Способ формирования частотной метки и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано в панорамных измерителях частотных характеристик. Цель изобретения - повышение точности формирования частотной метки. Поставленная цель достигается тем что согласно способу, основанном на преобразовании входного сигнала с частотной модуляцией по линейному закону в сигнал промежуточной частоты. с частотной модуляцией по полигоI нальному (треуг ольному/закону 5Произ водят измерение длительностей двух отрезков времени, в которых,содержится заданное число периодов напряжения промежуточной частоты, причем результат измерения длительности первого отрезка времени возводят в квадрат, вычисляют.длительность остаточного временного интерзала между концом последнего измеренного отрез ка времени и временным положением метки путем деления квадрата резуль тата первого измерения на разность результатов обоих измерений и вычитания из полученного частного половины этой разницы, .измеряют текущее значение временного интервала от ко ца последнего измеренного отрезка времени, в момент равенства этого интервала результату вычислений фор мируют импульс-частотную метку. На фиг. 1 приведена схема устрой ства, реализующего предлагаемкй спо соб; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства. Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из блока 1 преобразования частоты, один вход которого является входом устройства а другой соединен с выходом генератора 2 гармоник, g которое введены последовательно соединенные формирователь 3, первый элемент И 4, пер вый счетчик 5 и последовательно соединенные второй элемент И 7, вто рой счетчик 8, а также вычислительный блок 9, причем первый вход вьгчи лительного блока 9 соединен с выходом второго счетчика 8,второй вход с выходом переноса первого сЧетчика 5, первый выход - с первым входом первого элемента И 4, второй выход с входами сброса счетчиков 5 и 8, второй вход второго элемента И 7 соединен с. выходом генерато72ра 6 квантующих импульсов, второй вход первого элемента И 4 соединен с выходом формирователя 3, вход которого подключен к выходу блока 1 преобразования частоты, а третий выход вычислительного блока является выходом устройства. На фиг. 2 ct - временная зависимость частоты сигнала, поступающего на вход блока 1 преобразования частоты, S- временная зависимость частоты выходного сигнала блока 1 преобразования частоты, Ь- выходное напряжение фильтра нижних частот в устройстве, работающем по известному способу. На фиг. 3 q - выходное напряжение U вычислительного . блока 9,; о- выходной сигнал формирователя 3, &- импульсы на выходе старшего разряда первого счетчика 5, г - импульсы Up переноса первого счетчика 5, - пачки импульсов Uy,,Ha выходе второго элемента И 7, е - импульсы сброса U первого 5 и второго 8 счетчиков, импульс «метки U на выходе вычислит.ельного блока 9. Блок 1 преобразования частоты содержит последовательно соединенные смеситель и фильтр нижних частот с полосой пропускания равной половине величины ч-астоты первой гармоники генератора 2 гармоник. Способ заключается в следующем. Сначала осуществляют преобразование входного частотно-модулированного сигнала в сигнал промежуточной частоты с частотной модуляцией по полигональному закону. Эта операция реализуется с помощью блока 1 преобразования частоты, для чего на его вход подается сигнал U cos(Trqt + + Чс с фазой ) (Tat + i-jJc и с частотой (t) , изменяющейся линейно во времени, а скорость изменения частоты а где Q - частотный интервал между метками, li - временной интервал между метками (фиг. 2 о. ) . На другой вход блока 1 преобразования частоты поступает сигнал от генератора 2 гармоник Uf. С09 п ( +Ч ), где п 1, 2,3, ..-, начальная фаза первой гармоники. В результате этого на выходе блока 1 преобразования час тоты после фильтрации с помощью фильтра нижних частот, полоса пропускания которого И Я /2 вьщеляется сигнал U(t)Cos(tat - nS2|)t + п (1 Промежуточная частота Я (фиг.25 модулируется по полигональному закону .«(t) 2TIat - n Й„ . После первой операции производится измерение двух отрезков времени, в которых Содержится одинаковое число периодов промежуточной частоты, например число А переходов через нуль напряжения промежуточной частоты. Для этого с помощью формировател 3 сигнал промежуточной частоты (1) преобразуют в прямоугольные импульсы Urt,(t) (на фиг. ЗВ показан фрагмент колебания в окрестности метки (t)§ign{ cos(lTat - nS))t +. 2) + - пЧ„ Для отсчитывания времени относительно момента появления метки прини маем t пТ -ЛТ (3), где Т„ 2 П /S - период колебаний с частотой первой гармоники генератора 2 гармоник, Д - число периодов Т между текущим моментом времени и меткой. Подстановка (3) в (2) дает U(ibsigncos{(ht-/i|)TT%(.)