Устройство для измерения характеристики частотной избирательности радиоприемного устройства по побочным каналам приема Советский патент 1988 года по МПК H04B17/00 G01R19/25 

оо

00

Изобретение относится к радиоизмерению. Цель изобретения - повышение достоверности. Устр -во содержит передающую и приемную антенны 1 и 2, г-р 3 сигналов, управляемый аттенюатор 4, эл-т И 5, блок сравнения 6, формирователь 7 опорного сигнала, эл-ты ИЛИ 8, блоки памяти 9, формирователь 10 импульсов запуска, цифровой вычитающий блок 1 1, RS-триггеры 12, блок вращения 13 приемной антенны, у-ль 14 управляющего сигнала, запоминающий блок 15, цифровой вольтметр 16, сумматор 17, регистратор 18, цифровой частотомер 19, формирователь 20 импульсов, экстрематор 21, вычитающий у-ль 22, эл-ты задержки 23, ключи 24, ограничитель 23 сверху, инвертор 26 и пороговый блок 27, а также исследуемое радиоприемное устр- во 28. Цель достигается за счет учета частотной зависимости диаграммы направленности приемной антенны 2. 2 ил. с 5 (Л

Сриг.1

Изобретение относится к радиоияме- рительной технике и может быть ис пользовано для автоматического измерения и регистрации уровней воспри - имчивости радиоприемного устройства по побочным каналам приема и частот этих каналов.

Цель изобретения повышение достоверности,

На фиг. I представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство для измерения характе- ристики частотной избирательности радиоприемного устройства по побочным каналам приема содержит передающую антенну 1, приемную антенну 2, генератор 3 сигналов, управляемый аттенюатор 4, элемент И 5, блок 6 сравнения, формирователь 7 опорного сигнала, первый, второй и третий элементы ИЛИ 8.1, 8.2 и 8.3, первый, второй и третий блоки памяти 9.1, 9.2 и 9.3, формирователь 10 импульсо запуска, цифровой вычитающий блок 11 первый, второй и третий RS-триггеры 12.1, 12.2 и 12.3, блок 13 вращения приемной антенны, усилитель 14 управ ляющего сигнала, запоминающий блок 15, цифровой вольтметр 16, сумматор 17, регистратор 18, цифровой частотомер 19, формирователь 20 импульсов, экстрематор 21, вычитающий усили- тель 22, первый, второй и третий элементы задержки 23.1, 23.2 и 23,3, первый, второй и третий ключи 24.1, 24.2 и 24.3, ограничитель 25 сверху, инвертор 26 и пороговый блок 27.

Устройство работает следующим образом.

Частоту f сигнала генератора 3 устанавливают (с помощью ручной перестройки) на нижний предел f иссле- дуемого диапазона частот. С выхода генератора 3 сигналов через управляемый аттенюатор 4 и передающую антенну I на вход исследуемого радиоприемного устройства 28 через приемную антенну 2 подают сигнал максимального уровня, допустимый для его входных цепей. На выходе формирователя 7 опорного сигнала устанавливают напряжение Yg, соответствующее напряжению на выходе исследуемого радиоприемного устройства 28 при подаче на его вход сигнала, равного его чувствительности.

В начальный момент t О первый, второй и третий RS-триггеры 12.1, 12.2 и 12.3, а также пороговый блок 27 находятся в исходном состоянии О. При этом на прямых выходах первого, второго и третьего RS-тригге- ров 12.1, 12.2 и 12.3 напряжения и,, и и и, соответствуют О (фиг, 2,а,б,в; t 0), а на инверсных выходах второго RS-триггера 12.2 и порогового блока 27 вырабатываются напряжения U и Ug-, соответствующие 1 (фиг. 2,г,д; t о). Напряжения и и Ug поступают на соответствующие входы элемента И 5, на выходе которого вырабатьшается напряжение и, также соответствующее 1 (фиг. 2,е; t 0); поступающее на управляющий вход первого ключа 24.1. Напряжение U поступает также на управляющий вход третьего ключа 24.3 При этом первый и второй ключи 24.1 и 24.2 в начальный момент t О открыты, а третий ключ 24.3 закрыт.

