U2 в частотному діапазоні, якщо прийняти, що f1=fгет, f2=fсигн:





Рис. 19.1. Розміщення частот на спектральній характеристиці при гетеродинному перетворенні.

Змішування двох частот і виділення їх різниці відбувається на будь-якому нелінійному елементі (діоді, транзисторі, нелінійному опорі і т. д.) в НЧ фільтрі. Смуга пропускання НЧ-фільтра, який би після змішування залишав в спектрі вихідного сигналу лише меншу з утворених частот (fгет-fсигн) показано на рис. 19.1 пунктирною лінією.

Для прикладу покажемо, як можна реалізувати перенесення спектру сигналу в НЧ область з більш високочастотної, використовуючи як нелінійний елемент діод.

Для спрощення будемо вважати, що струм діоду при прямому зміщенні є квадратичною функцією від напруги. Тоді якщо напруга на діоді є сумою напруг U1 та U2, що змінюються в часі так, як вказано в (19.1) і (19.2), струм діода, що знаходиться під напругою UД=U1+U2, буде описуватись наступною функцією:

Тут, на відміну від (19.3) спектр вихідного сигналу струму містить чотири дискретні значення частот: частоту гетеродину (f1) та сигналу (f2), а також суму(f1+f2) і різницю цих частот (f1-f2).

Структурна схема реалізації вимірювання частоти ВЧ сигналу методом дискретного гетеродинного перетворення:

Зауважимо, що супергетеродинні методи перенесення спектру частот бувають двох типів:

  1. Дискретного гетеродинного перетворення. В цьому випадку частота гетеродина дискретна і кратна частоті кварцового генератора.

  2. Метод гетеродинного перенесення спектр частот, коли частота гетеродина змінюється плавно автоматично так, щоб різниця між вхідною частотою і частотою гетеродина дорівнювала f0.



Рис.19.2. Структурна схема частотоміра, що працює за принципом на гетеродинного перетворення

- в цій формулі є неоднозначність (+/-). Щоб її виключити, необхідно провести вимірювання на n та n1 гармоніці (3 вимірювання). Вибираємо, на якій частоті співпадає. Це є недоліком цього методу.
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   57


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка