Фазометрическое устройство Советский патент 1986 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к технике измерения фазы радиосигналов и может быть использовано в аппаратуре приемных пунктов систем радионавигации.

Цель изобретения - сокращение времени измерения фазы сигнала.

Цель изобретения достигается за счет работы устройства по разным алгоритмам при большом и малом рассогласованиях фаз между опорным генератором и внешним сигналом

На чертеже представлена структурная схема фазометрического устройства

Устройство содержит фазовый дискриминатор 1, выходы которого соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 2, выходы которого соединены с первыми входами элементов ШШ 3 и 4 и элементов ИЛИ 5 и 6, Выходы последних подключены к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика 7, а к управляющим входам дискретного фазовращателя 8 подключены выходы элементов ИЛИ 3 и 4, Сигнальный вход фазовращателя 8 соединен с выходом опорного генератора 9, а его выход - с делителем 10 частоты. Последний соединен далее с входом опорного сигнала дискриминатора 1 и блоком 11 инпикапии„ Выхопы индикации реверсивного счетчика 7 подключены к дешифратору 12, первый выход которого соединен с инвертором 13 и управляющим входом ключа 14„ Сигнальный вход последнего соединен с сигнальным входом ключа 15 и входом 16 импульсов установки. Выход ключа 15 соединен с входом установки реверсивного счетчика 7, а его управляющий вход - с выходом инвертора 13. Выход ключа 14 соединен с входом единичной установки триггера 17, выход которого соединен с первыми входами элементов И 18 и 19. Вторые входы элементов И 18 и 19 соединены с выходами опорного генератора 9, а их третьи входы - с вторым и третьим выходами дешифратораi 12. Входы элемента ИЛИ 20 соединены с выходами реверсивного счетчика 7, а его выход подключен к входу нуле-. вой установки триггера 17. Выходы элементов И 18 и 19 подсоединены к вторым входам элементов ИЛИ 4 и 3 и к вторым входам элементов ИЛИ 5 и 6 соответственно.

21611

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент измерения реверсивный счетчик 7 находится в об5 нуленном состоянии, а триггер 17 в нулевом. На первый вход фазового дискриминатора 1, являющийся входом фазометрического устройства, поступает принимаемый сигнал (в смеси

10 с шумом) и сравнивается по фазе с опорным сигналом, поступающим на второй вход дискриминатора 1 с делителя 10 частоты. По результатам сравнения на.первом и втором выходах

15 дискриминатора 1 формируются серии импульсов, поступающие на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 2 о С выходов счетчика 2 импульсы через элементы ИЛИ 3 и 4

20 поступают на управляющие входы дискретного фазовращателя 8 и через элементы ИЛИ 5 и 6 - на входы реверсивного счетчика 7. На вход дискретного фазовращателя 8 поступают

25 импульсы с опорного генератора 9. Поступление импульса на первый управляющий вход фазовращателя 8 приводит к сдвигу импульсов на его выходе и сдвигу опорного сигнала на

30 выходе делителя 10 частоты вправо на дискрет, равный периоду частоты опорного генератора 9. Поступление импульса на другой управляющий вход фазовращателя 8 приводит к сдвигу опорного сигнала на тот же дискрет влево.

Емкость реверсивного счетчика 7

выбирается так, чтобы за временньм интервал, равный периоду между импульсами установки с входа 16 (Tyj, ), он не переполнялся при любых фазовых рассогласованиях между принимаемым и опорным сигналами.

При значительных фазовых рассогласованиях на интервале (Т ) число импульсов, поступающих с одного из выходов счетчика 2 через соответствующий элемент ИЛИ 5 и 6 на вход счетчика 7, велико. Тогда абсолютная величина числа, зафиксированного в счетчике 7 в момент (Т ) от начала измерения (в момент поступления импульса с входа 16),превышает пороговое значение. При этом с первого выхода дешифратора 12 на управляющий вход ключа 14 и вход инвертора 13 поступает высокий потенциал, а с выхода инвертора 13 на управляющий вход ключа 15 - низкий. Ключ 15 ;

35

40

45

50

55

размыкается и не пропускает импульс установки на обнуление реверсивного счетчика 7. С выхода замкнутого ключа 14 импульс установки поступает на вход единичной установки триггера 17. Высокий потенциал с триггера 17-поступает на первые входы элементов И 18 и 19. На вторые входы элементов И поступают импульсы с опорного генератора 9, а на третий вход одного из них (в зависимости от знака числа) - высокий потенциал с соответствующего выхода дешифратора 12. При положительном знаке числа высокий потенциал с второго выхода поступает на третий вход элемента И 8. Импульсы с выхода опорного генератора 9 проходят через элементы И 18 и ИЛИ 4, 5 и поступают из. первый управляющий вход фазовращателя 8 и вычитающий вход реверсивного счетчика 7. Каждый из этих импульсов, поступающих через элемент ИЛИ 5, приводит к уменьшению записанного в счетчике 7 числа t, При обнулении счетчика 7 на его выходе формируется импульс, который через пятый элемент ИЛИ 20 пос тупает на обнуляющий вход триггера 17, откуда поступает низкий потенциал на вход элемента И 18 и запрещает прохождение на его выход импульсов. Таким образом, на выходе элемента И 18 формируется пачка импульсов, которая вызывает сдвиг опорного сигнала через элемент ИЛИ 4 посредством фазовращателя 8. Число импульсов в пачке равно числу, зафиксированному в счетчике 7 в момент поступления импульса установки Если в счетчике 7 зафиксировано отрицательное число, то с третьего выхода дешифратора 12 высокий потенциал поступает на третий вход элемента И 19. Импульсы с опорного генератора 9 проходят через элементы И 19 и ИЛИ 3, 4 и поступают на второй управляющий вход фазовращателя 8 и суммирующий вход реверсивного счетчика 7, что приводит к уменьшению абсолютного значения в счетчике 7. В момент обнуления счетчика 7 импульс с его выхода проходит через элемент ИЛИ 20 и устанавливает триггер 17 в нулевое состояние. При этом прохождение импульсов через элемент И 19 прекращается. Число импульсов в пачке, сформированной на выходе элемента И 19, равно абсолютному

