Автоматический измеритель импульсной мощности СВЧ радиосигналов Советский патент 1987 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к области радиоизмерений и, в частности, может быть использовано в системах автоматического контроля радиоэлектронного оборудования.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей автоматического измерителя импульсной мощности СВЧ-радиосигналов, заключающееся в возможности измерения мгновенньпс значений мощности сигнала произвольной формы в заданный момент времени.

На фиг,1 приведена структурная схема измерителя; на фиг.2 - структурная схема блока управления записью} на фиг.З - структурная схема блока управления.

Автоматический измеритель импульсной мощности СВЧ-радиосигналов (фиг.1) содержит делитель 1 мощности, тепловой датчик 2 мощности, образователь 3 средней мощности, детектор 4, преобразователь 5 мгновенного значения напряжения, блок 6 управления записью, первый блок 7 памяти, квадратор 8, коммутатор 9, сумматор 10, регистр 11 пользователя, множительный блок 12, делительный блок 13,. второй блок 14 памяти, коммутатор 15 адреса, блок 16 управления, индикатор 17, причем первьш выход делителя 1 мощности через тепловой датчик 2 мощности подключен к входу преобразователя 3 средней мощности, а второй - к входу детектора 4, первый вход преобразователя 5 мгновенного значения напряжения соединен с выходом детектора 4, второй вход - с первым выходом блока 6 управления записью, а выход - с первым входом первого блока 7 памяти, выход которого подключен к первому входу квадратора 8, выход которого подклю чен к первому входу коммутатора 9, первый выход которого подкл)очен к первому входу сумматора 10, а второй выход - к первому входу делительного блока 13, второй вход которого подключен к выходу сумматора 10, а выход - к первому входу множительного блока 12, второй вход которого подключен к выходу преобразователя 3 средней мощности, третий вход - к вы ходу второго блока 14чпамяти, а выход - к индикатору 17, второй выход блока 6 управления записью соединен с вторым входом первого блока 7. па,

-

287025

мяти

Ш

20

третий выход - с первым входом второго блока 14 памяти, а четвертый выход - с первым входом коммутатора 15 адреса, вторым входом второго блока 14 памяти и входом блока 16 управления, первый выход которого соединен с входом коммутатора 15 адреса, третий вход которого подключен к выходу регистра 11 пользователя, а выход - к третьему входу первого блока 7 памяти, втр- рой - шестой выходы блока 16 управления подключены к управляющим входам блока б управления записью, ком MyjaTopa 15 адреса, первого блока 7 памяти, квадратора 8, коммутатора 9 соответственно, седьмой выход - к первому управляющему входу сумматора 10, восьмой выход - второму управляющему входу сумматора 10, девятый - тринадцатый выходы - к управ-- ляющим входам преобразователя 3 средней мощности, второго блока 14 памяти, множительного блока 12, индика- тора 17 и делительного блока 13 со- ответственно вход делителя 1 мощности является первым входом автоматического измерителя импульсной мощности CBЧ -paдиocигнaлoв, вторым и третьим входом которого являются вто- входы блока 6 управления записью, и блока 16 управления соответствен- но.

Блок,6 .управления записью содер35 жит синхро.низируемый генератор 18, первый элемент И 19, усилитель 20 импульсов, элемент ИЛИ 21, первый блок 22 задержки, формирователь 23 импульсов, счетный триггер 24, второй блок 25 задержки, счетчик 26 адреса записи, вторую схему И 27, установочный триггер 28, третий блок 29 задержки, причем выход установочного триггера 28 через первый вход второго элемента И соединен с входом счетного триггера 24, первь й выход которого соединен с первым входом первого элемента И 19 и через формирователь 23 импульсов - с пер вым входом элемента ШШ 21, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 19, выход которого соединен с входом усилителя 20 импульсов, выход которого соединен

5-5 с входами первого 22 и второго 25 блоков задержки, счетчика 26 адреса записи и является первым выходом блока 6 управления записью, выход

30

40

45

второго блока 25 задержки является вторым выходом блока 6 управления записью, выход первого блока 22 задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ 21, второй выход счетного триггера 24 соединен с первым входом установочного триггера 28, входом третьего блока 29 задержки и является третьим выходом блока 6 управления записью, выход третьего блока 29 задержки соединен с вторым входом счетчика 26 адреса записи, выход которого является четвертым выходом блока 6 управления записью, входом которого является второй вход установочного триггера 28, а вторым входом - второй вход второго элемента И. .

