Устройство для измерения сверхвысокой частоты Советский патент 1986 года по МПК G01R23/00 

127

ватель 2 частоты, фильтр 3 верхних частот, усилитель 4 преобразованной частоты, частотомеры 5 тл 22, вычислитель 6, индикатор 7, детектор 8, пороговый блок 9, ключ 10, генератор 11 тактовых импульсов, счетчик 12, цифроанапоговый преобразователь 13, генератор 14 опорных частот, умножитель 15, элемент И 23. Введение в устройство сумматора 16, фильтра 17 нижних частот, усилителя 18 постоянного тока, коммутатора 19, счетчика 20, цифроаналогового преобразователя 21 и их взаимные связи и связи с эле ментами устройства способствует тому, что избирательность ус -ройства

становится равной полосе пропускания перестраиваемого фильтра 1, а для сверхширокодиапазонных фильтров на монокристаллах феррита с электрической перестройкой ширина полосы пропускания равна 15-30 МГц. Кроме того в связи с тем, что диапазон рабочих частот усилителя 4 преобразованной частоты равен полосе пропускания перестраиваемого фильтра 1, усилитель может быть создан со значительно большим коэффициентом усиления при том же соотношении сигнал/шум на его выходе, что, в свою очередь, позволяет создать устройство сболее высокой чувствительностью. 1 ил.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при создании электронносчетных частотомеров сверхвысокочастотного диапазона. Цель изобретения повышение избирательности и чувствительности устройства. Оно содержит перестраиваемый фильтр 1, преобразот

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при создании электронносчетных частотомеров сверхвысокочастотного диапазона.

Цель изобретения - повышение избирательности при одновременнал повышении чувствительности.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

устройство для измерения сверхвысокой частоты содержит перестраиваемый фильтр 1, преобразователь 2 частоты, фильтр 3 верхних частот, усилитель 4 преобразованной частоты, первый частотомер 5, вычислитель 6, индикатор 7, детектор 8, пороговьй блок 9, ключ 10, генератор 11 тактовых импульсов, первый счетчик 12, первый цифроаналоговый преобразователь 13, генератор 14 опорных частот и умножитель 15, сумматор 16, фильтр 17 нижних частот, усилитель 18 постоянного тока, коммутатор 19, второй счетчик 20, второй цифроаналоговый преобразователь 21, второй частотомер 22 и элемент И 23, при этом первый вход сумматора 16 соединен с входом устройства а второй вход сумматора 16 соединен с выходом умножителя 15 частот, выход сумматора 16 соединен с входом перестраиваемого фильтра 1, выход преобразователя 2 частоты соединен с входом шльтра 17 нижа

них частот, выход которого подключен к усилителя 18 постоянного тока , выход усилителя 18 постоянного тока подключен к управляющему входу

коммутатора 19, выход генератора 14 опорных частот соединен с входом умножителя 15 частоты, выход первого счетчика 12 соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя.

13, выход которого соединен с управляющим входом перестраиваемого фильтра 1, выход перестраиваемого фильтра

1соединен с входом преобразователя

2частоты, выход которого соединен с входом фильтра 3 верхних частот,

выход фильтра 3 верхних частот соединен с входом усилителя 4 преобразованной частоты, выход которого соединен с входом первого частотомера 5 и

входом детектора 8, выход детектора 8 соединен с входом порогового блока 9, выход которого подключен к управляющему входу ключа 10, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора I1 тактовых импульсов, первый выход первого частотомера 5 соединен с первым входом вычислителя 6, выход которого подключен к индикатору 7 , а выход первого счетчика 12

соединен с вторым входом вычислителя 6, а сигнальньй вход коммутатора соединен с выходом ключа 10, первый выход коммутатора 19 соединен с входом первого счетчика 12, второй выход коммутатора 19 соединен с входом вто рого счетчика 20, выход которого под ключен к входу второго цифроаналогового преобразователя 21, выход второго цифроаналогового преобразовател 21 подключен к входу генератора 14 опорных частот, выход которого соеди нен с входом второго частотомера 22, выход второго частотомера 22 соединен с третьим входом вычислителя 6, второй выход первого частотомера 5 соединен с первым входом элемента И 23, второй вход, которого подключен к выходу порогового блока 9, а выход элемента И 23 соединен с четвертым входом вычислителя 6. Вычислитель 6 реализуется из сово купности отдельных известных узлов, соединенных для вычисления заданной функции известным способом и содержит, например, второй 24, третий 25 и четвертый 26 ключи, делитель 27, умножитель 28, сумматор 29 и дешифратор 30, при этом первый вход вычис лителя 6 является сигнальным входом третьего ключа 25, второй вход вычис лителя 6 является сигнальным входом второго ключа 24, третий вход вычислителя 6 является сигнальным входом четвертого ключа 26, четвертый вход вычислителя 6 соединен с управляющим входами второго 24, третьего 25 и четвертого 26 ключей, выход второго ключа соединен с первым входом делителя 27, а выход последнего с первым входом умножителя 28, выход четверто го ключа 26 соединен с вторыми входа ми делителя 27 и умножителя 28, выхо умножителя 28 соединен с первым входом сумматора 29, а второй вход сумматора 29 соединен с выходом третьег ключа 25, выход сумматора 29 соединен с входом дешифратора 30, а его выход является выходом вычислителя 6 Сумматор 16 предназначен для пода чи на вход фильтра 1 как сигнала входной частоты fу, так и выходного сигнала умножителя 15, и может быть реализован, например, в виде согласованного тройника или направленного ответвителя. Устройство для измерения сверхвысокой частоты работает следующим образом. В исходном состоянии ключ 10 и коммутатор 19 находятся в таком состоянии, при котором импульсы с выхо да генератора 11 тактовых импульсов поступают на вход первого счетчика 12, на выходе которого формируется нарастающий код. Этот код преобразуется первым цифроаналоговым преобразователем 13 в возрастающий ток, который поступает на управляющий вход перестраиваемого фильтра 1, проводя тем самым его перестройку. При настройке перестраиваемого фильтра . на частоту входного сигнала f, подлежащего измерению (приложенного к его входу через сумматор 16), этот сигнал начинает присутствовать на выходе фильтра 1. Преобразователь 2 частоты производит детектирование этого сигнала, при этом продетекти- рованный сигнал через фильтр 17 нижних частот и усилитель 18 постоянного тока прикладывается к коммутатору 19, переводя его тем самым в состояние, при котором импульсы с выхода генератора 11 тактовых импульсов через ключ 10 начинают попадать на второй счетчик 20. При этом код на выходе первого счетчика 12 фиксируется, будучи пропорциональным частоте входного сигнала f. Возрастающий код с выхода второго счетчика 20 преобразуется вторым цифроаналоговым преобразователем 21 в возрастающее напряжение и перестраивает по частоте генератор 14 опорных частот. Выходной сигнал генератора 14 опорных частот прикладывается к умножителю 15 частоты, на выходе которого формируется целый спектр частот, пропорциональных его входной частоте. Сформированный спектр частот через второй вход сумматора 16 прикладывается к сигнальному входу перестраиваемого фильтра 1. При некотором значении частоты f . генератора 14 опорных частот его N гармоника частотой N f попадает в полосу пропускания перестраиваемого фильтра I, при этом на выходе преобразователя 2 частоты будет присутствовать преобразованная частоты fn.4 -N-freT. Сигнал преобразованной частоты через фильтр 3 верхних частот постуает на усилитель 4 преобразованной астоты, где усиливается до уровня, остаточного для запуска первого астотомера 5. Кроме того, выходной игнал усилителя 4 преобразованной астоты детектируется детектором 8,

