ИНДИКАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1994 года по МПК G01D7/10 

Изобретение относится к индикаторным и регистрирующим приборам и может использоваться для индикации быстро изменяющихся процессов, в частности для визуального анализа и регистрации параметров сложных сигналов с комбинированной амплитудной и частотной модуляцией (АМ-ЧМ).

Известны индикаторные устройства (авт. свид. N 1606859, N 1682787, N 1682788, N 1800271 . С.А.Вакин, Л.Н.Шустов. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: Советское радио, 1968, с. 397, рис. 10, 11).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является индикаторное устройство (авт. свид. N 1800271, кл. G 01 D 7/10, 1992), которое выбрано в качестве прототипа.

Однако данное устройство обеспечивает визуальный анализ только принимаемого частотно-модулируемого (ЧМ) сигнала и не позволяет визуально оценить сложный сигнал с комбинированной амплитудной и частотной модуляцией (АМ-ЧМ).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем визуального анализа сложного сигнала с комбинированной амплитудной и частотной модуляцией.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее приемную антенну, подключенную к входу широкополосного усилителя, два частотных детектора, два амплитудных детектора и электронно-лучевую трубку, введены два усилителя, при этом выход шиpокополосного усилителя соединен через последовательно подключенные первый частотный детектор, первый амплитудный детектор и первый усилитель, а также через последовательно подключенные второй частотный детектор, второй амплитудный детектор и второй усилитель с вертикально отклоняющими и горизонтально-отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки соответственной.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - амплитудно-частотные характеристики частотных детекторов; на фиг. 3-6 - возможный вид осциллограмм на экране осциллографического индикатора.

Индикаторное устройство содержит антенну 1, широкополосный усилитель 2, первый 3 и второй 4 частотные детекторы, первый 5 и второй 6 амплитудные детекторы, первый 7 и второй 8 усилители и ЭЛТ 9. К выходу антенны 1 последовательно подключены широкополосный усилитель 2, частотный детектор 3, амплитудный детектор 5, усилитель 7 и вертикальный электрод ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой через последовательно включенные частотный детектор 4, амплитудный детектор 6 и усилитель 8 соединен с выходом широкополосного усилителя 2.

Визуальный анализ принимаемого сложного сигнала с комбинированной амплитудной и частотной модуляцией основан на использовании двух частотных детекторов, имеющих в пределах рабочей области частот от f_minдо f_max одинаковые по величине, но противоположные по знаку крутизны линейных участков их амплитудно-частотных характеристик (фиг. 2). Выходные напряжения детекторов 3 и 4 через амплитудные детекторы 5, 6 и усилители 7, 8 подаются соответственно на вертикальные и горизонтальные электроды ЭЛТ 9. При этом необходимо подбирать исходное смещение на экране ЭЛТ 9 таким, чтобы при отсутствии входного сигнала луч устанавливался в точке О (фиг. 3-6).

Индикаторное устройство работает следующим образом. Если на вход устройства поступает монохроматический гармонический сигнал U₁(t)= U_c˙cos(2πf_ct+ϕ_c), 0≅t≅Т_с, где U_c, f_c, ϕ_c, T_c - амплитуда несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала, то он с выхода широкополосного усилителя 2 поступает на входы частотных детекторов 3 и 4, а затем через амплитудные детекторы 5, 6 и усилители 7, 8 - на вертикальный и горизонтальный электроды ЭЛТ 9. Луч на экране последней устанавливается в т. А (фиг. 3). Изменение же частоты принимаемого сигнала от f_min до f_max производит к перемещению луча по линии ВС.

Если на вход устройства поступает частотно-модулированный (ЧМ) сигнал U₂(t)= U_c˙cos[2πf_ct+ϕ(t)+ϕ_c] , 0≅t≅T_c, где ϕ (t) - частотная модулирующая функция,
то на экране ЭЛТ 9 будет наблюдаться изображение отрезка ΔL (фиг. 4). По линейным или угловым размерам этого отрезка визуально оценивается девиация частоты Δf_д принимаемого ЧМ сигнала.

Если на вход устройства поступает сигнал с амплитудной модуляцией
U₃(t)= U_c[1+m(t)] ·cos(2πf_ct+ϕ), 0≅t≅T_c, где m(t) - амплитудная модулирующая функция, то на экране ЭЛТ 9 наблюдается изображение отрезка ΔA (фиг. 5), по линейным размерам которого визуально оцениваются параметры амплитудной модуляции m(t) принимаемого АМ сигнала.

Так как амплитудные изменения m(t) принимаемого сигнала не приводят к угловым отклонениям отрезка ΔA, то, следовательно, чувствительность устройства при измерении параметров частотной модуляции не зависит от уровня амплитудных изменений принимаемого сигнала.

Если на вход устройства поступает сложный сигнал с комбинированной амплитудной и частотной модуляцией (АМ-ЧМ)
U₄(t)= U_c[1+m(t)] ·cos[2πf_ct+ϕ(t)+ϕ_c],0≅t≅T_c, то на экране ЭЛТ 9 будет наблюдаться в самом общем случае эллипс рассеяния (фиг. 6). По его геометрическому размеру ΔA оцениваются параметры амплитудной модуляции m(t), а по линейному или угловому положению ΔL определяются параметры частотной модуляции ϕ (t) принимаемого АМ-ЧМ сигнала.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает визуальную оценку параметров не только принимаемого ЧМ сигнала, но и принимаемого АМ сигнала, а также принимаемого сигнала с комбинированной амплитудной и частотной модуляцией (АМ-ЧМ). Тем самым функциональные возможности устройства расширены.

Использование: в индикаторных и регистрирующих приборах для индикации быстро изменяющихся процессов, в частности для визуального анализа и регистрации параметров сложных сигналов с комбинированной амплитудной и частотной модуляцией (АМ-ЧМ). Сущность изобретения: устройство содержит антенну, широкополосный усилитель, два частотных детектора, два амплитудных детектора, два усилителя, ЭЛТ. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем визуального анализа сложного сигнала с комбинированной амплитудой и частотной модуляцией. 6 ил.

ИНДИКАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее приемную антенну, подключенную к входу широкополосного усилителя, два частотных детектора, два амплитудных детектора и электронно-лучевую трубку, отличающееся тем, что в него введены два усилителя, при этом выход широкополосного усилителя соединен через первый частотный детектор, первый амплитудный детектор и первый усилитель, а также через последовательно подключенные второй частотный детектор, второй амплитудный детектор и второй усилитель с вертикально отклоняющими и горизонтально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки соответственно.