Блок 16 управления содержит генератор 30 опорной частоты, ключ 31, счетчик 32 импульсов, блок 33 хранения программы, регистр 34 команд, дешифратор 35 команд, дешифратор 36 О, первый блок 37 задержки, пер

вый элемент ИЛИ 38, второй блек 39 задержки, счетчик 40 шага программ, шифратор 41, элемент И 42, второй элемент ИЛИ 43, счетчик 44, счетчик 45 адреса считывания, выход которог является первым выходом блока 16 управления, первый вход подключен к первому выходу дешифратора 35 коман первому входу регистра 34 команд, первому входу счетчика 40 шага прог рамм, первому входу счетчика 32 импульсов и к первому входу счетчика 44, а второй вход подключен к вторым входам дешифратора 35 команд, свётчика 44 и через первый блок 37 задержки - к первому входу первого элемента ИЛИ 38, выход которого является четвертым выходом блока 16 управления, а второй вход подключен к третьему выходу дешифратора 35 команд, четвертый выход которого под ключей к первому входу элемента И 42 пятый - пятнадцатый выходы являются вторым, третьим, пятым - тринадцатым выходами блока 16 управления, а вход подключен к выходу регистра 34 команд, второй вход которого подключен к первому выходу блока 33 хранения программ, второй выход которого подключен к второму входу счетчика 32 импульсов, а второй вход через второй блок 39 задержки.- второму входу счетчика 40 шага программ и выходу второго элемента 43

287025

ИЛИ-,

40

45

первый вход которого подключен к выходу счетчика ,32 импульсов, третий вход которого подключен к выходу ключа 31, первый вход кото- 5 рого подключен к генератору 30 опорной частоты, а второй вход -,к выходу дешифратора 36 О, вход которого подключен к первому входу блока 33 хранения программ и выходу

10 счетчика 40 шага программ, третий вход которого через шифратор 41 подключен к выходу элемента И, второй вход которого подключен к выходу счетчика 44, вход которого является

5 первым входом блока 16 управления, вторым входом которого является второй вход второго элемента 43 ИЛИ. Измеритель работает следуюп1км образом.

20 Входной сигнал поступает на делитель 1 мощности, который направляет его по двум каналам: каналу преобразования средней мощности, включающему тепловой датчик 2 мощности и

преобразователь 3 средней мощности, и каналу дискретизации сигнала по уровню и времени, включающему детектор 4, преобразователь 5 мгновенного значения напряжения, блок 6 уп30 равления записью, пер вый блок 7 памяти, и коммутатор 15 адреса. На . выходе первого канала образуется сигнал, несущий информацию со средней мощности последовательности

35 входных радиоимпульсов. Во втором канале детектор 4 вьщеляет огибающую измеряемого радиоимпульса, а преобразователем 5 мгновенного значения напряжений мгновенные значения напряжения огибающей преобра- зуются, например, в цифровой код и запоминаются первым блоком 7 памяти.

Устройство работает в три . Первый этап - запись мгновенных значений напряжения огибающей радиоимпульсов, вырабатываемых преобразователем 5 мгновенного значения напряжений путем квантования его по уровню и времени (путем аналого-цифрового преобразования) . Дпя реализации первого этапа блок 16 управления подает упра вляющие команды на

блок 6 управления записью и на коммутатор 15 адреса, обеспечивая таким образом подключение четвертого выхода блока 6 управления записью

через коммутатор 15 адреса к пербо- му блоку 7 памяти.

