Устройство для контроля передатчиков или приемников с импульсной частотной модуляцией Советский патент 1986 года по МПК H04B3/46 

характеристик контролируемых устройств при реальном входном сигнале. Это позволяет осуществлять контроль

Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано для измерения амплитудных модуляционных характеристик импульсных ЧМ-передатчиков и приемников при реальном моду лирующем сигнале, без выключения их из эксплуатации.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности выполнения измерений при реальном входном сигнале.

На фиг . 1 приведена функциональна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющи его работу.

Устройство (фиг. 1) содержит аттенюатор 1, цифровой частотомер 2, амплитудный детектор 3, пороговый элемент 4, элемент 5 задержки, ждущие мультивибраторы 6-8, аналого- цифровой преобразователь (А1|П) 9, параллельный регистр 10, распределитель 11 импульсов, блок 12 элементов ИЛИ 13-15, блок 16 счетчиков 17-19, блок 20 суммирующих накопителей 21- 26, трехвходовый элемент И 27, коммутатор 28, микропроцессор 29, устройство 30 отображения информации, счетчик 31, ключ 32, дешифратор 33, генератор 34, входные шины 35-37. В устройстве последовательно соеди«- нены аттенюатор 1 и цифровой частотомер 2, выход аттенюатора через последовательно включенные амплитудньй детектор 3 и пороговый элемент 4 .соединены с запускающим входом цифрового частотомера 2 и входами первого 6 и второго 7 ждущих мультивибраторов , выход первого ждущего мультивибратора 6 соединен с тактовым входом параллельного регистра 10, выход Второго ждущего мультивибратора 7 через элемент 5 задерж1си соединен с установочным входом цифрового .частотомера 2 и непасредственно - с входом распределителя 11 импульсов

линейности Импульсных ЧМ-передатчиков без их выключения из эксплуатации. 2 ил.

10

S

15

25 ,

5

0

5

выходы которого соединень с первыми входа1 Ш блока 12 элементов ИЛИ, выходы которого через « счетчиков блока 16 счетчиков соединены с входами h -входового элемента И .27 и соответствующими им вторыми входами блока 12 и элементов ИЛИ, выход АЦП 9 соединен с входами параллельного регистра 10, выходы которого соединены с управляющими входами рас- цределителя 11 импульсов и входами первьпк и суммирующих накопителей 24-26, выходы цифрового частотомера 2 соединены с входами остальных суммирующих накопителей 21-23, тактовые входы всех суммирующих накопи- телрй попарно соединены с соответствующими им выходами блока 12 ц элементов ИЛИ, выходы всех суммирующих накопителей соединены с входами коммутатора 28, выход которого соединен через микропроцессеор 29 с входом блока 30 отображения информации, вы- ходы счетчика 31 соединены с адресными входами микропроцессора и коммутатора, а также С входами дешифратора 33, выход которого соединен с управляющим входом ключа 32 и запускающим входом микропроцессора, генератор через последовательно включенные К.ПЮЧ 32 и третий ждущий мультивибратор 8 соединен с входом счет-, чика 31 и тактовым входом ввода ин- .формации в микропроцессоры, первая входная шина устройства 35 соединена с входом аттенюатора, вторая входная шина 36 соединена с входом АЩ 9, третья входная шина 37 соединена с установочнгэми входами счетчиков блока 16 и блока 20 суммирующих накопителей .

Устройство работает следующим

образом.

