Метод адаптации полосы качания испытательного сигнала

При исследовании узкополосных схем предлагается автоматически устанавливать среднюю частоту ГКЧ (f_ОГКЧ) равной средней частоте АЧХ испытуемого устройства (ИУ), а девиацию (F_д) пропорциональной ширине полосы пропускания на заданном уровне АЧХ. Адаптация полосы качания испытательного сигнала в пределах исследуемого участка на заданном уровне АЧХ позволяет решать следующие задачи автоматизации измерений узкополосных схем [5]:

– поиск исследуемой АЧХ в диапазоне рабочих частот, в котором по априорной информации находится характеристика ИУ;

– установка и стабилизация необходимой средней частоты и девиации испытательного сигнала;

– измерение и индикация в цифровой форме параметров и функционалов АЧХ узкополосных схем.

Принцип работы системы управления при реализации гармонической частотной модуляции (ГЧМ) с установкой девиации, равной половине величины полосы пропускания ИУ, поясняет временная диаграмма, представленная на рис. 1.5.3. В начальный момент качание осуществляется во всем рабочем диапазоне частот. Это режим поиска АЧХ и адаптации параметров испытательного сигнала.

Механизм адаптации реализуется с помощью ПК, который анализирует массив данных, получаемых АЦП. Находится максимальное значение огибающей и оцениваются частоты точек, расположенных на заданном уровне АЧХ, например, на уровне –3 дБ. Поскольку сигнал формируется методом управляемого синтеза, то проблемы привязки к оси частот нет. Вычислительным методом путем компьютерной обработки данных оценивается положение средней и граничных частот полосы пропускания. Для более точного определения максимума и положения границ пересечения параметры сигнала изменяются. Чтобы ''не потерять'' АЧХ ИУ, управление девиацией более инерционное, чем управление средней частотой. При этом переходный процесс затухающий, система устойчива, а установившееся рассогласование приближается к нулю. В установившемся режиме можно работать в узкой полосе, когда

, а F_д = /2.

В процессе регулировки ИУ параметры сигнала изменяются в соответствии с изменением F_ср и . В результате осуществляется стабилизация средней частоты ГКЧ по средней частоте ИУ. На панорамном индикаторе можно представлять анализируемую часть АЧХ за весь период качания. При этом можно наблюдать динамические искажения АЧХ ИУ по отличиям при изменении частоты снизу вверх и наоборот. Скорость изменения частоты испытательного сигнала максимальна в центре АЧХ, т.е. в интервале пологого участка, и равна нулю в граничных частотных точках полосы пропускания, где крутизна АЧХ, как правило, максимальна. Это способствует уменьшению динамических искажений и, следовательно, повышению точности измерения АЧХ ИУ.

Главным преимуществом компьютерного синтеза сигнала качающейся частоты или пилообразно-ступенчатого сигнала с помощью ЦАП является наличие информации о частоте сигнала в любой момент времени. При этом нет необходимости измерения частоты испытательного сигнала в точках отсчета. Требуется лишь синхронизация обработки выходного сигнала в соответствии с известными параметрами испытательного сигнала. Кроме того, ЦАП позволит реализовать на программном уровне рассмотренный выше алгоритм адаптации полосы качания в пределах рабочего участка АЧХ, облегчив поиск и регулировку испытуемого канала.

Рис. 1.5.3. Диаграмма, поясняющая метод адаптации