Устройство для измерения частоты и ширины спектра сигнала Советский патент 1986 года по МПК G01R23/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зрвано в системах автоматического слежения за частотой узкополосного случайного сигнала с неизвестной или медленно меняющейся во времени, шириной спектра.

Цель изобретения - увеличение точности, помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей устройства.

Эта цель достигается за счет использования перестраиваемых фильтров, частотные параметры которых не связаны с шириной спектра входных сигналов. Расширение функциональных возможностей - измерение ширины спектра сигнала, достигается за счет использования третьего измерительного кайала, обеспечивающего суммирование и центрирование мощностей с выходов амплитудных, де- Гекторов.

На чертеже представлена структурч ная схема устройства.

Устройство содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, первый перестраиваемый фильтр 3,первый амплитудный детектор 4, второй перестраиваемый фильтр 5, второй амплитудный детектор 6, дифференциальный усилитель 7, первый блок 8 управления, гетеродин 9, суммирующий усилитель 10, второй блок 11 управл,ения, первый инвертор 12, уз- кополос ный фильтр 13, третий ампли- тудньй детектор 14, второй инвертор 15.

Устройство работает- следующим об разом-.

При помощи смесителя 1 и гетеродина 9 спектр входного сигнала переносится на промежуточную частоту с учетом ошибки подстройки частоты гетеродина. Перестраиваемые фильтры 3 и 5, расстроенные относительно промежуточной частоты н а некоторую величину, определяемую шириной спектра, и амплитудные, детекторы 4 и 6 вы деляют часть мощности входного сигнала, попадающей в пределы полос пропускания фильтров 3 и 5.

Разность выходных сигналов амплитудных детекторов 4 и 6, формируемая в дифференциальном усилителе 7, образует сигнал ошибки,.который пропорционален в среднем ошибке изме- рения частоты. Под действием этого сигнала блок 8 управления перестраи460162

вает гетеродин 9 так, чтобы сигнал ошибки стремился к нулю. Перестраиваемые фильтры 3 и 5 имеют полосу пропусканияJ более узкую по сравс нению с минимально возможной шириной спектра полезного. сигнала, а частоты их настройки могут изменяться .при изменении ширины спектра -полезного сигнала. Причем малая полоса пропус(j кания перестраиваемых фильтров 3 и 5 приводит к уменьшению уровня флук- туационной составляющей сигнала ошибки. Б результате в устройстве реализуется точность и помехоустойчивость,

5 близкие к показателям оптимального дискриминатора.

При помощи суммирующего усилителя 10 формируется напряжение ошибки, в среднем пропорциональное ошибке

2Q измерения ширины спектра входного, сигнала. При этом суммирование выходов амплитудных детекторов 4 и 6 дополняется центрированием путем вы- читан ял выходного сигнала третьего

25 амплитудного детектора 14. Выходной сигнал этого Детектор.а пропорционален той части мощности входного сиг- , нала, которая попадает в пределы . Полосы пропускания узкополосного

JQ 13. Указанное центрирование обеспечивает н четную симметрию дискриминационной характеристики при .возможных изменениях полной мощности входного сигнала. Напряжение на выходе бло ка 10 пропорционально, ошибке определения ширины спектра полезного сигнапа. Напряжение сигнала ошибки поступает на блок 11 управления, под действием выходного сигнала ко- . торого происходит перестройка фильтров 3 и 5 при изменении ширины спектра входного сигнала так, чтобы напряжение сигнала ошибки стремилось к нулю. При помоши инв.ертора 12 обеспечивается симметричньй сдвиг частот

настройки фильтров 3 и 5 на величину ширины спектра относительно промежуточной частоты.

Таким образом, формируемое при помощи дополнительного канала на пряжение ошибки, снимаемое с выхода усилителя 10, в среднем пропорционально ошиЕэке измерения ширины спектра входного сигнала и не зависит от

ошибки измерения частоты. 55

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты и ширины спектра сигнала,, содержащее

35

40

3

последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной частоты, фильтр, амплитудный детектор, дифференциальный усилитель, блок управления и гетеродин, в.ыход которого подключен к управляющему, входу смесителя, а также второй фильтр, вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, а выход через второй амплитудный детектор связан с вторым входом дифференциального усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, помехоустойчивости

460.164

и расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные узкополосный фильтр, третий амплитудный .детектор, 5 инвертор, суммирующий усилитель, второй блок управления и второй инвер-. тор, при этом фильтры выполнены перестраиваемыми, управляющие входы которых подключены к входу и выходу 10 второго инвертора , а второй и третий ,входы суммирующего усилителя подключены к выходам первого и второго амплитудных детекторов.

Изобретение может быть использовано в системах автоматического слежения за частотой узкополосного случайного сигнала с неизвестной или медленно меняющейся во времени шириной спектра. Цель изобретения - увеличение точности, помехоустойчивости и расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит смеситель 1, усилитель 2 промежуточной частоты, фильтры 3 и 5, амплитудные детекторы 4 и 6, . дифференциальный усилитель 7, блок 8 управления и гетеродин 9. Введение инверторов 9 и 15, блока 11 управления, суммирукяцего усилителя 10, узкополосного фильтра 13, амплитудного детектора 14 и образование новых связей в устройстве способствует достижению поставленной цели.. 1 ил. Is9 О)