Устройство для измерения частоты входного сигнала панорамного радиоприемника Советский патент 1985 года по МПК G01R23/10 

эо

00 О) 0t

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВХОДНОГО СИГНАЛА ПАНОРАМНОГО РАДИОПРИЕМНИКА по авт.св. № 924603, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, третий счетчик, RS-триггер, формирователь импульсов переднего фронта, регистр памяти и элемент И, первьй вход которого соединен с инверсным выходом RS-триггера и управляющим входом второго ключа, а второй вход соединен с входом записи регистра памяти и первым выходом порогового формирователя, второй выход которого соединен с входами установки третьего счетчика и RS-триггера, при этом счетный вход второго счетчика соединен с выходом делителя частоты, а выход формирователя импульсов фронта через второй счетчик соединен с информационным входом регистра па(Л мяти.

IPvt.f Изобретение относится к радиоизмерениям, предназначено для использования в автоматических панорамных приемниках и частотомерах для измерения частоты непрерьшных и импульс но-модулированных сигналов и является усовершенствованием известного устройства, описанного в авт.св. СССР № 924603. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей устройства за счет измерения частот как непрерывных, так и импульсномодулированных сигналов. 1 На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2а-е - эпюры выходных сигналов в контрольных точках для случая приема непрерывного сигнала; на фиг. За-з - то же, для случая приема импульсного сигнала. Устройство для измерения частоты входного сигнала панорамного радиоприемника содержит последовательно соединенные усилительно-избирательный тракт 1 и пороговый формирователь 2, сканирующий гетеродин 3, вы ход которого соединен с вторым входом усилительно-избирательного трак та непосредственно, а через блок 4 формирования счетных импульсов и датчик 5 начала отсчета - с первым и вторым входами электронно-логичес кого ключа 6, выход которого соединен с входами делителя 7 частоты и первого счетчика 8 импульсов, после довательно соединенные генератор 9 тактовых импульсов, третий счетчик 10, RS-триггер 11, формирователь 12 импульсов переднего фронта, второй счетчик 13 импульсов, регистр 14 па мяти и второй ключ 15, а также элемент И 16, первый вход которого сое динен с инверсным выходом RS-тригге ра 11 и управляющим входом второго ключа 15, а второй вход - с входом записи регистра памяти 14 и первым выходом порогового формирователя 2 второй выход которого подключен к входам установки третьего счетчика 10 и RS-триггера 11, при этом счетный вход второго счетчика 13 соединен с выходом делителя частоты 7, информационный выход первого счетчи ка 8 - с входом второго счетчика 13 а выход формирователя 12 импульсов переднего фронта с входом установки регистра памяти 14. Устройство работает следующим образом. На входы устройства поступает сигнал, частоту которого необходимо измерит.ь, и сигнал Начало перестройки, по которому начинается перестройка сканирующего гетеродина 3 (фиг. 2q), при этом датчик начала отсчета 5 (фиг. 2) приводится в состояние, обеспечивающее закрытие электронно-логического ключа 6, в первый счетчик 8 заносится число, соответствующее частоте начала диапазона, определяемой эталоном, находящимся в датчике 5 начала отсчета, и регистр памяти 14 устанавливается в нулевое состояние. В процессе .перестройки сканирующего гетеродина 3, а следовательно, и усилительно-избирательного тракта 1 блок 4 формирования счетных импульсов вырабатывает импульсы, свидетельствующие о перестройке гетеродина 3 на определенную величину - шаг перестройки (фиг. 2fe). Эти импульсы в данный момент через закрытый ключ 6 не проходит (фиг.2). Одновременно третий счетчик 10 заполняется импульсами от генератора тактовых импульсов 9 (фиг. 25-) и импульсом переполнения устанавливает RS-триггер 11 в нулевое состояние. В дальнейшем до прихода сигнала от усилительно-избирательного тракта 1 это состояние триггера 11 периодически подтверждается импульсами переполнения третьего счетчика 10. При этом сигналом с инверсного выхода триггер открывает элемент И 16 и второй ключ 15. Однако сигналы на выходах устройства в данный момент отсутствуют (фиг. 2р,с). При настройке сканирующего гетеродина 3 на частоту эталона датчика начала отсчета 5 последний вырабатывает сигнал, открывающий электроннологический ключ 6 (фиг. 2В). С этого момента импульсы от блока.