Устройство выделения несущей частоты сигнала Советский патент 1984 года по МПК G01R23/10 

сд

-vl

ел Изобретение относится к измерител ной технике и предназначено для выделения несущей частоты периодической последовательности когерентных ращиоимпульсов. Известно устройство с поиском со держащее управляемый напряжением гетеродин , логические элементы для .6становки перестройки гетеродина и оце ки частоты 13. Недостатком данного устройства яв ляется неоднозначная остановка перестройки гетеродина при приеме периодической последовательности радиоимпульсов связанная с дискретностью спектра принимаемого сигнала, Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство )цпя выделения несущей частоты сигнала, содержащее перестраиваекий гетеродин, преобразователь частоты, в тором СУ влиpyютcя. входной сигнал IM сигнал перестраиваемого гетеродина, узкополосный тракт промёясуточной частоты с центральной частотой и, , (состоящий из узкопОлосного фильтра и усилителя промежуточной частоты преобразователь частоты, на который поступают сигналы с выхода узкополос ного тракта промежуточной частоты и с выхода перестраиваемого гетеродина Фильтр, подключенный к выходу этого преобразователя, из комбинаций Шг-+ lu-u ВЕаделяет частоту и;„,.,ш..+ui tC2J.. Существенным недостатком извест- кого устройства является невозможност однозначного выделения несущей частоты немонохроматического входного сигнала, в частности периодичес кой последовательности когерентных радиоимпульсов, так как при перестройке гетеродина сигнал остановки мо жет быть получен по любой спектральной составляющей входного сигнала, превышсцощей пороговый : ровеяь. Цель изобретения - повышение точности выделения несущей частоты перио; ческой последовательности когерентных радиоимпульсов. Поставленная цель достигается тем что в устройстве,содержащем последовательно соединенные детектор и усилитель постоянного тока и последовательно соединенные первый преобразователь частоты, узкополосный тракт промежуточной частоты и первый амплитудный компаратор, второй вход которого соединен с выходом усили- еля постоянного тока, вход первого преобразователя частоты и вход детек тора соединены с входом устройства, выход узкополосного тракта соединен с входом второго преобразователя частоты, выход которого через фильтр соединен с Выходом устройства, а вто рые входы первого и второго преобразователей частоты соединены с выходом Перестраиваемого гетеродина, к управляющему входу которого подключен блок управления частотой гетеродина, к выходу первого преобразователя частоты подключены последователь но соединенные блок изменения периода следования радиоимпульсов, второй узкополосный тракт промежуточной частоты, второй амплитудный компа- ратор и элемент совпадения, выход которого соединен с входом блока управления частотой гетеродина, вторые входы второго амплитудного компаратора и элемента совпадения соединены соответственно с выходом усилителя постоянного тока и с выходом первого амплитудного компаратора. На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - пример реализации блока изменения периода следования радиоимпульсов; на фиг, 3 спектры периодических последовательностей когерентных радиоимпульсов . и временные диаграммы; на , 4 временные диаграм формирования последовательности радиоимпульсов с измененным периодом следования. Устройство содержит преобразователь JL частоты, перестраиваемый гетеродин 2, уэкополосные тракты 3 и 4 промежуточной частоты, амплитудные компараторы 5 и 6, детектор 7, усилитель 8 постоянного тока, элемент 9 совпадения, блок 10 управления частотой гетеродина (блок 11 изменения периода следования, второй преобразователь 12 частоты и фильтр 13, В состав блока изменения периода следования радиоимпул1ьсов входят электроннь1й переключатель 14 потенциометры 15 и линии 16 задержки. В устройстве для выделения несущей частоты сигнала, последовательно соединены детектор 7 и усилитель 8 постоянного тока, последовательно соединены первый преобразователь 1 частоты, узкополрсный тракт 3 промежуточной частоты и первый амплитудный компаратор 5, второй вход которого соединен с выходом усилителя постоянного тока, вход первого преобразователя 1 частоты и вход детектора соединены с вводом устройства, выход узкопопосного тракта 3 соединен с входом второго преобразователя 12 частоты, выход которого через фильтр 13 соединен с выходом устройства, а Вторые входы первого 1 и второго 12 преобразователей частоты соединены с выходом перестраиваемого гетеродина 2, к управляющему входу которого подключен блок 10 управления частотой гетеродина, к выходу первого преобразователя 1 частоты подключены последовательно соединенные блок 11 изменения периода сяедовёшия радиоимпульсов, узкополосный тракт 4 промежуто ной частоты, второй амплитудный ком паратор 6, элемент 9 совпадения, вы ход которого соединен с блоком 10. управления-частотой гетеродина, вто рые входы второго амплитудного компаратора 6 и элементы 9 совпадений соединены соответственно с выходом усилителя 8 постоянного тока и с вы ходом первого амплитудного компарат ра 5. Устройство работает следующим об разом. НА вход поступает периодическая .последовательность когерентных ради импульсов с частотой следования И1 и с несущей частотой ш, которая пр образуется в промежуточную частоту, . i :с помощью преобразователя 1 частоты Амплитудный спектр сигнала на выходе преобразователя 1 частоты изображен на.