Цифровой измеритель частоты Советский патент 1984 года по МПК G01R23/00 

эо

55 Изобретение относится к измерительной и радиолокационной технике Известны цифровые измерители час тоты, содержащие генераторы, смесители, АЦП, преобразователи и фильтр ИЗ. . . Недостаток устройств -низкая помехоустойчивость Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель частоты, содержащий два идентичных канала,содержащих последовательно соединенные смеситель, фильтр низкой частоты, дискретизатор и аналого-цифровой преобразователь, а также генератор частоты дискретизации, управляемый генератор частоты дискретизации, блок дискретного преобразования Фурье, квадратор, определитель максимума и интерполятор, причем первые входы смесителей соединены между собой и являются входом устройства, вторые входы смесителей саединены с выходами генератора час тоты дискретизации, вторые входы дискретизаторов соединены с выходами управляемого генератора частот дискретизации, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами блока дискретного преобразования Фурье, выход которого сое динен с входом квадратора, входы определителя максимума и интерполятора соединены с выходами квадратор а выход определителя максимума соединен с входом интерполятора Г2. Недостатком известного измерителя является малое быстродействие при изменяющемся значении отношения сигнал/шум на входе. Цель изобретения - повышение достоверности. Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель частоты, содержащий два идентичных канала, содержащих последовательно соединенные смеситель, фильтр низко частоты, дискретизатор и аналогоцифровой преобразователь, а также генератор частоты дискретизации, управляемый генератор частоты дискр тизации, б/ток дискретного преобразования Фурье, квадратор, определитель максимума и интерполятор, причем первые входы смесителей соедине ны между собой и являются входом устройства, вторые входы смесителей соединены с выходами генератора частоты дискретизации, вторые входы дискретизаторов соединены с выходами управляемого генератора часто-ты дискретизации, выходы аналогоцифровых преобразователей соединены с входами блока дискретного преобразования Фурье, а выходы квадратора с входами определителя максимума и первым входом интерполятора, вне- . денысумматор, запоминающее устройство и блок сравнения оценок, причем выход блока дискретного преоёразования Фурье соединен с входо м сумматора, выход которого соединен с входом квадратора, выход определителя максимума соединен с входом запоминающего устройства, выход которого соединен с входом блока сравнения оценок, выход которого соединен с вторым входом интерполятора. 1,. ; . На чертеже приведена блок-схема устройства. Цифровой изме(итель частоты включает в себя два идентичных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные смесители 1 и 2, фильтры 3 и 4 низкой частоты, дискретизаторы 5 и 6 и аналого- цифровые преобразователи 7 и 8, а также генератор 9 частоты дискретизации, управляемый генератор 10 частоты дискретизации, блок 11 дискретного преобразования Фурье, сумматор 12, квадратор 13, определитель 14 максимума, запоминающее устройство 15, интерполятор 16 и блок 17 сравнения оценок, причем первые входы смесителей 1 и 2 соединены между собой и являются входом устройства, вторые входы смесителей 1 и 2 соединены с выходами генератора 9, вторые входы дискретизаторов 5 и 6 соединены с выходами генератора 10, выходы преобразователей 7 и 8 соединены с входами блока 11, выход которого соединен с входом сумматора 12, выход которого соединен с входом квадратора 13, выходы которого соединены с входами определителя 14 и первым входом интерполятора 16, выход определителя 14 соединен с входом запоминающего устройства 15, выход которого соединен с входом блока 17, выход которого соединен с вторым входом .интерполятора 16., Измеритель работает следующим образом. С помощью двух идентичных каналов генераторов 9 и 10 и блока 11 вычисляется комплексный спектр вход ного сигнала, который поступает на сумматор 12, где выполняется операция почленного сложения коэффициент Фурье - преобразования, формируемых от радиоимпульса к радиоимпульсу, согласно формуле (1) |( Si (n&f). S (пД) где S (п&) - дискретные отсчеты комплексного спектра; li 0,1, ..., N-i; Д - частота дискретизации, выбранная согласно теореме Котельникова; i « 1,2, ..., К - количество принятых радиоимпульсов На участке когерентности входног сигнала сложение дискретных отсчето спектров полезного сигнала происход В фазе а шумовые составлякщие имею случайный характер, вследствие зтог компенсируют один другого. Сформированный суммарный спектр поступает на квадратор 13, где нахо дится квадрат модулей дискретного комтшексного спектра и формярун)тся отсчеты знергетйческого спектра. В определителе 14 находится грубая оценка частоты Fj которая хранитс в запоминающем устройстве 15. После получения нескольких грубы оценок частоты в блоке сравнения оценок выполняется операция сравнения оценок согласно формуле (2) -4J - грубая оценка частоты, полученная по суммарному спектру из i радиоимпуль- сов.Если выполнение условия 2) соответствует выбранному критерию досто- верности, например выполняется не менее трех раз Подряд, о последняя оценка считается истинной F«. и ее значение поступает в интерполятор 16,на первый вход которого поступают отсчеты суммарного энергети ческого спектра, сформированного из (i+1) радиоимпульсов. Интерполятор формулирует точную оценку, так как . i 1 . при дискретизации д - ,возможно i 2Т точное восстановление спектра в интервале между вычисленными спект ральными отсчетами с помощью ряда Котельникова. Это позволяет -определить точное значение координаты максимума энергетического с пектра, т.е. получить оценку частоты, совпадающую в данном случае с оценкой максимального правдоподобия. Таким образом, достоверность предлагаемого по сравнению с известным значительно улучшается при расширении относительного диапазона измерения отношений сигнал/шум выходного сигнала.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ содержащий два идентичных канала, содержащих последовательно соединенные смеситель, фильтр низкой частоты, дискретизатор и аналого-цифровой Преобразователь, а также генератор частоты дискретизации, управляемый генератор частоты дискретизации, блок дискретного преобразования Фурье, квадратор, определитель максимума и интерполятор, причем первые входы смесителей соединены между собой и являются входом устройства, вторые входы смесителей соединены с выходами генератора частоты дискретизации, вторые входы дискретизаторов соединены с выходами управ11яемогс генератора частоты дискретизации, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами блока дискретного преобразования Фурье, а выхощл квадратора - с входами определителя максимума и первым входом интерполятора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с цеЛью повыше ния достоверности, в него введены сумматор, запоминающее устройство и блок сравнения оценок, причем выход блока дискретного преобразования Фурье соединен с входом (Л сумматора, выход которого соединен с входом квадратора, выход определителя максимума соединен с входом запоминающего устройства, выход § которого соединен с входом блока сравнения оценок, выход которого соединен с вторым входом интерполятора. ;о