Выход контролируемого импульсного ЧМ-передатчика подключается к первой входной шине устройства 35, его мо- дулируюш|1й вход - к второй входной шине 36. Перед началом измерений на

3

третью входную шину устройства подают установочный импульс (например, от кнопки), по которому обнуляются счетчики 17-19 блока 16 счетчиков и суммирующие накопители 21-26 блока 20 суммирующих накоп ителей и устройство приводится таким образом в исходное состояние. На модулирующий вход контролируемого передатчика с выхода источника испытательного сигнала поступает испытательный сигнал (фиг. 2а), статистические и динамические характеристики которого соответствуют аналогичным характеристи

кам модулирующего сигнала, реально поступающего на модулирующий вход контролируемого передатчика при его эксплуатации. Выходной сигнал контролируемого передатчика (фиг. 26)

в виде частотно-модулированных радио- 20 В данном устройстве значения модули

импульсов длительностью Т поступает через аттенюатор 1 на вход цифрового частотомера 2 и вход амплитудного детектора. На выходе амплитудного детектора 3 выделяется огибающая выходного напряжения контролируемого передатчика (фиг. 2в), из которой с помощью порогового элемента 4 формируется последовательность импульсов (фиг. 2г), передним фронтом которых запускаются ждущий мультивибратор 6, который формирует импульсы длитель- ностью Т. Х 0,5Tjj (фиг. 2д) и цифровой частотомер 2, время измерения частоты которым не должно превышать примерно О,8Тд, с тем чтобы это измерение осуществлось на интервале длительностью одного радиоимпульса.

Одновременно с этим с помощью АЦП 9 измеряется значение модулирую- щего напряжения, результат измерения которого в цифровом .коде поступает на входы параллельного регистра 10 и записывается в него по заднему iфронту импульса, поступающего на его тактовый вход с выхода ждущего мультивибратора 6. Задним, фронтом импульса с выхода порогового элемента 4 запускается ждущий мультивибратор 7, который формирует короткие импульсы (фиг. 2е), поступающие на вход рас- переделителя 11 импульсов, а также- через элемент 5 задержки (фиг. 2ж) на установочный вход цифрового частотомера 2 и .обнуляющие его. Таким образом, в момент формирования импулса ждущим мультивибратором 7, на выходе АЦП 9 имеется цифровой код U; ,

соответствующий значению модулирующего напряжения в момент передачи т -го радиоимпульса, а на выходе цифрового частотомера 2 цифровой код F- , соответствующий измеренному значению, частоты заполнения i -го радиоимпульса.

Выходные шины цифрового частотомера 2 соединены с суммирующими накопителями 21-23, а выходные шины параллельного регистра 10 соединены с суммирующими накопителями 24-26 блока 20 суммирующих накопителей, которые осуществляют суммирование и накопление результатов многократных измерений частоты заполнения радио- импульсов и соответствующих им значений модулирующего напряжения отдельно для каждой из зон по амплитуде.

рующего напряжения условно разбиты на три зоны

О U.

м

lu.

3 ммлкс м

мм«.с

(I); (II);

ммакс iii)

2u

3 ммвкс

где и„

МММ

максимальное значение модулирующего напряжения (ми- нималь ное значение модулирующего напряжения принято равным-нулю).

В соответствии с. принятым условным разбиением на-зоны осуществляется управление распределителем 11 импульсов,- управляющие входы которого соединены с выходом параллельного регистра 10. При этом, если результат измерения модулирующего напряжения АЦП 9 относится к I зоне, то входной импульс распределителя 11 импульсов поступает через него на первый вход элемента ИЛИ 13 и через него.на счетный вход счетчика 17 и на тактовые входы суммирующих накопителей 21 и 24. Содержание счетчика 17 при этом увеличивается на единицу, число F с выхода цифрового частотомера 2 суммируется с содержимым суммирующего накопителя 21, число U- с выхода параллельного регистра 10 суммируется с содержимым суммирующего накопите- ля 24. Если результат измерения отно- .сится к II зоне, то с выхода распределителя 11 импульс поступает через элемент ИЛИ 14 на тактовые входы суммирующих накопителей 22 и 25 и на вход счетчика 18, а если к третьей, то - на входы суммирующих накопите- .лей 23 и 26 и на вход счетчика 19.