м. м . и после преобразований получаем Цр(1) Sign Cos (4 где дЧг,Ч,-ьЧ„-1Гп -р . Приравнивая к нулю (4), находим положение моментов. переходов колебания U(t) через нуль v/t где j 1,2,3... Рассмотрим интервалы , Aj между точками I, k и , i (фиг, 3S ) Согласно (3) и (5) -С л -Al-- f ; f/i -А- -- ; ч 1 J. f где А - число переходов через нуль сигнала между точками Т, k и k, i. Решая (6) и (7) и переходя к счету импульсов квантующей частоты N, Tj, N Т. находим число N, пропорциональное остаточному интервалу Т. А. Т между концом последнего измеренного отрезка времени и временным положением метки в момент N uN N, (8) где U N N - N , V Устройство работает следующим образом. Для определения чисел N , пропорциональных временным интервалам Т. и Т , из вычислительного блока 9 единичным потенциалом и V (фиг. За ) открывается первый элемент И 4, на другой вход которого поступают импульсы с формирователя 3, а коротким импульсом U (фиг. 3 е ) первый 5 и второй 8 счетчики сбрасываются. Единичным потенциалом с инверсного выхода старшего разряда первого счетчика 5 Ц. V открывается второй элемент И 7, поэтому во второй счетчик 8 начинают проходить импульсы от генератора 6 квантующих импульсов. Когда первьй счетчик 5 досчитьшает до А, на инверсном выходе старшего разряда появляется нулевой потенциал (фиг.Зб), который закрывает второй элемент И 7. В результате в счетчике 8 оказывается записанным код N, , пропорциональный отрезку времени Т . Одновременно в вычислительный блок 9 поступает импульс переноса U (фиг. Зг ). По его приходу вычислительный блок 9 формирует сигнал записи из второго счетчика 8 кода N и затем сигнал сброса Ид первого 5 и второго 8 счетчиков в нуль (фиг. Зе ). Второй элемент И 7 открьтается и процесс повторяется, в вычислительный блок 9 записьшается из второго счетчик а 8 код N, пропорциональный отрезку времени Т- . После этого сигналом U, V° нулевого потенциала (фиг. За) первый элемент I 4 закрывается, подсчет импульсов $12 первым счетчиком 5 прекращается и,следо вательно,второй элемент И 7 остается открытым. Таким образом,оказывается измеренной длительность двух отрезков в.ре мени 1е.ц и с заданным числом периодов напряжения промежуточной частоты. После того вычисляют длительность остаточного временного интервала Т между концом последнего измеренного отрезка времени Т и временным положением метки m. В устройстве эта операция выполняется в вычислительном блоке 9: по заданной программе и введеиньпм в блок кодам N и N согласно (8) осуществляют деление квадрата результата первого измерения N2,43 разность результатов обоих. „измерений AN N., и вьтитают из полученного частного uN половину, этой разности dN/2. В результате в ОЗУ вычислительного блока 9 оказывается записанным код N н Т . Далее осуществляют измерение теку щего значения временного интервала T от конца последнего измеренного отрезка времени и в момент равенства этого интервала результату вычислений формируют импульс-частотную метку Поскольку в устройстве после измерения отрезка времени второй элемент И 7 остается открытым, в CVJBTчике 8 формируется код, пропорциональньй текущему значению Т . Этот код поступает в вычислительный блок 9 и непрерывно сравнивается в нем с кодом N, записанным в ОЗУ блока. В момент равенства кодов попрограмме в вычислительном блоке 9 вырабат ы вается импульс U (фиг. ), представляющий собой частотную метку. Введение операций измерения длительностей двух отрезков времени, в которых содержится заданное число периодов напряжения промежуточной частоты, и вычисление остаточного временного интервала между концом последнего измеренного отрезка времени и временным положением метки уменьшает (на порядок и более) из-з отсутствия узкополосных частотноизбирательных узлов динамическую погрешность. Становится возможным формирование короткой метки, длител ность которой не зависит от избирательной системы, уменьшения частотного интервала между метками. Кроме то го,положение метки вычисляется незав симо от скорости свипирования частоты 17 Фор бретения мула 1. Способ формирования частотной метки, основанный на преобразовании входного сигнала с частотной модуля циёй по линейному закону в сигнал промежуточной частоты с частотной модуляцией по полигональному закону. отличающийся тем что, с целью повьппения точности, измеряют длительность двух последовательных отрезков времени, в которых содержится заданное число периодов напряжения промежуточной частоты,причем результат измерения длительности первого отрезка времени возводят в квадрат, вычисляют длительность остаточного временного интервала между концом последнегг :. меренного отрезка времени, и временным положением метки путем дел€.ния квадрата результата первого измерения на разность результатов обоих измерений и вычитания из полученного частного половины этой разности, измеряю - текуп ее значение Р.- менно.го интервала от конца после/длего измеренного отрезка времени, в момент равенства этого интервала результату вычислений формируют частотную метку. 2. Устройство формирования частотной метки, содержащее блок преобразования частоты, один вход которого является входом устройства, а другой соединен с выходом генератора гармоник , отличающееся тем, что, с целью повышения точности,, в него введены последовательно соединенные формирователь, первьй элемент И, первый счетчик, второй элемент И, второй счетчик, а также генератор квантующих импульсов и вычислительный блок, причем первый вход вычислительного блока соединен с выходом второго счетчика, второй вход - с выходом переноса первого счетчика, первый выход - с первым входом первого элемента И, второй выход - с входами сброса счетчиков, второй вход второго элемента И соединен с выходом генератора квантующих импульсов, вход формирователя подключен к выходу блока преобразования частоты, а третий выход вычислительного блока является выходом устройства.

