Измеритель частоты Советский патент 1984 года по МПК G01R23/00 

со

00

со

00

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для измерения частоты заполнения радиоимпульсов .

Известно устройство для измерения частоты заполнения радиосигналов, содержащее усилитель, линии задержки с различными временами задержки, перемножители, интеграторы, нормирующие элементы и вычислительное устройство l .

В устройстве Лорнируются значения автокорреляционной функции. Эти значения нормируются и совместно с известными временами задержек в линиях задержки, используются вычислительным устройством для вычисления частоты путем решения системы нелинейных уравнений.

Однако напряжения на выходах автокорреляторов отражают соответствующие значения автокорреляционной функции входного гармонического колебания с приемлемой точностью только в случае большой- длительности этого колебания, что затрудняет использование устройства для точного измерения частоты заполнения коротких радиоимпульсов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является из мериталь частоты, содержоидий многоотводнуй линию задержки, каждый выход которой через последовательно включенные фазовый детектор и пороговый элемент соединен с соответствуквдим входом регистра 2j .. Измеритель позволяет оценивать частот заполнения радиоимпульсов в темпе их приема, однако не обеспечивает высокой точности измерений при изменении длительности входных радиоимпульсов в широких пределах, так как крутизна характеристики фазового детектора не зависит от длительности детектируемого импульса. При изменении длительностей входных импульсов в широких пределах приходится выбирать ВС-фильтр фазового детектора, согласованный с наиболее короткими импульсами, т.е. делать его широкополосным, что не позволяет приблизиться к потенциальной точности оценки частоты при длительных входных импульсах.

Цель изобретения - повышение точности измерения частоты заполнения радиоимпульсов при-изменении их длительностей в широких пределах.

Указанная цель достигается тем, что в измеритель частоты, содержащий подключенную к входной шине потводную линию задержки и регистр, введены Ц цепей, каждая из которых состоит из последовательно соединенных аналогового сумматора, детек,тора огибающей, интегратора и ключа, а также(п-1) схем сравнения и синхронизатор, при этом входы аналоговых сумматоров подключены к входной шине измерителя и выходам линии задержки, входы каждой сравне ния связаны с выходами двух соседних ключей, а ее выход - с разрядным входом одного разряда регистра, первый, второй и третий выходы синхронизатора подключены к управляю0 щим входам интеграторов., ключей и. регистра соответственно.

Сущность изобретения состоит в выделении и интегрировании огибающих сумм входного сигнала и его за5 держанных копий, что обеспечивает рост крутизны дискриминационной характеристики измерителя при увеличении длительности входного радиоимпульса, а следовательно и точности

Q измерения частоты.

На фиг.1 представлена структурная схемы предлагаемого устройства, на фиг.2 и 3 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

5 Вход измерителя образован объединением входаh -отводндй линии 1 задержки и первых входов всех аналоговых сумматоров 2, вторые входы которых присоединены к вьссодам линии 1 задержек. К выходу каждого аналогового сумматора 2 подключена цепь; состоящая из последовательно соеди;ненных детектора огибак% ей 3, инте|гратора 4 и ключа 5,

Выход каждой -й(1 1, и -l) схемы

6 сравнения связан с входом i -го разряда регистра 7, а ее первый и второй входы - с выходами i-го и tt+l)-ro ключей 5 соответственно. Первый, второй и третий выходы син0 хронизатора 8 подключены в порядке перечисления к управляющим входам интеграторов 4, ключей 5 и регистра 7 ..

Измеритель работает следующим Образом.i

Линия 1 задержки имеет равномерно расположенные в некотором интервале задержек отводы и длительность задержки в ней выбирается так, чтобы на среднем выводе ее появился радиоимпульс с заполнением, противофазным заполнению входного радиоимпульса. При равенстве амплитуд входного и задержанного сигналов на выходе

5 аналогового сумматора 2, подключенного к среднему выводу линии задержки, сформируется нулевое напряжение. На выходах остальных аналоговых сумматоров 2 появятся радиоимпульсы

0 с амплитудами А , где А - амплитуда входного сигнала, (f; - сдвиг фаз между сигналами на входах i -го аналогового сумматора.

После детектирования они превра5 тятся в видеоимпульсы, которые при

ин егрировании в пределах времени их существования создадут на выходах интеграторов 4. напряжения, условно показанные на фиг.2 в виде вертикальных линий под кривой 9. Номер интегратора, на выходе которого накапливается наименьшее (в идеальном случае нулевое) напряжение, указывает по существу значение частоты принимаемого сигнала. Чтобы выразить значение частоты в виде кодя, напряжения с интеграторов 4 подаются через ключи 5 на входы схем 6 сравнения, которые выполнены, например, таким образом, что, если на левом входе схемы сравнения напряжение больше, чем на правом; то на выходе последней появляется 1-, а в противном случае - О. Сигналы с выходов схем б сравнения фиксируется регистром 7, откуда считываются по- требителем.

При увеличении 1астоты заполнения радиоимпульса по сравнению со средней частотой полосы анализа минимум кривой 9 будет сдвигаться влево (кривая 10) , а при уменьшении вправо. Если длительность импульса на входе измерителя увеличивается, то увеличиваются напряжения на выходах интеграторов и кривая 9 последевательно принимает вид 11 и 12, т.е. крутизна дискриминационной характеристики увеличивается ,. что означает увеличение точности измерения частоты с рЬстом длительности радиоимпульса.

Синхронизатор 8 измерителя управляется устройствомОбнаружения приемника h вырабатывает строб 13 (фиг.

3) , соответствующий времени сутдествования входного сигнала, который Ьадает время интегрирования интеграторам. С задним фронтом строба 13 связан импульс 14 считывания, открывающий ключи. Внутри импульса считывания расположен импульс 15 записи, осуществляющий запись результатов сравнения с выходов схем 6 сравнения в регистр 7. По окончании записи кода частоты в регистр 7 интеграторы 4 сбрасываются импульсом 16 сброса, на чем цикл измерения заканчивается. Синхронизатор может быть выполнен на основе триггера и цепочки ждущих мультивибраторов. Триггер запускается и сбрасывается импульсами признаков начала и конца принимаемого радиоимпульса, поступающими с устройства обнаружения приемника.

Предлагаемое устройство характеризуется хорошей помехоустойчивостью. В точке минимума дискриминационной характеристики требуется временный сдвиг всего на половину периода частоты заполнения. Но на выходе усилителя промежуточной частоты шум носит квазигармонический характер, т.е его амплитуда и фаза меняются во много раз медленней частоты заполнения принимаемого импульса, что приводит к самокомпенсации шума в точке минимума дискриминационной характеристики при суммировании, и точка минимума устойчиво сохраняется. Точность измерителя может быть дополнительно повышена, если напряжения с выходов интеграторов подвергнуть не простому кодированию, а интерполяционной обработке и далее найти точный минимум интерполирующей Кривой.

ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий подключенную к входной шине П отводную линию задержки и регистр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения частоты заполнения радиоимпульсов при изменении их длительностей в широких пределах, в него введены П цепей, каждая и,з которых состоит из последовательно соединенных аналого.вого сумматора, детектора огибанлдей, интегратора и .ключа, а также ( п-1) схем сравнения и синхронизатор, при этом входы аналоговых сумматоров подключены к входной шине измерителя и выходам линии задержки, входы каждой схемы сравнения связаны с выходами двух соседних ключей, а ее выход - с разрядным входом одного разряда регистра, первый, второй и третий выходы синхронизатора подключены к управлякяцим входам интеграторов, ключей и регистра соот-ветственно. (Л