Устройство для определения комплекса параметров выходных сигналов импульсных радиопередатчиков Советский патент 1989 года по МПК G01R29/00 H04B17/00 

ние быстродействия путем полной авто- ю что входное сопротивление устройства

составляет Кех 50 Ом, ослабленный (в известное число раз) исследуемый сигнал поступает на входы преобразователя 2 частоты и амплитудного де15 тектора 5. Продетектированный сигнал на выходе амплитудного детектора 5 представляет собой видеоимпульсы (фиг.26) с амплитудой Vm, пропорциональной амплитуде исследуемого

20 сигнала. Эти видеоимпульсы поступают на вход компаратора 7, имеющего заматизации процесса измерений, а также упрощения устройства за счет замены ряда отдельных измерительных приборов универсальным измерительным блоком.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу устройства.

25

30

35

Устройство содержит блок 1 согласования, первьй выход которого подключен к входу преобразователя 2 часг тоты, к второму входу которого подключен опорный генератор 3, а к выходу - вход формирователя 4 импульсов. Второй выход блока 1 согласования через амплитудный детектор 5 подключен к входам преобразователя 6 напряжение - частота и компаратора 7, выход которого через блок 8 задержек подключен к входам мультиплексора 9 и формирователя 10 измеряемых временных интервалов, первьй выход которого через временной селектор 11 подключен к первому входу счетчика 12 импульсов, второй выход - к входу формирователя 13 импульсов конца измерения, а третий выход через блок 14 запуска и сброса подключен к соответствующим входам счетчика 12 и формирователя 10. Выход опорного генератора 3 через умножитель 15 частоты подключен к второму входу временного селектора 11, а через де- Д5 литель 16 частоты - к третьему входу счетчика 12, при этом выход компаратора 7 подключен также к входу формирователя 17 импульсов конца исследуемых импульсных сигналов. Выход счет- Q чика 12 импульсов через интерфейсный блок 18 подключен к входу микро- ЭВМ 19, имеющей связь с печатающим блоком 20.

Рассмотрим работу устройства на примере измерения параметров сигнала аварийного радиобуя АРБ-406.

Устройство работает следующим рбразом.

40

данный порог срабатывания V0 (относительно амплитуды VM).Ha выходе компаратора 7 формируются прямоугольные импульсы (фиг.2в) стандартной амплитуды, начало и конец которых соответствует началу и концу радиоимпульсов исследуемого сигнала и которые используются затем для синхронизации работы отдельных блоков устройства. Фронтом этого импульса через блоки 8 и 14 счетчик 12 переводится в режим измерения интервалов времени, сформированных формирователем 10 из сигналов, поступающих с мультиплексора 9. Одновременно этим фронтом запускается блок 8 задержки, который вырабатывает последовательно сигнал (фиг.2г), разрешающий прохождение через мультиплексор сигналов с канала измерения частоты преобразователя 2 частоты и формирователя 4 импульсов в течение первого измерительного интервала Т. через первый

от

55

интервал времени задержки б}, начала импульса, затем сигнал (фиг.2д) разрешающий прохождение через мультиплексор 9 сигналов с преобразователя 6 напряжение - частота в течение второго измерительного интервала Т через второй интервал времени задержки от начала импульса, и, наконец, сигнал (фиг.2е), разрешающий прохождение через мультиплексор 9 опять сигналов с канала измерения частоты в течение третьего измерительного интервала Т3 через третий интервал времени задержки с, от начала радиоимпульса. При этом в пер-

данный порог срабатывания V0 (относительно амплитуды VM).Ha выходе компаратора 7 формируются прямоугольные импульсы (фиг.2в) стандартной амплитуды, начало и конец которых соответствует началу и концу радиоимпульсов исследуемого сигнала и которые используются затем для синхронизации работы отдельных блоков устройства. Фронтом этого импульса через блоки 8 и 14 счетчик 12 переводится в режим измерения интервалов времени, сформированных формирователем 10 из сигналов, поступающих с мультиплексора 9. Одновременно этим фронтом запускается блок 8 задержки, который вырабатывает последовательно сигнал (фиг.2г), разрешающий прохождение через мультиплексор сигналов с канала измерения частоты преобразователя 2 частоты и формирователя 4 импульсов в течение первого измерительного интервала Т. через первый

