Устройство для определения частоты радиосигналов Советский патент 1988 года по МПК G01R23/02 

Фиг. /

Устройство относится к радиотехнике и может быть использовано н радиоэлектронных средствах различного назначения ,

Целью изобретения является расширение нолосы анализа устройства.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - частотно-временные диаграммы.

Устройство содержит преселектор 1, полосовые фильтры 2 и 3, первый и второй смесители 4 и 5, сумматор 6, дисперсионную линию 7 задержки (ДЛЗ),

10

С выходов полосовых фильтров 2 и 3 исследуемые сигналы поступают на с нальные входы соответствующих смес телей 4 и 5. На гетеродинные входы смесителей подаются напряже}шя JM4 гетеродина 20, причем на гетеродин ный вход смесителя 4 напряжение ЛЧ гетеродина поступает через линию 2 задержки и четвертый смеситель 18.. В результате гетеродинное напряжен на входе смесителя 4 оказывается з держанным ОТНОСИ ельно исходного н ряжения JT4M-гетеродина на величину

третий смеситель 8, фильтры 9-12 ана- 15 и смещенным по частоте на f лиза, элемент 15 совпадения, детекторы 14 и 15, цифровой индикатор 16, 17

гетеродин 1/ смещения, четвертый смеситель 1В, опорный генератор 19, jroi-гетеродин 20 линии 21-23 задержки. Цифровой индикатор 16 содержит линию 24 задержки, генератор 25 импульсов, счетчики 26 и 27, элементы 28 и 29 совпадений.

Выход преселектора 1 через параллельно включенные полосовые фильтры 2,3 и смесители 4,5 подключен к сумматору 6, выход которого через последовательно включенные ДЛУ 7 и второй смеситель 8 соединен с входами фильтров 9-12 анализа. Выходы фильтров 10 и 11 анализа через элемент 13 совпадения и детектор 15 подключены к rIepвo ry сигнальному входу цифрового индикатора 16, второй сигнальный вход которого через детектор 14 соединен с выходами фильтров 9 и I2 ана- лияа. Гетеродинный вход второго смесителя 8 через линию 22 задержки и Jrai-гетеродин 20 подключен.к опорному генератору 19, второй выход которого через линию 23 задержки подключен к управляющему входу цифрово20

25

30

35

40

(фиг.26, пунктир). Частотное смеще обеспечивается гетеродином 17 смещ ния и смесителем 18. Использование таких гетеродинных напряжений позв ляет совместить полосы И и Ц.„на

Л1 частотной оси.

В смесителях 4 и 5 сигнйлы прео разуются в ЛЧМ-радиоимпульсы, обра зую1цие на плоскости tf пересекающи ся параллелограммы вида abed, кото объединяются в сумматоре 6 (фиг.2в С выхода сумматора 6 радиоимпульсы поступают на ДЛЗ 7, имеющую линейн зависимость группового времени запаздывания от частоты. Вследствие Персии происходит трансформация ча froTHO-временной структуры на плоск сти tf в параллелограммы abed (фиг Цри этом производные по времени от частоты колебаний импульсной харак теристики jyi3 и колебаний, в которы преобразуются исследуемые сигналы, должны иметь одинаковые величины,н противоположные знаки.

Тогда преобразованные в ЛЧМ-рад импульсы исследуемые сигналы прев ращаются на выходе ДЛЗ в сжатые им пульсы, представленные на фиг.2г, в виде сплощной (f ), пунктирной (

го индикатора 16, Кроме того, выход

jrei-гетеродина 20 подключен к смеси лю 5 и к линии 21 задержки, выход которой через смеситель 18 подключе к гетеродинному входу смесителя 4. Гетеродинный вход смесителя 18 соединен с гетеродином 17 смещения.

Устройство работает следуюпщм образом.

Исследуемые сигналы, например

,и

f, (фиг.2а), через пресе

лектор 1 поступают на полосовые фил ры 2 и 3 с помощью которых подлежащ анализу полоса частот разбивается н две полосы .и П,-, ограниченные возможностями используемой ДПЗ 7.