формирования счетных импульсов 4, свидетельствующие о перестройке на известный шаг, начинают поступать в первый счетчик 8 (фиг. 2) и через делитель частоты 7 во второй счетчик 13 (фиг. 2e,fc). Таким образом, в любой момент времени в первом счетчике 8 содержится информация о текущей частоте настройки сканирующего гетеродина 3. 3 При настройке усилительно-избирательного тракта 1 на частоту непр рывного сигнала на его выходе образуется импульс, повторяющий форму амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) усилительно-избирательного тракта 1 (фиг. 2к). Пороговый форми рователь 2 при достижении импульсом порогового уровня вырабатывает на втором выходе короткий импульс (фиг, 2д) устанавливающий третий счетчик 10 в нулевое (фиг. 2ц), а RS-триггер 11 в единичное состояние (фиг. 2н). RS-триггер 11 сигналом с инверсного выхода закрывает элемент И 16 и второй ключ 15, ас прямого выхода через формирователь 12 импульсов переднего фронта (фиг. 2о)производит запись числа из первого счетчика 8 во второй сче чик 13 (фиг. 2Ж) и подтверждает нулевое состояние регистра памяти 14. Таким образом, при достижении . входным сигналом (импульсом усилительно-избирательного тракта 1) порогового уровня формирователя 2 во втором счетчике 13 записано число, эквивалентное частоте настройки усилительно-избирательного тракта 1, Это значение частоты не равно частоте сигнала, а отличается от него на половину полосы пропускания усилительно-избирательного тракта 1 на уровне порога формирователя 2 (т.е. на величину, зависящую от уровня сигнала). Через интервал времени , где N - емкость третьего счетчика 10, f - частота генератора 9 тактовых импульсов, импульсом переполнения, счетчика 10 RS-триггер 1 внов устанавливается в нулевое состояние (фиг. 2н) и открываются элемент И 16 и второй ключ 15. Емкость третье го счетчика выбирается в зависимости от f, скорости перестройки сканирующего гетеродина Зу и полосы пропускания усилительно-избирательного тракта uf таким образом, чтобы время переполнения третьего счетчик ПО было меньше времени перестройки усилительно-избирательного тракта 1 на полосу пропускания аго АЧХ, т.е. Л f-r N Когда уровень входного сигнала, про дя максимум, вновь станет равным 674 порогу формирователя 2, последний вырабатывает короткий импульс на первом выходе (фиг. 2л), переписывающий содержимое второго счетчика 13 в регистр памяти 14 (фиг. 2п). Этот же импульс, пройдя открытый элемент И 16, поступает на выход устройства в качестве признака наличия непрерывного сигнала (фиг. 2с). Поскольку второй счетчик 13 с момента записи числа из первого счетчика 8 заполнялся только половиной общего числа счетных импульсов, поступающих за это время от блока формирования счетных импульсов 4 через делитель 7, то число в нем, а следовательно, и в регистре 14 будет соответствовать частоте сигнала, в то время как число в первом счетчике 8 будет эквивалентно частоте настройки усилительно-избирательного тракта 1 (т.е. отличаться от частоты сигнала на половину полосы пропускания АЧХ усилительно-избирательного тракта на уровне порога формирователя 2), что позволяет проводить измерение частоты и других сигналов. Код частоты (значение частоты сигнала) через открытый второй ключ 15 поступает на выход частотомера. Это значение кода частоты сохраняется на -выходных шинахустройства до конца перестройки или до появления в полосе пропускания усилительноизбирательного тракта 1 нового сигнала. В последнем случае по сигналу от порогового формирователя 2 RS-триггер 11 устанавливается в единичное состояние, закрывается элемент И 16 и второй ключ 15, и сигналом