(с МШн

Н

J

Изобретение относится к радиоизмерениям. Может быть использовано в панорамных измерителях частотных характеристик. Цель изобретения - повышение точности формирования частотной метки. Осуществляют преобразование входного частотно-модулированного сигнала в сигнал промежуточной частоты с частотг ой модуляцией по полигональному закону. Измеряют длительность двух последовательных отрезков времени, в которых содержится заданное число периодов напряжения промежуточной частоты. Затем путем деления квадрата значения первого отрезка времени на разность результатов обоих измерений и вычитания из полученного частного половины этой pasfHocTH получают длительность .остаточного временного интервала между концом последнего измерения и временным положением метки. Частотную метку формируют в момент равенства результата вычислений фактически из- меренному текущему значению данного с SS временного интервала. Для реализации способа в устройство, содержащее сл блок 1 преобразования частоты, генератор 2 гармоник, введены формирователь 3, злементы И 4 и 7, счетчики 5 и 8, генератор 6 квантующих импульсов и вычислительньй блок 9. Данный способ позволяет формировать ГС короткую метку, длительность которой не зависит от избирательной системы. сл 00 Кроме того, положение метки вычисляется независимо от скорости свипирования частоты. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Ucr 6

и,

Р г ||

NZ

и

л

-э

//о

t

TJ

л

фие.З