исследуемого сигнала представляется в виде суммы двух составляющих fx=nf0+fпч (рис.1). Значение частоты гетеродина устанавливается дискретно с шагом опорной частоты fo, получаемой в результате умножения кварцевой частоты fкв с выхода ЭСЧ. Значение второй составляющей fпч измеряется ЭСЧ методом прямого счета. Из сигнала опорной частоты fo в генераторе гармоник формируется высокостабильный линейчатый спектр. С помощью фильтра выделяется любая из рабочих гармоник сигнала и подавляются другие. Полоса пропускания широкополосного УПЧ:n fупч=fв+fн>f0.
Рис. 1. ЭСЧ с дискретным гетеродинным преобразованием структурная схема. Поясняющие диаграммы.
В зависимости от соотношения частоты исследуемого сигнала и частоты гармоник возможны следующие случаи:
1. Частота измеряемого сигнала больше или равна частоте n-й гармоники, но меньше суммы частоты n-й гармоники и нижней граничной частоты УПЧ. Фильтр включает гармонику n-1, и промежуточная частота, превышая значение f0, остается ниже верхней граничной частоты УПЧ fв. Искомое значение fx=(n-1)f0+ fпч.
2. Частота измеряемого сигнала больше суммы частоты n-й гармоники и нижней граничной частоты УПЧ, но меньше суммы частоты (n+1)-й гармоники и нижней граничной частоты УПЧ. Фильтр включает гармонику с номером n. С целью обеспечения прямого отсчета измеряемой частоты значение чаcтоты гетеродина nf0 может быть введено в соответствующие разряды индикатора ЭСЧ. Для облегчения ввода частота f0 выбирается равной 10р МГц, где р=1,2,3... Обычно f0=100 МГц, что определяется диапазоном прямого счета ЭСЧ. Диапазон рабочих частот прибора ограничивается сверху максимальным номером рабочей гармоники nmax. К недостаткам скемы, приведенной на рис.1, относится необходимость ручного переключения номера гармоники гетеродина. В микропроцессорных ЭСЧ переключения номера гармоники гетеродина осуществляются автоматически.
Рис.2. ЭСЧ с переносом частоты
Метод-переноса частот (рис.2) отличается от дискретного гетеродинирования тем, что промежуточная частота за счет использования фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) поддерживается постоянной. При этом измеряется частота гетеродина и определяется номер рабочей гармоники. В смесителе смешиваются частоты измеряемого сигнала с одной из гармоник гетеродина. На фазовый детектор поступают сигналы промежуточной частоты и опорного кварцевого генератора.
Сигнал ошибки через ФНЧ и усилитель подается на гетеродин. В режиме синхронизации fx=nfг±fпч. Номер гармоники определяется по двум измерениям частоты первой гармоники гетеродина на прямом и зеркальном каналах fпч=fг-nf1г’, fпч= nf1г’’-fг , откуда n=2fпч/(f1г’’- f1г’).
При нулевой промежуточной частоте структурная схема прибора формула для расчета fx упрощаются. Структурная схема серийно выпускаемых ЭСЧ Ч3-45, Ч3-46, использующих принцип фазовой автоподстройки частоты гармоники гетеродина по частоте входного сигнала, приведена на рис. 3.
Рис.3. Структурная схема ЭСЧ Ч3-45 и Ч3-46.
Переключатель номера гармоники совместно с делителем с переменным коэффициентом явления (ДПКД) позволяет увеличить время счета в n раз, т.е. реализовать умножение измеряемой частоты гетеродина на n. В режиме синхронизации, когда fx=nfг , обеспечивается прямой отсчет частоты на индикаторе прибора. Контроль работы режима синхронизации осуществляется по стрелочному прибору, показывающему наличие и уровень управляемого напряжения. Номер гармоники определяется по результатам измерения частоты первой гармоники гетеродина в двух соседних точках синхронизации ФАПЧ на гармониках n и (n+1): fx=nf1г’’ , fx=(n+1)f1г’ , f1г’’>f1г’. Откуда n= fx=f1г’/(f1г’’-f1г’).
Здесь f1г’ и f1г’’ - значения частоты первой гармоники гетеродина
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.