Преобразование мгповеппот о значения преобразователем 5 м новенного значения напряжений производится по приходе импульса запуска с перв-о- го выхода блока 6 управления записью Кроме того, блок 6 управления записью формирует импульс записи на первый блок 7 памяти и код адреса записи. Код адреса записи поступает с блока 6 управления записью через коммутатор 15 адреса.

По приходе с блока 16 управления команды управления с второго выхода установочный триггер 28 устанавливается в единичное положение. При этом через второй элемент И 27 разрешается прохождение импульсов синхронизации, однозначно связанных с измеряемым сигналом, на счетный триггер 24 Первым после прихода управляющей команды импульсом синхронизации счетный триггер -24 устанавливается в единичное положение, а следующим импульсом вновь переводится в исходтше нулевое пололсение. При переходе в исходное положение счетного трютера 24 переводится в исходное положение и установочный триггер 28. Таким образом, на выходе счетного триггера 24 формируется единичны; импульс (. длительностью, равной периоду импульсов синхронизации. Этот импульс, поступая на первый элемент И 19, замыкает цепь положительной обратной связи усилителя 20 импульсов через линию первьш блок 22 задержки - элемент ШШ 21 . Сформированньш формирователем 23 импульсов по переднему фронту импульса со счетного трште- ра 24 короткий импульс поступает через элемент ИЛИ 21 на синхронизируемый генератор 18 и пачинает циркулировать в кольце с периодом, определяемым величной задержки первого блока 22 задерлск11. Этот процесс продолжаешься в течение времени еди- ничного состояния счетного триггера 24. Импульсы с выхода синхронизируемого генератора 18 поступают в качестве импульсов запуска на преобразователь 5 мгновенного значения напряжения, эти импульсы, пройдя второй блок 25зад,ержки, поступают в качестве импульсов записи на первый блок 7 памяти. Адрес записи формируется счетчиком 26 адреса записи блока 6 управлению записью путем счета импульсов си 1хрони: ируемого г-ене- ратора 18. Задним фронтом импульса со счетного триггера 24 с задержкой, определяемой третьим блоком 29 задержки, счетчик 26 адреса записи устанавливается в исходное положение. Незадержанный сигнал счетного триггера 24 поступает в качестве импульса занесения на второй блок 14 памяти, куда также -поступает код числа п со счетчика 26 адреса записи. Таким образом, формируется

п -

15

ut

импульсов запуска преобраз.ователя 5 мгновенного значения напряжений, п импульсов записи и код адреса записи iia первый блок 7 памяти (Т - период

повторения радиоимпульсов; ь t - период импульса запуска преобразователя 5 мгновенного значения напряжения).

По истечении времени, необходимого для окончания процесса записи,

блок 16 управления подает команду на преобразователь 3 средней мощности, по которой последний производит преобразование среднего значения мощности. При этом результат преобразования хранится в преобразователе до третьего этапа.

Второй этап работы - получение среднего значения мощности по диск- ре1 иым мгновенным значениям огибающей сигнала, полученным на первом этапе. На этом этапе блок 16 управления последовательно формирует команды, обеспечивающие обработку за- гшсанной в первом блоке 7 памяти информации.

В начале этого этапа блок 16 управления формирует команду на коммутатор 15 адреса, который осуществляет переключение шин адреса первого

блока 7 памяти от блока 6 управления записью к блоку 16 управления, а также команду на коммутатор 9, который подключает сумматор 10 к выходу квадратора 8. Далее блок 16 управления

последовательно формирует адреса

считывания И подает команду Считывания на первый блок 7 памяти. Считанная информация о мгнове нных значениях измеряемого сигнала поступает

на квадратор В, где также по команде с блока 16 управления возводится в .квадрат5 а затем через коммутатор 9 поступает, на предварительно обну- ленный по команде с блока 16 управ7 .

