Меню

Метод измерения девиации частоты



Девиация частоты

Девиа́ция частоты́ (от лат. deviatio — отклонение) — наибольшее отклонение мгновенной частоты модулированного радиосигнала при частотной модуляции от значения его несущей частоты. Эта величина равна половине полосы качания, то есть разности максимальной и минимальной мгновенных частот. При больших индексах модуляции полоса качания и ширина спектра ЧМ-сигнала приблизительно равны. Единицей девиации частоты является герц (Hz, Гц), а также кратные ему единицы.

Содержание

Другие величины, характеризующие ЧМ

  • Индекс частотной модуляции — отношение девиации частоты к частоте модулирующего сигнала.

Метрологические аспекты

Измерения

  • Для измерения девиации частоты используются девиометры, существует также косвенный метод измерения — с помощью функций Бесселя, обеспечивающий высокую точность.
  • Эталонными мерами девиации частоты являются специальные поверочные установки — калибраторы измерителей девиации частоты (установка РЭЕДЧ-1).

Эталоны

  • Государственный специальный эталон единицы девиации частоты ГЭТ 166—2004 — находится во ВНИИФТРИ.

Литература

  • Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники. — Под. ред. Б. Х. Кривицкого. В 2-х т. — М: Энергия, 1977.

Ссылки

См. также

Что такое wiki2.info Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

Wikipedia® — зарегистрированный товарный знак организации Wikimedia Foundation, Inc. wiki2.info является независимой компанией и не аффилирована с Фондом Викимедиа (Wikimedia Foundation).

Источник

Метод измерения девиации частоты

ГОСТ Р 8.607-2004

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственная система обеспечения единства измерений

ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ

State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification schedule for measuring instruments of the frequency deviation

Дата введения 2005-01-01

Задачи, основные принципы и правила проведения работ по государственной стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ Р 1.0-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.2-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки государственных стандартов»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ФГУП ВНИИФТРИ) Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 октября 2004 г. N 25-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст этих изменений — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на государственную поверочную схему для средств измерений девиации частоты (приложение А) и устанавливает порядок передачи размера единицы девиации частоты — герца (Гц) от государственного специального эталона единицы девиации частоты с помощью рабочих эталонов рабочим средствам измерений с указанием погрешностей и основных методов поверки.

Размер единицы частоты — герц передают от государственного первичного эталона единиц времени и частоты и национальной шкалы времени (ГЭТ 1-98).

2 Государственный специальный эталон

2.1 Государственный специальный эталон состоит из:

— эталонного калибратора-компаратора девиации частоты;

— частотомера;

— измерителя модуляции;

— персональной ЭВМ с интерфейсной платой канала общего пользования (КОП).

2.2. Диапазон пиковых значений девиации частоты , воспроизводимых эталоном, диапазон частот модулирующих сигналов и несущие частоты указаны в таблице 1.

Таблица 1

Источник

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

Читайте также:  Прибор для измерения радиационного облучения

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.

Источник

Девиация частоты

Девиа́ция частоты́ — наибольшее отклонение мгновенной частоты модулированного радиосигнала при частотной модуляции от значения его несущей частоты. Эта величина равна половине полосы качания, т. е. разности максимальной и минимальной мгновенных частот. При больших индексах модуляции полоса качания и ширина спектра ЧМ-сигнала приблизительно равны. Единицей девиации частоты является герц (Hz, Гц), а также кратные ему единицы.

Содержание

Другие величины, характеризующие ЧМ

  • Индекс частотной модуляции — отношение девиации частоты к частоте модулирующего сигнала

Метрологические аспекты

Измерения

  • Для измерения девиации частоты используются девиометры, существует также косвенный метод измерения — с помощью функций Бесселя, обеспечивающий высокую точность.
  • Эталонными мерами девиации частоты являются специальные поверочные установки — калибраторы измерителей девиации частоты (установка РЭЕДЧ-1).