Таким образом, результаты измерения частоты заполнения выходных радиоимпульсов передатчика и соответствующего им модулирующего напряжения суммируются и накапливаются отдельно для каждой из зон по амплитуде зна12463826

1чент времени счетчик 31 находится в нулевом состоянии и нулевой код с его выхода поступает на адресные входы микропроцессора 29 и коммутато- 5 ра 28, и по первому импульсу, формируемому ждущим мультивибратором 8, в микропроцессор вводится содержимое суммирующего накопителя 21, По заднему фронту импульса, формируемого to ждущим мультивибратором 8,содержимое

ента счета счетчиков 17-19, равного 1000, для каждой из зон будет усреднено по 1000 резул1,татов измерений частоты и напряжения. Увеличение ко(при соответствующем увеличении времени измерений) за .счет усреднения большего числа измерений. -При запол-, нении любого из- счетчиков 17-19 на

чений модулирующего напряжения. Чис- с 1етчика 31 увеличивается на единицу ло суммирований для каждой зоны опре- и по следующему импульсу введено со- деляется коэффициентом счета соответ- держимое суммирующето накопителя 22 ствующего ей счетчика из блока 16 и т.д. После того, как введено содер- счетчиково Так при выборе коэффици- 15 жимое всех суммирующих накопителей

блока 20, на выходе счетчика 31 появляется цифровой код, соответствующий числу щесть, дешифратор -33 выделяет этот код и на его выходе появ- эффициента сче та этих счетчиков поз- 20 ляется напряжение 1, которь1м закры- воляет повысить точность измерений вается ключ 32 и поступление импульсов с выхода генератора 34 на вход ждущего мультивибратора 8 прекращается. Таким образом, в оперативную 25 память микропроцессора вводят шесть его выходе появляется напряжение 1 , чисел, соответствующих координатам которое поступает на второй вход со- передаточной характеристики контроли- Ътветствующего ему элемента ИЛИ 13-15 руемого передатчика ( и i s г и запрещает прохождение на вход это- (и..30 После введения содержания суммирующих накопителей 21-26 сигналом 1 с выхода дешифратора 33 запускается nporpaiMMa микропроцессора 29, назначение которой - вычисление искомой усреднено у.становленное число резуль- ,,, 1) Г(и) , максимально близ- татов измерений, на вьпсодах всех проходящей через точки ( Г U ), счетчиков 17-19 появляется сигнал (FU)Cpii )ii 1, который поступает на все входы Алгоритм в ычислений может быть элемента- И и на его выходе также по- различным - он определяется числом

. полученных пар чисел. В данном .случае рассматривается простейший пример

построения передаточной характеристи- дов осуществляется деление содержимого суммируюшдх накопителей на число измерений по каждой зоне с целью определения среднего значения) сумми- рующих накопителей 21-26 в микропроцессор 29. Ввод содержимого суммирующих накопителей 21-26 в микропроцесго счетчика импульсов с выхода распределителя 11 импульсов.

После того, как для всех зон значений модулирующего напряжения будет

ществляется ввод старших ра зрядов (за счет отбрасывания младших разряки всего по трем точкам, что не всегда обеспечивает высокую точность, 45 так как для выявления нелинейностей контролируемого передатчика высокого ; порядка, например третьего и более высокого, число точек должно быть

увеличено. Для этого блоки 12, 16 и

°. . Л : .. °.50 20 должны содержать соответственно.

большее число элементов.

зом. С появлением на выходе элемента И 27 напряжения 1 разрешается работа счетчика 31 и генератора 34, с выхода которого через открытый ключ 32 на вход ждущего мультивибратора 8 начинают поступать импульсы, по каждому из которых ждущий мультивибратор 8 формирует импульсы определенной длительности. В первый моПосле того, как микропроцессор 29 вычисляет требуемую зависимость, она отобра:кается- на устройстве 30 ртобра- 55 жения информации аналитически либо в виде графической зависимости. При контроле радиоприемнике его вход соединяется с пе рвой входной шиной.