ления сумматор 10. Сумматор 10 имее в своем составе регистр памяти, что позволяет накапливать в нем результаты суммирования после считывания информации по каждому адресу. Суммирование производится по команде с блока 16 управления. После возведения в квадрат и суммирования инфор- мации считанной по последнему адресу первого блока 7 памяти, в сумматоре хранится величина, пропорциональная

А Ги, Н /

где п - количество дискретных значений, записанных в первый . блок 7 памяти, Ug - мгновенное значение измеря емого сигнала, записанного в первом блоке 7 памяти.

По окончании суммирования блок 16 управления подает команды на коммутатор 15 адреса и коммутатор 9, которые соответственно соединяют выход регистра 11 пользователя с шиной адреса первого блока 7 памяти и выход квадратора 8 с входом делительного блока 13. При этом устройство подготовлено к заключительной стадии работы.

На третьем (заключительном) этапе по команде считывания с блока 16 управления происходит считывание информации из первого блока .7 памяти по адресу, предварительно занесенному оператором, обслуживающим устройство, в регистр 11.пользовате ля. Считанное по этому адресу число возводится в квадрат квадратором 8 и через коммутатор 9 поступает на делительный блок 13 в качестве дели мого. Результат работы делительного блока 13

и:

Б

п 2

51 и„

1-

где Uj - мгновенное значение напряжения по выбранному пользователем адресу,

поступает,на множительный блок 12. На этот же блок поступает результат преобразования средней мощности блоком 3 средней мощности и информация с второго блока 14 памяти о числе п мгновенных значений входного сиг287025

нала

8

, записанных во второй блок 14 памяти.

В множительном блоке 12 по командам с блока 16 управления последовательно производится перемножение значений средней мощности Р

ср

величины

В

UB

и числа п записанных в

г: и: V

первый блок 7 памяти мгновенных значений п входного сигнала. Таким образом выходная величина

п-и.

Б

М

Г.

чи

20

25

30

35

40

45

50

55

соответствует мгновенному значению импульсной мощности в заданной оператором точке временной оси. По команде с блока 16 управления измеренное мгновенное значение мощности заносится в индикатор 17.

Блок 16 управления работает следующим образом.

Для запуска устройства оператор с помощью органов управления подает команду Пуск на второй элемент ИЛИ 43, которая поступает на счетчик 40 шага программ и второй блок 39 задержки и переводит счетчик 40 шага программ из нулевого в первое положение . Двоичный код первого шага программы, вырабатываемой счетчиком 40 шага программ, поступает на блок 33 хранения программы, второй блок 39 задержки с задержкой формирует команду считывания, и производится считывание первого слова программы.

Слова программы, записанные в блоке 33 хранения программы последовательно, состоят из двух частей: кода временной задержки и кода команды, выдаваемой с блока 16 управления на другие блоки устройства.

Код временной задержки заносится в счетчик 32 импульсов, на счетный вход которого поступает через ключ 31 опорная частота с генератора 30 опорной частоты. Импульсы опорной частоты подсчитываются счетчиком 32 импульсов, который выдает сигнал переполнения в момент времени, когда сумма ранее введенного числа и числа импульсов, поступающих на вход счетчика 32 импульсов, превысит полную емкость счетчика. Сигнал переполнения через второй элемент ИЛИ 43

поступает на счетный вход счетчика 40 шага программы. В результате счетчик 40 шага программы формирует код адреса следующего шага программы. Далее процесс повторяется до считывания последней команды программ.

Вторая часть слов, записанных в блоке 33 хранения программ, поступает на регистр 34 команд в виде двоичного кода команды, затем дешифруется дешифратором 35 команд. Де-шифратор 35 команд непосредственно формирует команды управления на все блоки устройства в виде потенциальных уровней длительностью, соответствующей длительности шага програм- vQii, Одна из команд с дешифратора 35 команд поступает на счетный вход счетчика 45 адреса считывания и через первый блок 37 задержки на первый элемент ИЛИ 38. При этом счетчик 45 адреса считывания формирует двоичный код адреса считывания, а на выходе первого элемента ИЛИ 38 формируется команда на считывание информации из nepBoi o блока 7 памяти. Сформированные таким образом команды считывания используются для считывания . записанной по всем адресам информации. На заключительной стадии, когда необходимо обеспечить считывание только по одному заданному пользователем адресу, используется другая команда с выхода дешифратора 35 команд, которая через первый элемент 38 КШ поступает на тот же вход считывания первого блока 7 памяти. Формирование адресов считывания информации первого блока 7 памяти проводится в строгом соответствии с числом п, т.е. с числом сделанных в первый блок 7 памяти записей, В счетчик 44 по окончании этапа записи, как и во второй блок 14 памяти, заносится число п. Поскольку процесс считывания информации из первого блока 7