Эталоны

  • Государственный специальный эталон единицы девиации частоты ГЭТ 166-2004 — находится во ВНИИФТРИ

Литература

  • Справочник по теоретическим основам радиоэлектроники. Под.ред. Б. Х. Кривицкого. В 2-х т. — М: Энергия, 1977

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Девиация частоты» в других словарях:

девиация частоты — 3.15 девиация частоты: Наибольшее отклонение частоты модулированного радиосигнала при частотной модуляции от значения его несущей частоты. Источник: РД 45.298 2002: Оборудование аналоговых транкинговых систем подвижной радиосвязи. Общие… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Девиация частоты — отклонение частоты колебаний от среднего значения. В частотной модуляции (См. Частотная модуляция) Д. ч. обычно называют максимальное отклонение частоты. От значения его существенно зависит состав и значения амплитуд составляющих спектра… … Большая советская энциклопедия

Девиация частоты — 1. Наибольшее отклонение частоты модулированного сигнала от значения несущей частоты при частотной модуляции Употребляется в документе: ОСТ 45.159 2000 Отраслевая система обеспечения единства измерений. Термины и определения … Телекоммуникационный словарь

девиация частоты (фазы) прибора СВЧ — девиация частоты (фазы) Δfдев (Δφдев) Наибольшее изменение рабочей частоты (фазы) генерируемых или усиливаемых колебаний прибора СВЧ при частотной (фазовой) модуляции. [ГОСТ 23769 79] Тематики приборы и устройства защитные СВЧ… … Справочник технического переводчика

Девиация частоты (фазы) прибора СВЧ — 170. Девиация частоты (фазы) прибора СВЧ Девиация частоты (фазы) Frequency (phase) deviation Δfдев (Δφдев) Наибольшее изменение рабочей частоты (фазы) генерируемых или усиливаемых колебаний прибора СВЧ при частотной (фазовой) модуляции Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Девиация частоты «вниз» — 31. Девиация частоты «вниз» Пиковое отклонение «вниз» закона модуляции при частотной модуляции. Примечание. Если fgв = fgн = fg как, например, при гармоническом законе модуляции, то величина fg называется девиацией частоты Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Читайте также:  Модем единицы измерения скорости передачи данных подключение модема практическая работа

Девиация частоты «вверх» — 30. Девиация частоты «вверх» Пиковое отклонение «вверх» закона модуляции при частотной модуляции где переменная составляющая закона модуляции при частотной модуляции; f(t) закон модуляции при частотной модуляции (мгновенная частота); … … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Девиация частоты «вверх» — 1. Пиковое отклонение «вверх» закона модуляции при частотной модуляции Употребляется в документе: ГОСТ 16465 70 Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения … Телекоммуникационный словарь

Девиация частоты «вниз» — 1. Пиковое отклонение «вниз» закона модуляции при частотной модуляции Употребляется в документе: ГОСТ 16465 70 Сигналы радиотехнические измерительные. Термины и определения … Телекоммуникационный словарь

абсолютная девиация частоты — (абсолютная) девиация частоты [IEV number 314 08 07] девиация частоты Наибольшее отклонение частоты модулированного сигнала от значения несущей частоты при частотной модуляции (ОСТ 45.159 2000.1 Термины и определения (Минсвязи России)).… … Справочник технического переводчика

Источник

61. Методы измерений параметров частотно-модулированных сигналов. Измерение девиации частоты.

Методы измерения девиации частоты

частотные на расстроенных контурах;

частотные на основе линии задержки и фазового дискриминатора

Импульсные частотные детекторы (счетные детекторы )

В основе работы детектора лежит принцип преобразования ЧМ сигнала в последовательность видеоимпульсов со строго заданными амплитудой и длительностью, частота следования которых соответствует закону модуляции

Частотные детекторы на основе ЛЗ и фазового дискриминатора

Исследуемый ЧМ сигнал непосредственно и через линию задержки поступает на балансный фазовый детектор (схема сложения). Выходной НЧ сигнал детектора будет периодической функцией фазового сдвига, обусловленного введенной задержкой t.

Частотные детекторы на основе ЛЗ

Если частота входного сигнала меняется по закону:

Спектральный метод (метод исчезающей несущей или метод нулей функции Бесселя)

основан на нахождении нуля ф-ции Бесселя нулевого порядка k=0:

u(t) = Uн× Jk (b)× sin(wo+kW)t

Метод заключается в изменении индекса модуляции b (путём изменения частоты: b = ωd /W ) и регистрации по шкале анализатора спектра момента обращения в нуль спектральной составляющей J (b)

Измерение индекса b методом исчезающей несущей

Метод позволяет измерять парциальные значения коэффициента амплитудной модуляции Мn и коэффициента гармоник КГ.

Метод основан на линейной связи спектра огибающей с боковыми полосами спектра AM колебания.