С выходов полосовых фильтров 2 и 3 исследуемые сигналы поступают на сигнальные входы соответствующих смесителей 4 и 5. На гетеродинные входы смесителей подаются напряже}шя JM4- гетеродина 20, причем на гетеродинный вход смесителя 4 напряжение ЛЧМ- гетеродина поступает через линию 21 задержки и четвертый смеситель 18.. В результате гетеродинное напряжение на входе смесителя 4 оказывается задержанным ОТНОСИ ельно исходного напряжения JT4M-гетеродина на величину

и смещенным по частоте на f

и штрих-пунктирной

(фиг.26, пунктир). Частотное смещение обеспечивается гетеродином 17 смещения и смесителем 18. Использование таких гетеродинных напряжений позволяет совместить полосы И и Ц.„на

Л1 частотной оси.

В смесителях 4 и 5 сигнйлы преобразуются в ЛЧМ-радиоимпульсы, обра- зую1цие на плоскости tf пересекающиеся параллелограммы вида abed, которые объединяются в сумматоре 6 (фиг.2в). С выхода сумматора 6 радиоимпульсы поступают на ДЛЗ 7, имеющую линейную зависимость группового времени запаздывания от частоты. Вследствие дис Персии происходит трансформация час- froTHO-временной структуры на плоскости tf в параллелограммы abed (фиг.2г Цри этом производные по времени от частоты колебаний импульсной характеристики jyi3 и колебаний, в которые преобразуются исследуемые сигналы, должны иметь одинаковые величины,но противоположные знаки.

Тогда преобразованные в ЛЧМ-радиоимпульсы исследуемые сигналы превращаются на выходе ДЛЗ в сжатые импульсы, представленные на фиг.2г, в виде сплощной (f ), пунктирной (f )

.-1 / .,

(f вертикальных линий.

Рассмотрим наиболее неблагоприятный случай, когда в результате преобразования исследуемые сигналы с различшлгми частотами f и f, оказываются совмещенными во времени (точка К на фиг.2г). Однако перекрывающиеся во времени сжатые импульсы исследуемых сигналов для полос анализа Ц. и

тт

II д имеют различные средние частоты спектров (fcp-, ). По этому признаку можно определить принадлежность сжатых импульсов соответствующим частотным диапазонам. Для этого осущест3

вляется преобразование выходных сигналов ДЛЗ в смесителе 8, на гетеродинный вход которого подается ЛЧМ-на пряжение с гетеродина 20 через вторую линию 22 задержки (фиг.2д). В ре зультате этого преобразования неперекрывающиеся участки спектра налагающихся во времени сжатых импульсов переносятся в полосу пропускания соответствующих фильтров 9-12 анализа. На фиг,2е показан сигнал на выходе смесителя 8, Неперекрывающиеся во времени участки спектров исследуемых сигналов в полосе II .„попадают в фильтр 9 (я) ) или 12 (eft ) анализа. Если исследуемый сигнал принадлежит полосе Пд|, то он попадает в фильтры 10 и 11. В рассматриваемом случае в полосе И присутствует один сигнал f , а в полосе II д Двя сигнала на частотах f и f,. Выходы фильтров 9 и 12 объединены, и наличие сигнала в них говорит о принадлежности его полосе Пд. Фильтры 10 и 11, определяющие принадлежность сигн;шов полосе П.,.выдают информацию через элеА1

мент 13 совпадения, поэтому на выход схемы совпадения может попасть только сигнал f (непрерьшная линия), поступающий на ее входы в один и тот же момент времени.

Просмотр полосы частот П. проис, м ходит за время Т, (от t до t ,

фиг,2г). Увеличение несущей частоты сигнала в полосе И , соответствует увеличению временной задержки сжатого импульса на интервале t - Просмотр полосы Ид производится также за время Т, но с задержкой относительно II. на Т /2 (от t до tjj

Сжатые импульсы, принадлежащие полосе И с выхода схемы 13 совпадения поступают на первый сигнальный вход цифрового индикатора 16 через детектор 15, на второй сигнальный вход индикатора поступают продетектированные на детекторе 14 импульсы, принадлежа- цие полосе 1у Управление цифровым индикатором Ih осугдествляется опорным генератором 19 через третью линию 23 задержки. Последняя служит для компенсации постоянной задержки в Д113.