построения передаточной характеристи-

ки всего по трем точкам, что не всегда обеспечивает высокую точность, так как для выявления нелинейностей контролируемого передатчика высокого ; порядка, например третьего и более высокого, число точек должно быть

После того, как микропроцессор 29 вычисляет требуемую зависимость, она отобра:кается- на устройстве 30 ртобра- жения информации аналитически либо в виде графической зависимости. При контроле радиоприемнике его вход соединяется с пе рвой входной шиной.

а выход - со второй. Генератор испытательного сигнала формирует высокочастотный импульсный частотно-модулированный радиосигнал, который поступает на вход контролируемого радиоприемника. При этом для уменьшения входного напряжения контролируемого приемника на его входе может быть установлен дополнительный аттенюатор Контролируемый радиоприемник демоду- лирует поступающий входной сигнал, а его выходной сигнал поступает на АЦП 9. Дальнейшая работа этого устройства аналогична работе описанного выше устройства, с той лишь разницей что в итоге вычисляется зависимость выходного напряжения контролируемого устройства от частоты входного сигнала - У ,{(F).

По сравнению с известным предлагаемое устройство имеет более широкую .область применения за счет возможности измерения передаточных характеристик контролируемых устройств при реальном входном сигнале, что позволяет, например, осуществлять контроль линейности импульсных ЧМ-передатчи- ков без их выключения из эксплуатации.

Формула изобретения

Устройство для контроля передатчиков или приемников с импульсной частотной модуляцией, содержащее последовательно соединенные аттенюатор и цифровой частотомер, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены амплитудный детектор, пороговый элемент, три ждущих мультивибратора, элемент задержки, параллельный регистр, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), распределитель импульсов, блок из п элементов ИЛИ, блок из п счетчиков,и -вхо- довый элемент И, блок из 2п суммирующих накопителей, коммутатор, микропроцессор, устройство отображения информации, счетчик, ключ, генератор и дешифратор, причем выход аттенюа

8

через последовательно включен5

0

5

ные амплитудный детектор и пороговый элемент соединен с запускающим входом цифрового частотомера -и входами первого и второго Л дущих .мультивибраторов, ВЫХОД первого ждущего мультивибратора соединен с тактовым вхо- дом параллельного регистра, выход второго ждущего мультивибратора через элемент задержки соединен с установочным входом цифрового частотомера и непосредственно - с входом распределителя импульсов, выходы ко- торого соединены с первыми входами блока и элементов ИЛИ, выходы кото- рьк через и счетчиков блока счетчиков соединены с входами м -входового элемента И и соответствующими им вторыми входами блока h элементов ИЛИ, выходы АЦП соединены с входами параллельного регистра, выходы которого соединены с управляющими входами распределителя импульсов и входами первых п суммирующих накопителей, выходы цифрового частот.омера соединены с входами остальных суммирующих накопителей, тактовые входы всех суммирующих накопителей из первой и второй групп попарно соединены с соответствующими им вЕаКодами блока и элементов ИЛИ, выходы всех суммирующих накопителей соединены с входами коммутатора, выход которого соединен че-. рез микропроцессор с входом блока отображения информац ии, выходы счетчика соединены с адресными входами микропроцессора и коммутатора, а также с входами дешифратора, выход которого соединен с управляющим входом ключа и запускающим входом микропроцессора, генератор через последовательно включенные ключ и третий ждущий мультиви братор соединен с вхо-- дом счетчика и тактовым входом вв.ода - информации микропроцессора, первая входная шина устройства соединена с входом аттенюатора, вторая входная шина соединена с входом АЦП, третья .входная шина соединена-с установоч- HbiMH входами счетчиков блока счетчи- tcoB и суммирующих накопителей.

0

5

.2

Редактор Г.Волкова

Составитель В.Новоселов

Техред В.Кадар Корректор Е.Сирохман

Заказ 4023/56Тираж 624.Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-355 Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4