Двухканальный сверхвысокочастотный коррелометр Советский патент 1984 года по МПК G06F17/15 

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке сверхвысокочастотных (СВЧ) коррелометров для исследовани случайных сигналов с шириной спектра до 10 Гц.

Известен двухканальный СВЧ коррелометр, содержащий блок умножения, блок усреднения, индикатор, два входных канала, в каждом из которых последовательно включены ключ, расширитель импульсов и квантователь. Выход первого канала непосредственн а второго через регистр памяти соединены с входами блока умножения, выход которого соединен с входом последовательной цепи, состоящей из блока усреднения, второго блока умножения, сумматора и индикатора. Второй выход блока усреднения соединен с входом генератора функции косинуса, один выход которого соединен с блоком усреднения, а другой с сумматором и индикатором. Первый выход генератора тактовых импульсов через генератор смещения и формирователь строб-импульсов соединен с управляющим входом ключа первого канала и через второй формировательстроб-импульсов с управляющим входом ключа второго канала. Второй выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющими входами квантователей обоих каналов, блока умножения, регистра памяти и блока усреднения V .

Однако известный коррелометр не обеспечивает достаточной точности измерения, что обусловлено применением генератора смещения. В данном коррелометре шаг задержки определяется разницей выходных частот генератора тактовых импульсов и генератора смещения. Таким образом, точность шага задержки зависит от стабильности частоты генератора смещения. Кроме того, диапазон рабочих частот ограничен до 5 ГГц.

Наиболее близким к предлагаемо fy по технической сущности является двухканальньй СВЧ коррелометр, содержащий блок умножения, выход . которого через блок усреднения соединен с индикатором, генератор тактовых импульсов, счетчик номера точки, первой и второй каналы казвдьй

из которых включает в себя последовательно соединенные ключ, расширитель импульсов, квантователь и регистр памяти, а также управляемый генератор, счетчик времени задержки и формирователь строб-импульсов, выходом соединенный с управляющим входом ключа, информационный вход кторого является входом коррелометра, причем первьй выход генератора тактовых импульсов соединен с управ.ляющими входами регистров памяти, обоих каналов, а второй выход подключен к входу счетчика номера точки и к управляющим входам управляемых кварцевых генераторов обоих каналов, при этом управляющие входы счетчика времени задержки объединены и подключены к выходу счетчика номера точки 2J ,

Известному коррелометру также присуща недостаточная точность измерения, обусловленная тем, что в каяиом канале применены отдельные управляемые кварцевые генераторы, вьщающие опорную частоту для формирования шага задержки, которая во время работы в пределах стабильности кварцевых генераторов может уходить щ разные стороны.

Цель изобретения - повьш1ение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в двухканальный СВЧ коррелометр содержащий генератор тактовы импульсов,, первый выход которого соединен с входом счетчика номера точки, последовательно соединенные блок умножения, блок усреднения и индикатор, каящый из двух измерительных каналов содержит последовательно соединенные ключ, расширитель и квантователь, а также регистр памяти, формирователь строб-импульсов,счетчик времени задеряски и управляемьй генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу счётчика рремени задержки того же канала,выход которого через фомирователь строб-импульс подключен к Управляющему входу ключа того же канала, информационный вход регистра памяти каждого канала- подключен к вьгходу квантователя того же канала упра.влякицие входы регистров памяти

обоих каналов объединены и подключены к второму выходу генератора тактовых импульсов, а выходы регистров памяти подключены соответственно к входам блока умножения, управляющие входы 5 счетчиков времени задеряоси обоих каналов объединены и подключены к выходу счетчика номера точки, информационные входы ключей первого и второго каналов являются соответственно Ю первым и вторым входами коррелометра, введены генератор опорной частоты, в каждый из двух измерительных каналов фазовый детектор и управляемый делитель частоты, в первый и второй 15 измерительные каналы .соответственно суммирующий и вычитающий счетчики, входы которых объединены и подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов, выходы суммирующего 20 и вычитающего счетчиков соответственно подключены к управляющему входу управляемого делителя частоты своего канала, информационный вход которого подключен к выходу управляемого 25 генератора импульсов своего канала, выход управляемого делителя частоты каждого канала соединен с первым входом фазового детектора своего канала, выход фазового детектора каж- зо дого канала соединен с входом управляемого генератора импульсов своего канала, вторые входы фазовых детекторов объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого коррелометра} нафиг,2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит блок 1 умно- ° жения, выход которого через блок 2 усреднения соединен с индикатором 3,. выход которого является выходом кЬрлелометра, генератор 4 тактовых импульсов, счетчик 5 номера точки, первьй А и второй Б каналы,каждый из которых включает последовательно соединенные ключ 6, расширитель 7 мпульсов, квантователь 8 и регистр 9памяти, выход которого подключен 50 соответствунядему входу блока 1 множения,а также счетчик 10 вреени задержки и формирователь 11 строб-импульсов, выход которого соеинен с управляющим входом ключа 6, 55 нформационный вход которого являетя соответствующим входом коррелоетра, причем информационный вход

счетчика 10 времени задержки соединен с выходом управляемого генератора 12 импульсов (электрически перестраиваемого), входящего в петлю фазовой автоподстройки частоты, включающую фазовьй детектор 13 и управляемый делитель 14 частоты (с переменным коэффициентом деления), управляющий вход которого подключен к выходу суммирующего счетчика 15 в первом канале и вычитающего счетчика 16 во втором канале. При этом управляющие входы регистров 9 памяти обоих каналов подключены к первому выходу генератора 4 тактовых импульсов, второй выход которого подключен к объединенным входам суммирующего и вычитающего счетчиков 15 и 16 первого и второго каналов соответственно и счетчика 5 номера точки, выход которого соединен с управляющими входами счетчиков 10 времени задержки обоих каналов, . а вторые входы фазовых детекторов 13 обоих каналов подключены к выходу генератора 17 опорной частоты.