VI

памяти и вычисления величины

«J-.I V

состоит из п повторяющихся групп операций, в блоке 16 управления предусмотрена возможность реализации циклического повторения групп операций,

Цикл1-гческое повморение реализуется следующим образом.

С дешифратора 35 команд формируется специальная команда, код которой записан в блоке 33 хранения программ в конце массива, подлежащего повторению. Эта команда поступает через элемент И 42, который

открыт в случае, если состояние счетчика 44 не является нулевым, и далее на шифратор 41. Шифратор 41 формирует двоичный код адреса команды, с которой начинается повторяемый массив, и заносит этот код в счетчик |40 шага программы, обеспечивая повторение процесса. В процессе считывания одна из команд дешифратора 35 команд, поступающая на счетчик 45

адреса считывания, также поступает

на счетчик 44. Значение числа в счетчике по мере повторения циклов умень- шается от п до 0. При нулевом положении счетчика 44 элемент И 42 закрывается, циклическое повторение операций прекращается, счетчик 40 шага программ переходит .к следующему адресу программы. Таким образом, для обеспечения процесса измерения в

блок 33 хранения программы должны быть занесены коды всех элементарных действий по управлению отдельньтми блоками устройства.

Формула изобретения

1. Автоматический измеритель импульсной мощности СБЧ-радиосигналов, содержащий последовательно соединенные делитель мощности с подключенным к нему детектором, тепловой датчик мощности и преобразователь средней мощности, блок памяти, коммутатор, индикатор и блок управления, о т л и ч а ю -щ и и с я тем, что, с

целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь мгновенного значения напряжения, блок управления записью, коммутатор адреса, второй блок памяти, регистр пользователя, квадратор, сумматор, делительный и множительный блоки, причем первый вход преобразователя мгновенного значения напряжения соединен с вькодом детектора, второй вход - с первым выходом блока управления записью, а выход - с первым входом первого блока памяти, выход которого подключен к первому

зходу квадратора, выход которого

подключен к первому входу коммутатора, первый выход которого подключен к первому входу сумматора, а второй.

выход к первому входу делительного блока, второй вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к первому входу множительного блока, второй вход которого подключен к выходу преобразователя средней мощности, третий вход - к выходу второго-блока памяти, а выход - к индикатору, второй выход блока управления записью соединен с вторым входом первого блока памяти, третий выход- с первым входом блока памяти, а четвертый выход - с первым входом коммутатора адреса, вторым входом второго блока памяти и входом блока управления, первый выход которого соединен с вторым входом коммутато-ра адреса, третий выход которого подключен к выходу регистра пользователя, а выход - к третьему входу первого блока памяти, выходы с второго по шестой блока управления соединены с управляющими входами блока управления записью, коммутатора адреса, первого блока памяти, квадратора, коммутатора соответственно, седьмой выход - к первому управляющему входу сумматора, восьмой выход - к второму управляющему входу сумматора, выходы с девятого по три надцатый - к управляющим входам преобразователя средней мощности, второго блока памяти, множительного блока, индикатора и делительного блока соответс твенно, вход делителя мощности является первым входом автоматического измерителя импульсной мощности СВЧ-радиосигналов, вторым и третьим входами которого являются вторые входы блока управления записью и блока управления соответственно.