Схема измерителя модуляции СК3-46

Исследуемый сигнал в диапазоне частот 4-1000 МГц подается на вход ВЧ преобразователя частоты, где преобразуется в сигнал промежуточной частоты, равной 1 или 2 МГц, в зависимости от значения измеряемой девиации, фильтруется от остатков сигнала гетеродина и побочных продуктов преобразования и затем поступает в тракт ПЧ1.

Сигнал в диапазоне частот 0,1–4 МГц поступает на входные фильтры (на схеме не показанные) и затем непосредственно в тракт ПЧ2 прибора.

Тракт НЧ включает ФНЧ с частотой среза 280 кГц, где сигнал фильтруется от остатков ПЧ2, масштабный усилитель, с переключаемым коэффициентом усиления К, равным 1, 10, 100, служащие для изменения уровня сигнала в НЧ тракте и соответственно переключения масштаба шкал цифрового измерителя.

62. Математическое представление спектра сигналов. Спектры простых и сложных сигналов. Классификация анализаторов спектра.

В теории сигналов широкое применение нашли два способа математического и физического представ-ления электрических сигналов:

временное (обратное преобразование Фурье) и спектральное (прямое преобразование Фурье).

При временном способе анализа сигнал отражается непрерывной функцией времени или совокупностью элементарных импульсов

Спектральный способ основан на представлении (аппроксимации, декомпозиции) сигнала в виде суммы гармонических составляющих разных, обычно кратных друг другу частот

Для периодических сигналов Фурье ввел разложение по различным видам рядов — тригонометрическим, комплексным.

Любое изменение во времени некоторой периодической функции можно представить в виде конечной или бесконечной суммы ряда гармонических колебаний с разными амплитудами, частотами и начальными фазами» Фурье

а — сложное колебание;

б, в — первый и второй суммируемые сигналы

Тригонометрический ряд Фурье:

а – это среднее значение сигнала за период.

Амплитуды гармоник an и bn называются коэффициентами Фурье, определяемыми интегральными выражениями:

Общее представление тригонометрического ряда Фурье:

Здесь амплитуды Аn гармоник определяются выражениями:

Вычисление коэффициентов Фурье an и bn гармоник ряда Фурье называют гармоническим анализом.

Вычисление амплитуд А, Аn и фаз jn гармоник ряда Фурье называют спектральным анализом.

Вычисление функции u(t) (1.1) путём суммирования её гармонических составляющих называют гармоническим синтезом.

Получение функции u(t) (1.2) путём суммирования её гармонических составляющих называют спектральным синтезом.

Комплексная форма ряда Фурье:

Комплексная форма ряда Фурье:

Формула (1.4) позволяет найти спектр периодической функции u(t) и называется прямым преобразованием Фурье.

Формула (1.3) позволяет вычислить функцию u(t) и называется обратным преобразованием Фурье.

АЧС в компл. форме

ФЧС в компл. форме

Линии, соединяющие вершины составляющих АЧС и ФЧС, называются огибающими АЧС и ФЧС.

АЧС в компл. форме

ФЧС в компл. форме

Огибающая АЧС и ФЧС тригонометрического ряда:

Читайте также:  Отрывок измерение удава попугаями

Огибающая АЧС и ФЧС комплексного ряда:

Спектры случайных сигналов:

Непериодические сигналы так же, как и периодические, анализируются с помощью частотного представления. Однако для этих сигналов не могут быть использованы рассмотренные выше коэффициенты ряда Фурье an, bn, An, jn , так как “период” T стремится к бесконечности.

Для представления непериодических сигналов в частотной области используют интегральное преобразование Фурье.

Непериодический сигнал в виде импульса конечной длительности мысленно дополняют такими же сигналами, периодически следующими через некоторый произвольный интервал времени T = t2 t1, и получают периодическую последовательность uT(t), которая может быть представлена в виде комплексного ряда Фурье.

Одиночный сигнал и воображаемая периодическая последовательность

Примеры непериодических сигналов и их спектров:

а – экспоненциальный, б – затухающий колебательный,

ля построения АЧС и ФЧС периодического сигнала той же формы достаточно построить огибающие и провести линии, соответствующие частотам составляющих:

а) АЧХ и ФЧХ непериодического сигнала;

б) АЧС и ФЧС периодического сигнала

Графическое представление сигнала

а — временная диаграмма; б — спектр

Анализ спектра включает измерение

как амплитуд гармоник — спектр амплитуд,

так и их начальных фаз — спектр фаз.