С формирователя 10 импульсов запуска через второй элемент ЛИ 8.2 на S-вход первого RS-триггера 12.1 подают напряжение U, которое переводит его в положение 1. На прямом выходе первого RS-триггера 12.I вырабатывается напряжение U,, соответ ствующее 1 (фиг. 2,а; t ti), которое осуществляет плавное изменение частоты сигнала генератора 3 (с помощью встроенного в него сервопривода) в исследуемом диапазоне частот

.f -р i ,.. ., .

При совпадении частоты сигнала генератора 3 с полосой пропускания первого побочного канала приема на выходе исследуемого радиоприемного устройства 28 вырабатывается сигнал Y, который поступает на второй вход блока 6 сравнения, на первый вход которого подается сигнал опорного уровня Y с формирователя 7. При достижении (в процессе перестройки генератора 3 сигналов по частоте) выходным сигналом Y значения Yg на выходе блока 6 сравнения вырабатьша- ется разность напряжений AY которая поступает на вход усилителя 14 управляющего сигнала. С его выхода усиленный сигнал Ug (фиг. 2,ж; t t,j) подается на управляющий вход управляемого аттенюатора 4, уменьшая уровень сигнала на его выходе и соответственно уровень сигнал

на входе исследуемого радиоприемного устройства, а следовательно, и зна чение . При этом так как уровень сигнала на выходе управляемого аттв нюатора 4 однозначно связан с вели чиной управляющего напряжения Ug, то при перестройке генератора 3 по частоте, когда изменение уровня сиг - нала на выходе управляемого аттенюа- тора 4 (входе передающей антенны I) соответствует амплитудно-частотной характеристике измеряемого побочного канала приема, изменение управляюще-- го напряжения и„ также соответствует амплитудно-частотной характеристике обнаруженного побочного канала приема (фиг. 2,ж; ).

Одновременно управляющее напряже- ние Ug поступает на входы запомина- ющего блока 15, формирователя 20 импульсов и экстрематора 21, а также на инвертирующий вход вычитающего усилителя 22. При появлении на входе формирователя 20 импульсов напряже- ния Ug на его выходе вырабатывается положительный импульс напряжения U (фиг. 2,з; t t2), которьй через открытый второй ключ 24.2 поступает на S-вход третьего RS-триггера 12.3 и переводит его в положение 1. На прямом выходе третьего RS-триггера 12.3 вырабатывается напряжение Uj, соответствующее 1 (фиг. 2,в; ) которое открывает третий ключ 24.3. .Положительный импульс U9 поступает также на вход ограничителя 25 сверху, которьй препятствует его прохождению на вход инвертора 26. При этом при перестройке сигнала генератора 3 В полосе пропускания обнаруженного побочного канала приема напряжения н инвертирующем Ug и неинвертирующем и ,д входах вычитающего усилителя 22 равны (запоминающий блок 15 всегда запоминает максимальное значение входных сигналов (фиг. 2,и)), вследствие чего напряжение U, на выходе вычитающего усилителя 22 остается

равным нулю и поэтому Пороговый блок

27 остается в исходном состоянии О В результате этого на входы элемента И 5 продолжают подаваться напряжения и и Uj, соответствующие 1 (фиг. 2,г,д; t t), и поэтому первый ключ 24.1 остается открытым.

При совпадении частоты сигнала генератора 3 с частотой первого максимума амплитудно- частотной характеристики обнаруженного побочного канала (фиг. 2,ж; t }) выходе экстре- матора 21 вырабатывается импульс U, (фиг. 2,к; t trj) с длительностью, необходимой для обеспечения записи информащ и в первом блоке памяти 9.1, который через открытые в это время первый ключ 24.1 поступает на управляющий вход цифрового частотомера 19, а через третий ключ 24.3 - на управляющий вход первого блока памяти 9.1 (ранее записанная информация стирается передним фронтом этого импульса) и входы второго элемента 23.2 задержки и третьего элемента ИЛИ 8.3. С выхода последнего импульс и ,2 поступает на Н-вход первого RS-триггера 12.1. Первый RS-триггер

О

t t), соответствующее уровню этого максимума амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема. Цифровой код значения напряжения и, Ug, фиксируется в первом блоке памяти 9.1.