2. Измеритель по п,1, о т л и- чающийся тем, что блок уп- равления записью содержит синхронизируемый генератор, первый элемент И, усилитель импульсов, элемент 1;ШИ, первый блок задержки, формирователь импульсов, счетный триггер, второй блок задержки, счетчик адреса записи, вторую схему И, установочный триггер, третий блок задержки, причем выход установочного триггера через первый вход второго элемента И соединен с входом счетного триггера, первый выход которого соединен, с первым входом первого элемен- т.а И и через .формирователь импульсов с первым входом элемента ИЛИ,

выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом усилителя импульсов, выход которого соеди- 5 иен с входами первого блока задержки, второго блока задержки, счетчика адреса записи и является первьтм выходом блока управления записью, выход второго блока задержки явля- 0 ется вторым выходом блока управления записью, выход первого блока задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ, второй выход счетного триггера соединен с первым входом 5 установочного триггера, входом третьего, блока задержки и является третьим выходом блока управления за- писью, выход третьего блока задерж- ки соединен с вторым входом счетчи- 0 ка адреса записи, выход которого является четвертым выходом блока управления записью, первым входом , которого является второй вход уста- новочного триггера, а вторым входом- 5 второй вход второго элемента И.

3. Измеритель по п.1 о т л и ч а-. ю .щ и и с я тем, что блок управления содержит генератор опорной частоты, ключ, счетчик импульсов, блок 0 хранения программы, регистр команд, дешифратор команд, дешифратор О, первый блок задержки, первьй элемент ИЛИ, второй блок задержки, счетчик шага программ, шифратор, элемент И, 5 второй элемент ИЛИ, счетчик, счетчик адреса считывания, выход которого является первым выходом блока управления, первый вход подключен к пер- вому выходу дешифратора команд, пер- 0 вому входу регистра команд, первому входу счетчика шага программ, первому входу счетчика импульсов и к первому входу счетчика, а второй вход подключен к BTOpofiy входу дешифрато- 5 ра команд, к второму входу счетчика и через первый блок задержки к первому входу первого элемента ИЛИ, выход которого является четвертым выходом блока управления, а второй 0 вход подключен к третьему выходу дешифратора команд, четвертый вьшод которого подключен к первому входу элемента И, выходы с пятого по пятнадцатый являются вторым, третьим и 5 с пятого по тринадцатый выходами блока управления, а вход подключен к выходу регистра команд, второй вход которого подключен к первому выходу блока хранения программ, второй выход которого подключен к второму входу счетчика импульсов, а второй вход через второй блок задержки подключен к второму входу с- етчика шага программ и выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу счетчика импульсоы, третий вход которого подключен к выходу ключа, первый вход которого подключен к генератору опорной частоты, а второй вход к выходу дешифратора

О, вход которого подключен к первому входу блока хранения программ и выходу счетчика шага программ, третий вход которого через шифратор

подключен к выходу элемента И, второй вход которого подключен к выходу счетчИка, вход которого является первым входом блока управления, вторым входом которого является

второй вход второго элемента ИЛИ.

Изобретение относится к облает радиоизмерений. Может быть использовано в системах автоматического контроля радиоэлектронного оборудования. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей автоматического измерителя импульсной мощности СВЧ-радиосигналов, заPh ключающееся в возможности измерения мгновенных значений мощности сигнала произвольной формы в заданный момент времени. Для достижения поставленной цели были введены преобразователь 5 мгновенного значения напряжения, блок 6 управления записью, коммутатор 15 адреса, блок 14 памяти, регистр 11 пользователя, квадратор 8, сумматор 10, делительный блок 13, множительный блок 12, образованы новые функциональные связи. Кроме того, устройство содержит делитель 1 мощности, тепловый датчик 2 мощности, преобразователь 3 средней мощности, блок 7 памяти, коммутатор 9, блок 16 управления, индикатор 17, В описании изобретения приведен вариант исполнения блоков 6, 16. 2з.п. ф-лы, 3 ил. е 3 (Л О ЭО э У1

фиг. 2

Редактор Л.Веселовская

Составитель С.Сафохин

Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 7711/46Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская набо, д. 4/5

- ------------ -----.---.-.-. «и к«,««

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