от формирователя импульсов переднего фронта 12 регистр памяти 14 устанавливается в нулевое состояние. В дальнейшем процесс измерения частоты сигнала повторяется. Процесс измерения частоты импульсно-модулированных сигналов аналогичен описанному. Отличия состоят в следующем. На выходе усилительногизбирательного тракта 1 образуется пачка импульсов, огибающая которой повторяет АЧХ усилительно-избирательного тракта 1 (фиг. 3oi). По переднему фронту первого импульса пачки, превышающего порог формирователя 2, производится установка третьего счетчика 10 в нулевое состояние (фиг. 32), RSтриггера 11 в единичное состояние (фиг. 3g) и запись содержимого первого счетчика 8 во второй счетчик 1 (фиг, Зе). По заднему фронту этого импульса и всех поспедующих импульсов пачки осуществляется перезапись чисел из второго счетчика 13 в регистр памяти 14 (фиг. 3). Эти числ не будут эквивалентны измеряемой частоте до прихода последнего импул са пачки, и на выход устройства для измерения частоты они не поступают, так как второй ключ 15 (и элемент 16 и) закрыты. Это достигается выбо ром емкости N третьего счетчика Ю импульсов такой, чтобы интервал вре мени N/f, необходимый для появления импульса переполнения третьего счетчика 10, был больше максимально возможного периода следования 1рд входных импульсов. Таким образом, емкость третьего счетчика должно вы бираться из условия т f м Д-f Т т СП- т В этом случае очередной импульс пачки, появившись раньше импульса переполнения третьего счетчика 10, вновь устанавливает его в нулевое состояние (фиг. 3«) и тем самым препятствует перебросу RS-триггера 11 в нулевое состояние (фиг. Зд) и, следовательно, открытию второго клю 15 и элемента И 16. Через интервал времени N/f посл прихода последнего импульса пачки импульс переполнения третьего счетчика 10 импульсов устанавливает RS-триггер 11 в нулевое состояние (фиг. 34), и второй ключ 15 и элемент И 16 открываются. При этом результат измерения из регистра памяти 14 поступает на выход устройства (фиг. 3. На выходе элемента И 16 признак непрерывного сигнала не появится, так как импульсы от порогового формирователя 2 окончились ран ше (приблизительно на время N/f-j-), чем открылся элемент И 16. Изменение алгоритма функциониров ния устройства в зависимости от вида сигнала осуществляется следующим образом. При приеме непрерывных сигналов, так как длительность отклика от усилительно-избирательного тракта 1 больше времени переполнения счетчика 10, RS-триггер 11 будет установлен импульсом переполнения в нулевое состояние раньше, чем окончится сигнальный импульс от порогового формирователя 2. В этом случае информация о частоте, один раз переписанная из счетчика 8 в счетчик 13 сигналом от формирователя 12, совпадающим по времени с передним фронтом сигнального импульса, и дополненная половиной числа импульсов от блока 4 фор:мирователя счетных импульсов , также один раз переписьшается в регистр 14 памяти задним фронтом сигнального импульса от порогового формирователя 2 и поступает на выход через открытый сигналом с инверсного выхода второй ключ 15. При приеме импульсных сигналов с выхода порогового формирователя 2 поступает пачка видеоимпульсов. В этом случае третий счетчик 10 постоянно устанавливается в нулевое состояние передним фронтом каждого импульса пачки. Так как время переполнения счетчика 10 больше периода следования импульсов пачки, RS-триггер не будет установлен в нулевое состояние до окончания пачки импульсов с порогового формирователя 2 (это произойдет через время N/f после окончания последнего импульса пачки). При этом информация о частоте в регистре 14 памяти обновляется по заднему фронту каждого импульса пачки от формирователя 2. Однако на выход она не поступает до установки RS-триггера 11 в нулевое состояние (до открытия второго ключа 15). Таким образом, устройство обеспечивает измерение частоты как непрерывных, так и импульсно-модулированных сигналов с высокой точностью. При этом измерение частоты этих сигналов проводится автоматически.

фиг, 2