По истечении времени, необходимого для записи информации в первом блоке памяти 9.1, с выхода второго элемента 23.2 задержки задержанный импульс и,2 поступает на S и R-входы соответственно второго и третьего RS-тригге- ров 12.2 и 12.3. Второй RS-триггер

в исходное состояние О. При этом на прямом выходе второго RS-триггера 12.2 вырабатывается напряжение U, соответствующее 1 (фиг. 26; ), которое подается на вход блока 13 вращения приемной антенны и с его помощью переводит ее в режим вращения, а на инверсном выходе этого

триггера напряжение U становится соответствующим О (фиг, 2г; ), вследствие чего первый и второй клю чи 24.1 и 24.2 закрываются, что ис ключает влияние на работу устройства импульсов, вьфабатываемых формирова- телем 20 импульсов и экстрематором 21, образованных лепестками диаграм мы направленности приемной антенны 2 при ее вращении. Одновременно на пря™ мом выходе третьего RS-триггера 12.3 напряжение U, становится соответствующим О (фиг. 2в; t т t) и поэтому третий ключ 24.3 также закрывается, что исключает дальнейшее воздействие импульсов, вырабатьшаемых экстремато ром 21, на первый блок памяти 9.1. При вращении приемной антенны 2 управляющее напряжение Ug изменяется в соответствии с диаграммой направ - ленности этой антенны на частоте обнаруженного побочного канала приема (фиг. 2ж; t 6t fe tg). Напряжение

максимального (основ

(г) И

и,; и

в VOIKC

ного для частоты обнаруженного побоч ного канала приема) лепестка приемной антенны 2 (фиг. 2,ж,и; t t;-)) по лученное за время одного оборота этой антенны, фиксируется в запоми нающем блоке 15 и измеряется цифровым вольтметром 16.

При совершении приемной антенной 2 полного оборота напряжение U,, (фиг. 2,л; t tfe) с выхода концевого выключателя блока 13 (длительность которого достаточна для записи инфор мадии во втором блоке памяти 9.2) подается на управляющий вход второго блока памяти 9.2, R-вход второго RS- триггера-12.2 и вход первого элемен та 23.1 задержки. Второй RS-триггер 12.2 возвращается в исходное состоя- ние О. На прямом выходе последнего напряжение U становится соответст вующим О (фиг. 2,6; t tg) и вращение приемной антенны 2 прекращается, а на инверсном выходе вновь вырабатывается напряжение U, соответст- вующее 1 (фиг. 2,г; t t ), которое подается на управляющий вход второго ключа 24.2 и второй вход эле мента И 5, что обеспечивает открытие первого ключа 24.1 при подаче на первьй вход напряжения 1. Одновременно на втором блоке памяти 9.2 фиксируется измеренное цифровым вольтметром 16 значение напряжения

и

8 МО. КС

По команде, поступающей с второго блока памяти 9.2 (импульс окончания записи информации) в цифровом вычитающем блоке 11 вычисляется (в цифровом коде) и подается на сумматор 17 разность значений напряжений Ug, зафиксированных соответственно во втором и первом блоках памяти 9.2 и

изменение управляющего напряжения-Ug однозначно определяет изменение уровня сигнала, излучаемого передающей антенной 1, то полученная величина Y будет соответствовать разнице между коэффициентом усиления приемной антенны 2 в максимуме ее диаграммы направленности (на частоте обнаруженного побочного канала приема) и в направлении, при котором зафиксировано значение напряжения ui первого

максимума амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема.

По истечении времени, необходимого для записи информации в первом блоке памяти 9.1, задержанный первым элементом задержки 23.1 импульс , поступает через первый элемент 11ПИ 8.1 на управляющий вход запоминающего блока 15, стирая хранящуюся

в нем информацию о значении напряже-

м )

ния (фиг. 2и; t t). При этом так как приемная антенна 2 возвратилась в свое первоначальное положение (после соверщения полного оборота), управляющее напряжение Ug на выходе усилителя 14 управляющего сигнала будет иметь значение u

и соответственно напряжение на выходе запоминающего блока 15 по окончании стирающего импульса возрастет до значения U ,о (фиг. 2,и; t t ). Одновременно задержанным импульсом U|5 через второй элемент ИЛИ 8.2 первый RS-триггер 12.1 вновь переводится в положение 1, на его выходе вы- рабатьшается напряжение Ut, соответствующее 1 (фиг. 2а; t t), которое осуществляет дальнейщую перестройку частоты настройки генератора 3 сигналов.