фиг. За, Сигнал с выхода преобразователя Iчастоты поступает на узкопрлосный тракт 3 промежуточной частоты и на электронный переключатель 14 блока IIизменения периода следрвания, Электронный переключатель подключает первый импульс к первому каналу, через который сигнал проходит без задержки; второй - к второму каналу в котором осуществляется задержка н вгаличину 4tj , и т.д. К-й импульс проходит через k-й . канал с задержкой Хк-1)-ДЪз, после чего переключатель переходит в положение 1 и цикл переключений повторяётся. Для выравнивания коэффициентов передачи отдельных каналов с целью получения одинаковых амплитуд радиоимпульсов на выходе блока 11 введены потенциометры 15. В результате на выходе получается периодическая последовательность из к радиоимпульсов с периодом следоваНи я Т 2, отличным от пер1иода следования входные сигналов Т1 и с несущей частотой, равной несущей частоте входных сигналов и)р,ц. На фиг. 4 приведены временные диаграммы формирования последовательности радиоимпульсов с измененной ча тотрй следования. Амплитудный спектр этого сигнала приведен на фиг. 36, В составе данного спектра, кроме не.сущей частоты i% появились состав I ляющйе,отличные по частоте от спект-т:ральных составляющих входного сг нлли фиг. За, Это результат йараметрического преобразования сигнала в устройстве изменения частоты следования. По ношению к последовательности рёщибимпульсов {пачке из к радиоимпульсов схема изменения частоты следования является линейной с переменными параметрами (параметрической), так как за время прохождения пачки осуществляется периодическое переключение линий з ержки, т.е. изменение-параметров цепи. При перестройке гетеродина узкополосные тракты 3 и 4 выделяют спектральные составляющие от исходной и измененной (последовательностей; :;. радиоимпульсов. Амплитудные :кокшараторы 5 и 6 будут срабатывать по спектральным срставляющим, превышаю щим пороговый уровень, фррмируемый детектрром .7, работающим в режиме пикового детектора, и усилителем 8 постоянного тока, К точности установки порогового уровня не предъявляются жесткие требования, так как одновременное срабатывание компараторов 5 и 6 будет.только по центральным составляющим исходной и измененной последовательностей радиоимпульсов (по несущей частоте), что фиксируется блоком 9 совпадения, выходной сигнал которого поступает на блок 10 управления частотой гетеродина и останавливает перестройкугетеродина. Скорость перестройки частоты гетё-: родина выбирается из условия, обеспечивающего ишрину гребней спектральных составляющих, меньшую разницы между частотами следования исходной и измененной последовательностями радиоимпульсов, что рпреДеляет точнрсть выделения несущей частоты когерентной последовательности радиоимпульсов. С помощью преобразователя 12 частоты осуществляется смещение сигналов Гетеродина и промежуточной частоты,, выделенной узкопрлосннм трактом 3. Фильтр 13 выделяет комбинацию wjwc . Таким образом, на выходе устройства восстанавливается монохроматический сигнал с частотой, равной несущей частоте периодической последовательирсти когерентных радиоимпульсов на входе. , . . . При постоянном положении переключателя 11 предлагаемое устройство, так же как и прототип, будет восстанавливать частоту монохроматического входного сигнала. На выходе устройства сигнал присутствует только при наличии входного сигнала. , Для сколь угодно длительного поддержания выходного сигнала, при отключении входного, необходимо к входу преобразователя 12 частоты подключить генератор с частотой, равной центральной частоте узкополосного тргжта промежуточной частоты. Предлагаемое устройство позволяет с высокой точностью восстановить несущую частоту периодической последовательности когерентных радиоимпул-ьсов без предъявления жестких требований к коэффициентам передачи каналов, что дает возможность использовать его в системах, работающих при значительных дестабилизирующих факторах, не применяя специальных мер стабилизации, например термостатирование.

УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЫ СИГНАЛА, содержащее последовательно соединенные детектор и усилитель постоянного тока и последовательно соединенные первый преобразователь частоты, узкополосный .тракт промежуточной частоты и первый амплитудный компаратор, второй вход которого соединен с выходом усили;теля постоянного тока,, вход первого преобразователя частоты и вход детектора соединены с входом устройства, выход узкополосного тракта соединен с входом второг о преобразователя частоты, выход которого через фильтр соединен с выходом устройства, а вторые входы первого,и второго преобразователей частоты соединены с выходом перестраиваемого гетеродина, к управляющему входу которого подключен блок управления частотой гетеродина, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности выделения несущей частоты, к выходу первого Преобразователя частоты подключены последовательно соединенные блок изменения периода следования радиоимпульсов второй узкополосный тракт промежуточной частоты, второй амплитудный компаратор и элемент совпаде|ния,выход которого соединен с входом Щ блока управления частотой гетеродина. (Л вторые входы второго амплитудного компаратора и элемента совпадения соединены соответственно с выходом усилителя постоянного тока и с выходом первого амплитудного компаратора.

%

П

Г/