от

интервал времени задержки б}, начала импульса, затем сигнал (фиг.2д) разрешающий прохождение через мультиплексор 9 сигналов с преобразователя 6 напряжение - частота в течение второго измерительного интервала Т через второй интервал времени задержки от начала импульса, и, наконец, сигнал (фиг.2е), разрешающий прохождение через мультиплексор 9 опять сигналов с канала измерения частоты в течение третьего измерительного интервала Т3 через третий интервал времени задержки с, от начала радиоимпульса. При этом в пер-

вом измерительном интервале Т, в немодулированной части импульса с осуществляют ряд последовательных измерений частоты посредством измерения сформированных формирователем 10 измерительных интервалов, кратных периоду Тп преобразованного в преобразователе 2 частоты исследуемого сигнала ij, п, Тп (с кратностью п, 500), откуда ,/Т, а частота исследуемого сигнала определяется в ЭВМ через известный коэффициент преобразования частоты в преобразователе 2 частоты. Во втором измерительном интервале Т4 производят определение мощности в импульсе посредством измерения амплитуды импульса на выходе амплитудного детектора 5, используя промежуточное преобразование напряжения Vm6)c (К - коэффициент передачи, амплитудного устройства детектора с учетом ослабления в блоке 1 согласования (Vm BX - амплитуда исследуемого сигнала на входе) на выходе амплитудного детектора 5 в частоту следования импульсов на выходе преобразователя 6 напряжение частота.

f,, vfH+K, YVBX, С1)

где fH - начальное значение частоты, определяемое настройкой преобразователя b при нулевом значении Un. , К, - крутизна характеристики

преобразователя. Счетчик 12 (вместе с формирователем 10) измеряет период этого сигнала Tnp 1/fnp , значение которого вводится в ЭВМ. Она производит расче значения мощности в соответствии с формулой

Ри (f/TKp-fH 2/RBx K, Kr

где КЕ - входное сопротивление блока 1 согласования.

Значения коэффициентов К( и К,, определяются при калибровке измерителя по образцовому ваттметру.

В первом и втором измерительных интервалах блок 14 запуска и сброса формирует импульсы запуска формирователя 10 и сброса счетчика 12 (фиг.2ж), при поступлении которых в формирователе 10 начинают формироваться измерительные интервалы, которые открывают временной селектор 11

и заполняются импупьсами ктфотких меток времени с периодом Тщ,0,01 мкс (с частотой соответственно м,1/ТМ(

f. 100 МГц), поступающими с выхода умножителя 15 частоты с коэффициентом умножения образцовой частоты, равным 20 . Величина периода ТМ) определяет минимальную погрешность

JO измерения интервалов времени, сформированных формирователем 10 в пределах длительности импульса Ји . В третьем измерительном интервале Т3 блок 14 запуска и сброса формирует

15 тактирующие импульсы со стабильным периодом TTav.T (его величина выбрана в данном варианте измерителя равной TTORr 1 мс, т.е. меньшей минимального интервала между соседними скачками

20 фазы при ФМ в модулированной части импульса АРБ-406 (СМммн 1,1 мс). В каждом тактовом интервале формирователь 10 формирует из выходного сигнала преобразователя 2 и формировате25 ля измеряемые интервалы (с кратностью ). Эти интервалы измеряют в счетчике 12 (так же, как и в интервале Т,) и запоминают в ЭВМ 19 вплоть до окончания импуль30 са Ји (и, соответственно, окончания измерительного интервала Т3). По изменениям этих измеряемых интервалов, вызванных попадающими в них скачками фазы при ФМ, и по соответствующим изменениям рассчитанных по ним значениям частоты сигнала путем статистической обработки массива значений частоты, полученного в измерительном интервале Т,, ЭВМ определя.-. ет максимальное отклонение фазы при ФМ в модулированной части импульса. Длительность импульса определяется как сумма третьего интервала времени задержки Ј, и третьего измерительного интервала Т3, который определяется по подсчитанному в ЭВМ количеству тактовых интервалов Ктакт разместившихся в интервале Т, и известному .периоду Ттакт , т.е.