Измерение частоты производится путем заполнения измеренного интервала времени счетными импульсами эталонной частоты с последующим их подсчетом. Период следования счетных им70587

пульсов определяется требуемой точностью измерения частоты. Счетные импульсы с генератора 25 поступают на счетчики 26 и 27. Начало отсчета в счетчике 26 определяется моментом прихода импульса опорного генератора 19, соответств тощего началу периода напряжений ЛЧМ, на управляющий вход цифJQ рового индикатора 16. Начало отсчета в счетчике 27 происходит Со сдвигом на Т /2 относительно счетчика 26, обеспечиваемым линией 24 задержки. Информация о частоте исследуемых сиг)5 налов-- выдается в двоичном коде с выходов счетчиков через элементы 28 и 29 совпадения, когда на вторые входы последних поступают импульсы с выходов детекторов 15 и 14.

0 При нахождении сигнала, подлежащего анализу, на границе между полосами П и , значение его частоты является максимальным для полосы минимальным для полосы П. .Цифровые ко5 ды, соответствующие этой частоте, выдаются с двух выходов устройства для определения частоты. Причем они равны друг другу, так как в цифровом индикаторе 16 начальная установка счет0 чика 27 соответствует максимальному значению кода на счетчике 26. Этим достигается общая шкала при измерении частот во всей полосе анализа.

Устройство обеспечивает анализ сиг налов в полосе П в два раза большей.

5

чем у известного устройства.

Формула изобретения Устройство для определения чагтоты радиосигналов, содержащее пресе- лектор, первый смеситель, последовательно соединенные дисперсионную линию задержки, второй смеситель и первый и второй фильтры анализа, а также сумматор, опорньоЧ генератор, выход которого подключен к линейно-частотно-модулированному гетеродину, выход которого соединен с входом первой линии задержки, вторую линию задержки, выход которой подключен к гетеродинному входу второго смесителя, индикатор, отличающее- с я тем, что, с целью расгаирения полосы анализа, в него введены два полосовых фильтра, два смесителя, гетеродин смещения, линия задержки, два детектора, два фильтра анализа, элемент совпадения, входы полосовых фильтров соединены с выходом пресе

лектора, выход первого полосового фильтра подключен к входу первого смесителя, выход второго полосового фильтра - к входу третьего смесителя, второй вход первого смесителя подключен к гетеродину смещения через четвертый смеситель, второй вход которого соединен с выходом первой линии задержки, второй вход третьего смесителя соеди нен с выходом линейно- частотно-модулированного гетеродина, выход которого соединен также с входом второй линии задержки, выходы первого и третьего смесителей через сумматор подключены к входу дисперсионной линии задержки, входы третьего

37

0587 и

четвертого фильтров анализа соединены с выходом второго смесителя, выходы второго и третьего фильтров анализа соединены с соответствующими входами элементов совпадения, выход которого через первый детектор соединен с первым сигнальным входом цифрового индикатора, второй сигнальньй вход которого подключен через второй детектор к выходам первого и четвертого фильтров анализа, второй выход опорного генератора через третью линию задержки подключен к управляюще- с му входу цифрового индикатора, два выхода которого являются первым и вторым выходами устройства.

10

Изобретение относится к радиотехнике и служит для расширения полосы анализа устройства. Устройство содержит преселектор 1, сумматор 6, дисперсионную линию 7 задержки, смесители 8,18, фильтры 9 и 10 анализа, опорный генератор 19, линейно-частотно-модулированный гетеродин 20, линии 21 и 22 задержки и цифровой индикатор 16, включаю1ций линию 24 задержки, генератор 25 импульсов, счетчики 26 и 27 и элементы 28 и 29 совпадения. Введение полосовых фильтров 2 и 3, смесителей 4 и 5, фильтров II и 12 анализа, элемента 13 совпадения, детекторов 14 и 15, гетеродина 17 смещения, линии 23 задержки и образование новых функциональных связей расширяют полосу анализа устройства. 2 ил. i (Л СО о ел СХ) Вы)((}д 1 ыход2

1

М

,,4Z75|

, 1

гпп П

Ill I I TV ПГ

rf-rFF

f-i-h-H-J

JJ

4 г-/ 2 г з

.

Hjcr

и $

XlL

x;

-. о

ИГ

к

фи&.2