В случае если следующий максимум амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала прие-

7

ма больше предьщущего (фиг. 2,ж; t tg), то с момента времени t t наступает равенство входного и и выходного и(О напряжений запоминаю- щего блока 15 (фиг. 2,ж,и; t, t t tg ), в результате чего первый ключ 24.1 в это время будет открыты и поэтому происходит измерение частоты этого максимума. Если следую- щий максимум амплитудно-частотной характеристики меньше предыдущего (фиг, 2,ж; t t|o ), то на входе запоминающего блока 15 напряжение Ug будет меньше (начиная с момента времени t t,), чем на его выходе и,(, . В результате этого на выходе вычитающего усилителя 22 вырабатывается напряжение U ,, О, которое переводит пороговый блок 27 в положе - ние 1. На инверсном выходе последнего напряжение 115- становится соответствующим О (фиг. 2,д; t t ), на выходе элемента И 5 напряжение Ug также становится соответств тощим О (фиг. 2е, t 7 t) и поэтому первый ключ 24.1 закрывается и запускающий импульс и ,2 нэ управляющий вход цифрового частотомера 19 не поступает. Таким образом, после пере- стройки генератора 3 на величину полосы пропускания обнаруженного побоч ного канала приема на выходе запоминающего блока 15 будет напряжение

и

,0 - 8 мо,«с (фиг. 2ж,и; t, t fc

:t,,), соответствующее максимальному максимуму амплитудно-частотной ха™ рактеристики обнаруженного побочного канала приема, а цифровым частотомером 19 будет измерено и подано на первый вход регистратора 18 значение частоты этого максимума, т.е. частоты, соответствующей наибольшей восприимчивости обнаруженного побочного

канала приема.

На выходе частоты сигнала генератора 3 из полосы пропускания первого обнаруженного побочного канала Приема напряжение U на выходе усил1г- теля 14 управляющего сигнала становится равным нулю (фиг. 2ж; t t,, ) и формирователь 20 импульсов выраба- тьшает на своем выходе отрицательный импульс напряжения U (фиг. 2з; t t,, ). Импульс Ug, не изменяя состо- яния третьего RS-триггера 12.3, проходит через ограничитель 25 сверху на вход инвертора 26, на выходе кото-

v ю 5 20 25 ЗО

35

45

258

рого с})Ормируется положительный импульс и , длительность которого обеспечивает запись информации в третьем блоке памяти 9.3. Этот импульс поступает на управляющий вход третьего блока памяти 9.3 и вход тре тьего элемента 23.3 задержки. При этом в третьем блоке памяти 9.3 фиксируется (в цифровом коде) измеренное цифровым вольтметром 6 значение на,, ,

пряжения и ,0 - и .. на выходе за-

О V-C

поминающего блока 15, соответствующее максимальному максимуму аьшлитудно- частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема.

По команде, поступающей с третьего блока памяти 9.3 (импульс окончания записи информации), в сумматоре 17 определяется и подается на второй вход регистратора 18 сумма значения YJ поступающего на первый вход сумматора 17 с выхода цифрового вычитающего блока 11, и значения U ,о Ug

поступающего на второй нход этого сумматора с выхода третьего блока па-

()

8 макс

соответствует мак-

мяти 9.3 (X Y + и з}шчение U

Так как

8 макс

симальному максимуму амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема, а значение Y - увеличению коэффициента усиления приемной антенны 2 в максимуме ее диаграммы направленности по сравнению с усилением этой антенны в направлении, при котором определялось зна-

-чение и , то величина X является

восприимчивостью (максимальной чувствительностью) исследуемого радиоприемного устройства 28 по обнаруженному no6i чному каналу приема.

По истечении времени, необходимого для записи информации в цифровом запоминающем блоке и выполнения суммирования в цифровом сумматоре, задержанный импульс и44 с выхода третьего элемента задержки 23.3 поступает на управляющий вход регистратора 18 и через первый элемент ИЛИ 8.1 на управляющий вход запоминающего блока 15. В результате этого регистратором 18 записываются значения восприимчивости обнаруженного побочного канала приема и частоты этого канала приема, а

91381725

информация в запоминающем блоке 15 стирается (фиг. 2и; t t,,). Одновре - менно пороговый блок 27 возвращается в исходное состояние О и на его с инверсном выходе вырабатывается напряжение Uy, соответствующее 1 (фиг. 2д; t t,, ), в результате чего на выходе элемента И 5 вьфабатьша- ется напряжение Ug, соответствующее 10 1 (фиг. 2е; t t,, ), и первый ключ 24,1 открывается.