Предлагаемый двухканальный. СВЧ коррелометр работает следующим образом.

Исследуемые сигналы поступают на ключи 6, информационные входы которых являются входами коррелометра. Ключи управляются стробимпульсами, которые формируются в формирователях 11 строб-импульсов, запускаемых выходными импульсами счетчиков 10 времени задержки (фиг.2р для KaHajia А и фиг.2 . для канала Б). На управляющие входы счетчиков 10 времени задержки обоих ка налов одновременно поступают импульсы с выхода счетчика 5 номера точки. На информационный вход счетчика 1О времени задержки в каждом канале поступают импульсы с выхода управляемого генератора 12,. входящего в петлю фазовой автоподстройки частоты, включающую фазовый детектор 13 и управляемый делитель 14. Источником сигнала опорной частоты f., обоих каналов является генератор 17 опорной частоты, в качеств которого может быть применен кварцевый генератор. После ключей 6 выборки сигналов проходят расширители 7 импульсов, где они расширяются и 51124327 затем поступают на квантователи 8, Здесь сигнал преобразуется в цифровую форму, удобную для дальнейшей обработки. Цифровые сигналы записываются в регистрах 9 памяти, с ко- 5 торых синхронно считываются и подаются на блок 1 умножения. В блоке 1 умножения выборки сигналов канала Б умножаются. Результаты умножения накапливаются в блоке 2 усреднения и усредняются до необходимого, заранее установленного времени усреднения. С блока 2 усреднения сигналы подаются на индикатор 3. . На информационный вход счетчика 10 5 времени задержки канала А поступают импульсы с частотой следования где Кд- коэффициент деления управля мого делителя 14 частоты ка нала А. На управлянмдий вход счетчика 10 времени задержки канала В поступают импульсы с частотой следования 6 Vo. где К - коэффициент деления- управл емого делителя 14 частоты канала Б. Поскольку управляющие входы управляемых делителей 14 частоты подключены к выходу суммирующего счетчика 15 первого канала и к выходу вычитающего счетчика 16 второго ка нала соответственно, на вьпсоды которых поступают импульсы тактовой частоты с генератора 4 тактовых им пульсов (фиг.2а) а направления счета суммирующего и вычитающего счётчиков каналов А и Б взаимопротивоположны коэффициенты деления суммирующего 16 и вычитающего 17 счетчиков соответственно равны Кд К, - ПК для канала А (фиг.2б) и Кп, какала Б (фиг.2 в), где , начальные содержа ния суммирующего 15и вычитающего 16счетчиков каналов А и Б соответственно;в м д о п. - номер точки (число импульсов, поступающих с генератора 4 тактовых импульсов) ; К - дискрет суммирующего (вычитающего) счетчика. а один цикл измерения п приращися дискретно единице от О до N. аким образом, интервал времени у появлением импульсов на выхосчетчиков 10 времени задержки х каналов (шаг задержки) равен , л и -1- i -г - г сБ-цТочка с нулевой задержкой имеет место, когда ) io(m;n+nkV i ruin 2k Поскольку частота управляемых генераторов 12 обоих каналов жестко привязана к частоте общего для обоих каналов генератора 17 опорйой частоты, то шаг задержки не зависит от нестабильностей этих генераторов и цепей их запуска. Таким образом, положительньй эффект достигается путем введения генератора опорной частоты, к выходной частоте которого посредством петли фазовой автоподстройки частоты каждого канала жестко привязана частота управляемых генераторов (электрически перестраиваемых), перестройка которых производится с помощью введенных суммирующего и вычитакмдего счетчиков, работающих во взаимнопротивоположные направления счета, что позволяет обеспечить стабильный шаг задержки и, тем самым, повысить точность измерения.

I Вход канат А w

I

/f

I

10

Вход канала В

11

W

1

ДВУХКАНАЛЬНЫЙ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР, содержащий генератор тактовых импульсов, первьй выход которого соединен с входом счетчика номера точки, последовательно соединенные блок умножения, блок усреднения и индикатор,каждый из двух измерительных каналов содержит последовательно соединенные ключ, расширитель, квантователь, а также регистр памяти, формирователь строб-импульсов, счетчик времени задержки и управляемый генератор импульсов, выход которого подключен к информационному входу счетчика времени задержки того же канала выход которого через формирователь строб-импульсов подключен к управляющему входу ключа того же канала информационный вход регистра памяти каждого канала подключен к выходу квантователя того же канала, управляющие входы регистров памяти обоих каналов объединены и подключены к второму выходу генератора тактовых импульсов, а выходы регистров памяти подключены соответственно к входам умножения, управляющие входы счетчиков времени задержки,обоих каналов объединены и подключены к выходу счетчика номера точки, информационные входы ключей первого и второго каналов являются соответственно первьм и вторым входами коррелометра, отличающийс я тем, что, с целью повьипения точности, в него введены генератор опорной частоты, в каждый из двух измерительных каналов фазовый детектор и управляемый делитель частоты, в первый и второй измерительные каналы соответственно сумО) мирующий и вычитающий счетчики, входы которых объединены и подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов, выходы суммирующего и вычитающего счетчиков соответственно подключены к управляющему входу управляемого делителя частоты своего канала, информационный вход которого подключен к выходу управляемого Э генератора импульсов своего канала, м выход управляемого делителя частоты каждого канала соединен с первым N9 входом фазового детектора своего канала, вьпсод фазового детектора каждого канала соединен с входом управляемого генератора импульсов своего канала, вторые входы фазовых детекторов объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты.

8

n

л/

)e

n

f

15

12

/4

13

/

/5

JL

Й/г./