значению числа, зафиксиро.ванного в счетчике 7. При поступлении пачки импульсов с выхода элемента И 19 через элемент ИЛИ 3 на интервале коррекции (Т ) опорный сигнал получает тот сдвиг, что и на предыдущем интервале между импульсами установки (Ту). Направления сдвигов также совпадают.

Величина интервала (Т ) выбирается так, чтобы сдвиг (величина отработки) uf опорного сигнала на интервале (Т ) бьш примерно равен половине начального рассогласования

(bj) При этом последующая коррекция пачкой импульсов с выхода элементов И 19 (или 18) обеспечивает с некоторой погрешностью совмещение сигналов. Если шумы отсутствуют,

то величина фазового рассогласования между сигналами на интервале (Т, ) меняется по экспериментальному з акону. Величина на интервале (Т ) определяется формулой

.(1 -e if ),

где t - постоянная времени фазомет- рического устройства.

Задавая UVfo г, находим Т.т-

t,fpln2. При наличии шумов и Ту.,. , а величина фазовой отработки равна

ДЧ огп

-+Ч ,

срЛ

где ДЧ срд случайная величина, равная шумовой флюктуации

фазы опорного сигнала.

Величина фазового рассогласования между сигналами после коррекции дЧ р при этом равна - . Математическое ожидание Д -f равно

нулю, среднеквадратическое значение в два раза превышает шумовые флюктуации фазы опорного сигнала (ср„). Небольшое фазовое рассогласование, которое может иметь место после сдвига опорного сигнала, быстро отрабатывается. По окончании отработки фаза опорного сигнала (совпадающая с фазой входного сигнала) фиксируется в блоке 11 индикации. Время измеоения

фазы принимаемого сигнала можно считать равным 2Ту, 21п1. При незначительных фазовых рассогласованиях дч 446 грм на интервале

( ) число импульсов, поступающих с выходов счетчика 2 мало и число в счетчике 7 в момент поступления импульса установки не превышает пороговое значение. В этом случае с первого выхода дешифратора 12 на управляющий вход ключа 14 и вход инвертора 13 поступает низкий потенциал, а с выхода инвертора 13 на управляющий вход ключа 15 - высокий. Ключ 15 замыкается, и импульс установки с входа 16 проходит через него на обнуление счетчика 7. Через разомкнутый ключ 1А импульс установки не проходит, и триггер 17 остается в нулевом состоянии. Коррекция опорного сигнала через элемент И и при этом не осуществляется, и отработка начального рассогласования происходит по закону, близкому к экспоненциальному Время отработки (измере- .ния) фазы в ЭТОМ случае можно, считать равным 2Т 21п2.

А при любом начальном рассогласовании время измерения фазы Т % ft: 21n2i p.

Формула изобретения

Фазометрическое устройство, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, дискретный фазо- .вращатель и делитель частоты, фазовый дискриминатор и первый реверсивный счетчик, а также второй реверсивный счетчик, дешифратор, первый и второй ключи и блок индикации, причем выходы индикации второго реверсивного счетчика соединены с входами дешифратора, сигнальные входы

Редактор Т.Митейко Заказ 1609/52

Составитель В.Шубин

Техред н.Бонкало Корректор Л.Патай

. Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ключей соединены с входом импульсов установки, управляющий вход первого ключа соединен с первым выходом де- 5 шифратора, а вход блока индикации подключен к выходу делителя частоты и входу фазового дискриминатора, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени измерения

}0 фазы сигнала, в него введены пять элементов ШШ, два элемента И, инвертор и триггер, причем первые вхо- ды одних двух элементов ИЛИ соединены с выходами первого реверсивного

15 счетчика, их вторые входы - с выходами первого и второго элементов И соответственно, а выходы подключены к управляющим входам дискретного фазовращателя, первые входы других

20 двух элементов ИЛИ подключены к выходам первого реверсивного счетчика, их вторые входы - к выходам второго и первого элементов И соответственно, а выходы - к входам

25 второго реверсивного счетчика, первые входы элементов И подключены к выходу триггера, их вторые входы соединены с выходом опорного генератора, а третьи - с вторым и треть- 30 им выходами дешифратора, выходы

второго реверсивного счетчика сое- . динены с входами пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом нулевой установки триггера,

- вход единичной установки триггера

соединен с выходом первого ключа, управляющий вход второго ключа через инвертор подсоединен к первому выходу дешифратора, а его выход - к

0 входу установки второго реверсивного счетчика.

Изобретение относится к технике измерения фазы радиосигналов. Устройство содержит дискриминатор 1, реверсивные счетчики 2 и 7, элементы ИЛИ 3, 4, 5, 6 и 20, дисковый фазовращатель 8, опорный генератор 9, делитель 10, блок 11 индикации, дешифратор 12, инвертор 13, ключи . 14 и 15, вход 16 импульсов установки, триггер 17, элементы И 18 и 19. Работа устройства по разным алгоритмам при большом и малом рассогласовании фаз между опорным генератором 9 и внешним сигналом позволяет сократить время измерения фазы сигнала. В описании дан расчет времени отработки фазы. 1 ил. (Л Ю О)