35

е,, гь+ к,

(3)

и JV IVTOKT J- такт

Длительность немодулированной части импульса определяется по номеру i тчкт пеРвог° же тактового интервала (в измерительном интервале Т),

в который попадает первый скачок фазы в начале модулированной части импульса

нм- 3+ такт

т.

(4)

При этом погрешность определения длительности импульса „. и его немодулированной части fИм , как следует из (3) и (4), определяется практически периодом Т

такт

величина которого во много раз больше, чем погрешность времени задержки Л С 1

-р- в данном устройстве. гв

По окончании импульсов на выходе компаратора 7 формирователь 17 вырабатывает импульсы на ЭВМ об окончании входного сигнала (фиг. 2Э). Одновременно с этим компаратор 7 переводит счетчик 12 в режим измерения длительности паузы, при котором счетчик 12 считает импульсы длинных

Таким образом, после окончания первого же импульса устройство определяет большинство из комплекса 5 перечисленных параметров: действительное значение частоты сигнала, мощность в импульсе, длительность импульса и его немодулированной части, а также максимальное отклонение Ю фазы при ФМ. С приходом второго импульса определяется период следования импульсов после измерения длительности паузы. И лишь для определения таких параметров, как дрейф 15 частоты от импульса к импульсу и среднеквадратическое значение кратко временной нестабильности частоты осу ществляют, в соответствии со спецификацией на АРБ, статическую обработ ку результатов измерения частоты (в первом измерительном интервале Т, каждого импульса в соответствии с предложенным алгоритмом), полученных в заданном количестве импульсов

меток времени с периодом мкс с выхода делителя 16 частоты (с ко- 20 эффициентом деления образцовой часто- ты равным 500). Это сделано для предотвращения переполнения счетчика 12 импульсов при Ограниченном (с целью сокращения объема оборудования) чис- 25 (до 10-20). При этом процедура обра- ле его разрядов, исходя из заданной ботки результатов в микроЭВМ зани4798926

Таким образом, после окончания первого же импульса устройство определяет большинство из комплекса 5 перечисленных параметров: действительное значение частоты сигнала, мощность в импульсе, длительность импульса и его немодулированной части, а также максимальное отклонение Ю фазы при ФМ. С приходом второго импульса определяется период следования импульсов после измерения длительности паузы. И лишь для определения таких параметров, как дрейф 15 частоты от импульса к импульсу и среднеквадратическое значение кратковременной нестабильности частоты осуществляют, в соответствии со спецификацией на АРБ, статическую обработку результатов измерения частоты (в первом измерительном интервале Т, каждого импульса в соответствии с предложенным алгоритмом), полученных в заданном количестве импульсов

20 25 (до 10-20). При этом процедура обра- ботки результатов в микроЭВМ зани

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для автоматического определения комплекса параметров выходных сигналов импульсных радиопередатчиков, например передатчиков аварийных радиобуев. Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства - достигается путем полной автоматизации процесса измерений и за счет замены ряда отдельных измерительных приборов универсальным измерительным блоком. В устройстве с помощью последовательно соединенных блока 1 согласования, амплитудного детектора 5, преобразователя 6 напряжение-частота, мультиплексора 9, формирователя 10 временных интервалов, временного селектора 11, счетчика 12 импульсов, интерфейсного блока 18 и микроЭВМ 19 измеряется амплитуда радиоимпульсов. Выходные данные выводятся из микроЭВМ 19 на печатающий блок 20. Для измерения частотных характеристик сигнал со второго выхода блока 1 согласования преобразуется преобразователем 2 частоты и через формирователь 4 импульсов подается на второй вход мультиплексора 9. Для задания временных характеристик работы устройства служат последовательно соединенные компаратор 7, блок 8 задержек и блок 14 записи и сброса, а также формирователь 13 импульса конца измерения и формирователь 17 импульса конца исследуемых сигналов. Сетка необходимых для работы устройства частот формируется опорным генератором 3, умножителем 15 частоты и делителем 16 частоты. 2 ил.