Амплитудно-частотный спектр последовательности радиоимпульсов

Амплитудно-частотный спектр одиночного радиоимпульса

Задачей спектрального анализа является:

— оценка формы спектра;

— измерение амплитуд гармоник;

— измерение ширины основного лепестка.

Автоматическое представление спектра сигналов осуществляется специальными приборами — анализаторами спектра.

Анализаторы спектра электрических сигналов можно классифицировать по ряду специфических признаков:

по способу анализа — последовательные, параллельные (одновременные) и смешанные;

по типу индикаторного устройства — осциллографические, с самописцем;

по диапазону частот – НЧ, ВЧ, СВЧ, широкодиапазон.;

по способу реализации – фильтровые (вида СК4), дисперсионные (вида С4).

Все эти приборы можно условно разделить на аналоговые и цифровые

Основные метрологические характеристиками анализаторов:

Для спектрального анализа непериодических сигналов используют аппарат интегрального преобразования Фурье:

При реальных измерениях наблюдают процессы на конечном интервале времени Тa (времени анализа, наблюдения), т.е. не закончившиеся во времени:

63. Анализ спектра методом фильтрации.

Практически во всех аналоговых анализаторах спектра (вида СК4-. ) используется фильтровый метод анализа

Аналоговые анализаторы выделяют гармонические составляющие сигнала с помощью узкополосных фильтров.

В зависимости от размещения фильтров различают:

последовательный анализ сигнала.

Параллельный анализ спектра:

Полоса Dfф i определяет статическую разрешающую способность анализатора

Dfр — способность различать составляющие спектра с близкими частотами.

Чем уже полоса пропускания фильтра, тем выше разрешающая способность

Для реальных фильтров:

Последовательный анализ спектра :

В АС последовательного действия осуществляется перемещение по шкале всего спектра сигнала относите-льно фиксированной резонансной частоты фильтра — fф 0i

Реализация этого способа осуществляется с помощью:

1) одного полосового фильтра путём перестройки его резонансной частоты fф0i . В основе устройства, реализующего данный метод, лежит перестраиваемый фильтр;

2) путём преобразования частоты входного сигнала, при котором в полосу пропускания Ф по очереди попадают спектральные составляющие с различными частотами. В основе устройства, реализующего данный метод, лежит гетеродинный преобразователь частоты (автоматически перестраиваемый полосовой фильтр).

Последовательный способ анализа спектра возможен только для периодического сигнала, т.к. для выделения каждой из спектральной линий, требуется сохранение свойств сигнала во времени

АС с перестраиваемым фильтром (в настоящее время не применяют из-за низкой точности измерений )

АС с гетеродинным преобразованием

Смеситель состоит из нелинейного элемента и колебательного контура (фильтра), резонансная частота которого соответствует промежуточной частоте, равной разности между частотой сигнала и

частотой гетеродина, образующейся

на выходе нелинейного элемента:

Частота на выходе ГКЧ fгет меняется от fmin до fmax в такт с изменением напряжения генератора развертки.Разрешающая способность АС Dfp определяется полосой пропускания УПЧ.

С выхода УПЧ радиоимпульсы подаются на амплитудный детектор. С выхода детектора видеоимпульсы ид, поступают через усилитель на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. На горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ подается пилообразное напряжение генератора развертки, в результате чего на экране осциллографа появляются видеоимпульсы, изображающие спектр исследуемого сигнала в течение одного периода развертки: Тр = Та.

Спектральный анализ гармонического сигнала в АС:

а — изменение частоты ГКЧ;

б — исследуемый спектр и АЧХ УПЧ;

в — линейное изменение

частоты во времени;

г — сигнал на выходе УПЧ;

д — сигнал на выходе детектора

Разрешающая способность АС:

Статическая разрешающая

способность АС: Dfр =

а — спектр сигнала;

б — эпюры спектров на экране

Динамическая разрешающая способность АС зависит от скорости перестройки частоты ГКЧ. При увеличении скорости напряжение на выходе УПЧ не успевает изменяться с изменением напряжения на входе.

Существующие АС обеспечивают:

— работу в диапазоне fc от 10 Гц до 40 ГГц;

— разрешающую способность Dfр = 1 кГц;

— погрешности измерения амплитуды dA = 5%

гдеDfГКЧ»fmax…fmin;

А — коэффициент, определяемый схемой УПЧ и допустимыми динамическими погрешностями

Источник