При совпадении частоты сигнала генератора 3 с полосой пропускания следующего побочного канала приема весь процесс измерений повторяется. При достижении верхней частоты f диапазона измерений с выхода концевого выключателя генератора 3 сигналов через третий злемент ИЛИ 8.3 на R-вход 20 первого RS-триггера 12.1 подается напряжение и,5 которое возвращает его в исходное состояние О. На прямом выходе последнего напряжение U, ста-

10

динен с выходом усилителя управляющего сигнала, первый, второй и третий элементы ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с R-входом первого RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов запуска, первый элемент задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу запоминающего . блока, и вторым входом второго эле- АС мента ИЛИ, второй элемент задержки, первый ключ, выход которого соединен с управляющим входом цифрового частотомера, последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя управляющего сигнаша, второй ключ, второй вход которого соединен с первым выходом второго RS-триггера, третий RS-триггер, R-вход которого сое-

новится соответствующим О (фиг. 2а; 25 Динен с выходом второго элемента за- t tn), и перестройка генератора 3 сигналов по частоте прекращается.

держки, и третий ключ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом экстрематора, входом второго элемента задержки и первым 30 входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом концевого выключателя генератора сигналов, последовательно соединенные инвертор, вход которого через ограничитель сверху соединен с выходом второ-

Формула изобретения

Устройство для измерения характеристики частотной избирательности радиоприемного устройства по побочным каналам приема, содержащее формирователь импульсов запуска, последовательно соединенные первый RS-триггер и генератор сигналов, формирователь опорного сигнала, зкстрематор, последовательно соединенные блок сравнения, первый вход которого является выходом исследуемого радиоприемного ус-тройства, а бторюй вход соединен с вьосодом формирователя опорного сигнала, усилитель управляющего сигнала, выход которого подключен к входу экстрематора, запоминающий блок и цифровой вольтметр, второй RS-триггер, последовательно соединенные цифровой частотомер, вход которого соединен с выходом генератора сигналов, и регистратор, ограничитель сверху, передающую и приемную антенны, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности,

вход и

динены соответственно с выходом генератора сигналов и входом передающей антенны, а управляющий вход сое-

30

35

40

45

50

в него введены управляемый аттенюатор, вход и выход которого сое-

0

10

динен с выходом усилителя управляющего сигнала, первый, второй и третий элементы ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с R-входом первого RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом формирователя импульсов запуска, первый элемент задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу запоминающего . блока, и вторым входом второго эле- С мента ИЛИ, второй элемент задержки, первый ключ, выход которого соединен с управляющим входом цифрового частотомера, последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя управляющего сигнаша, второй ключ, второй вход которого соединен с первым выходом второго RS-триггера, третий RS-триггер, R-вход которого сое-

5 Динен с выходом второго элемента за-

держки, и третий ключ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом экстрематора, входом второго элемента задержки и первым 0 входом третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом концевого выключателя генератора сигналов, последовательно соединенные инвертор, вход которого через ограничитель сверху соединен с выходом второ-

5

0

5

0

го ключа, и третий элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом регистратора и вторым входом первого элемента ИЛИ, последовательно соединенные вычитающий усилитель, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом запоминающего блока и выходом усилителя управляющего сигнала, пороговьй блок и элемент И, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом второго RS-триггера и первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом экстрематора, первый, второй и третий блоки памяти, входы которых соединены с выходом цифрового вольтметра, последовательно соединенные циф- ровой вычитающий блок, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно первого и второго блоков памяти, и сумматор, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом третьего блока

П138

памяти и информационным входом реги стратора, блок вращения приемной антенны, вход и выход которого соеди нены соответственно с вторым выходом второго ЕБ-триггера, R-входом второго RS-триггера, входом первого элемента задержки и управляющим входом второго блока памяти, приемная антенна, выход которой является входом HC

5

12

следуемого радиоприемного устройства, механически связана г блоком вращения приемной антенны, выход второго элемента задержки подключен к Б-входу второго RS-триггера, выход третьего ключа подключен к управляющему входу второго блока памяти, выход инвертора подключен к управляющему входу третьего блока памяти.