нормируется пороговым блоком 9 и поступает на ключ 10, закрывая последний и прекращая тем самым подачу импульса с выхода генератора 11 тактовых импульсов на второй счетчик 20, при этом прекращается перестройка генератора 4 опорных частот. По окончании измерения преобразованной частоты первым частотомером 5 на его первом выходе формируется код, равный результату измерения, а на втором выходе - сигнал, информирующий о конце измерения. Если при этом на выходе порогового блока также присут ствует сигнал (подтверждаюищй, что сигнал входной частоты и гармоника частоты генератора 14 опорных частот не вьшши за пределы полосы пропускания перестраиваемого фильтра ), на выходе схемы И 23 также присутствует сигнал, разрещающий работу вычислителя 6. Этот сигнал открывает второй 24, третий 25 и четвертый 26 ключи, разрешая тем самым подачу информации. Так как код с. выхода первого счетчика 12 пропорционален входной частоте f , код с выхода второго частотомера 22 пропорционален частоте генератора 14 опорных частот и учитывая, что f ttN-f , так как полоса пропускания перестраиваемого фильтра значительно меньще измеряемой частоты f , на выходе делителя 27 сформируется код, пропорциональный N. На выходе умножителя 28 сформируется код., пропорциональный частоте N-f гармоники генератора 14 опорных частот,, на которой и происходит преобразование а на выходе сумматора 29 - код, пропорциональный измеряемой частоте f -«-f j. Дешифратор 30. преобразует сформированный код в код, удобный для работы индикатора 7, пр этом последний индицирует непосредственно измеряемую величину.

Введение новых элементов, их взаимных связей и связей с элементами известного устройства позволяет повысить избирательность устройства для измерения сверхвысокой частоты, которая становится равной полосе пропускания перестраиваемого фильтра. Для современных сверхпшрокодиап зонных фильтров на монокристаллах феррита с электрической перестройко ширина полосы пропускания равна 1530 МГц. Так как диапазон рабочих час тот усилителя преобразованной частоты в предлагаемом устройстве равен полосе пропускания перестраиваемого фильтра, усилитель может быть создан со значительно большим коэффициентом усиления при том же соотношении сигнал/шум на его выходе, что, в свою очередь, позволяет создать устройство с более высокой чувствительностью

Формула изобретения

Устройство для измерения сверхвысокой частоты, содержащее последовательно соединенные перестраиваемьй фильтр, преобразователь частоты, фильтр верхних частот, усилитель преобразованной частоты, первый частотомер, вычислитель и индикатор, последовательно соединенные детектор , пороговый блок и ключ, второй вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, последовательно соединенные первый счетчик и первый цифро налоговый преобразователь, генератор опорных частот, выход которого соединен с входом умножителя частоты, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с управляющим входом перестраиваемого фильтра, выход усилителя преобразованной частоты соединен с входом детектора, выход первого счетчика соединен с вторым входом вычислителя, отличающееся тем, что, С- целью поБЬпаения избирательности при одновременном повьшении чувствительности, в Heio введены сумматор, последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель постоянного тока, коммутатор, второй счетчик и второй цифроаналоговый преобразова.тель, . также второй частотомер и элемент И, при этом первый вход сзгмматора соединен с входом устройства, а второй вход сумматора-с выходом умножителя частоты, выход сумматора .соединен с входом перестраиваемого фильтра, выход преобразователя частоты соединен с входом фильтра нижних частот., выход генератора опорных частот соединен с входом второго частотомера, выход которого соединен с третьим входом вычислителя, второй выход первого частотомера соединен с первым входом элемента ключен к 7 .12753108 И, второй вход которого под- выход элемента И соединен с четвервыходу порогового блока, а тым входом вычислителя.