точности при определении частотных параметров и с учетом большой величины паузы (около 50 с в АРБ-406) и сравнительно невысоких требований к стабильности периода (+5%). Длительность периода следования импульсов определяет ЭВМ как сумму определенной в соответствии с (3) длительности импульса Ји и измеренной дли(5)

тельности паузы vn Т «ФИ+ЯЯ.

Си

Погрешность определения периода ТСл , как следует из (5), определяется практически погрешностью определения длительности импульса, а также погрешностью измерения паузы, которая равна периоду длинных меток Тл .

При появлении очередного импульса исследуемого сигнала формирователь 13 вырабатывает импульс конца измерения паузы на интерфейсный блок 18, по которому интерфейсный блок 18 передает измеренное значение со счетчика 12 в ЭВМ 19. Аналогично формирователь 13 вырабатывает такие импульсы по окончании каждого измеряемого интервала, сформированного формирователем 10 в пределах длительности импульса t и при измерении всех упомянутых параметров импульсного сигнала.

0

5

0

5

0

5

мает малый промежуток времени (по сравнению с периодом следования импульсов АРБ), так что определение всех перечисленных параметров импульсных сигналов по предлагаемому способу производят практически в реальном масштабе времени (с максимально возможной оперативностью), т.е. за 15-20 мин;

I

После окончательной обработки

результатов ЭВМ выдает значения параметров исследованного импульсного сигнала на печатающий блок 20 в заданной форме, например в виде таблицы, с необходимыми комментариями в соответствии с разработанной программой для ЭВМ

Ч

Формула изобретения

Устройство для определения комплекса параметров выходных сигналов импульсных радиопередатчиков, содержащее блок согласования, к выходу которого подключен вход преобразователя частоты, опорный генератор, а также микроЭВМ, к входу которой подключен интерфейсный блок, а к выходу - печатающий блок, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов, мультиплексор, формирователь временных интервалов, временной селектор и счетчик импульсов, последовательно соединенные амплитудный детектор, компаратор,блок задержек и блок запуска и сброса, а также преобразователь напряжение - частота, формирователь импульсов конца измерения, формирователь импульсов конца исследуемых сигналов, умножитель частоты и делитель частоты, при этом выход амплитудного детектора через преобразователь напряжение - частота подключен к второму входу мультиплексора, третий вход которого подключен к выходу блока задержек и второму входу измерителя временных интервалов, третий вход которого подключен к выходу блока запуска и сброса и второму входу счетчика импульсов, второй выход преобразователя временных интервалов подключен к второму входу блока запуска и сброfol-%- Щ.

са, а третий выход - к входу формирователя импульсов конца измерения, второй вход которого подключен к выходу компаратора и входу формирователя импульсов конца исследуемых сигналов, выход которого подключен к соответствующему входу микроЭВМ, выход опорного генератора подключен

Q к второму входу преобразователя частоты, через умножитель частоты - к второму входу временного селектора, а через делитель частоты - к третьему входу счетчика импульсов, причем

второй выход согласующего блока подключен к входу амплитудного детектора, выход преобразователя частоты подключен к входу формирователя импульсов, а выход формирователя им- . .

Q пульсов конца измерения подключен к входу управления интерфейсного блока, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам счетчика импульсов.

ftwunzZ/mZm/

LU

-fu

1 I

III Illlllllllllllll

I

t}

u

I I

J1