Осциллографический фазометр Советский патент 1990 года по МПК G01R25/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для визуальной оценки несущей частоты и вида модуляции прини- маемого сигнала.

Целью изобретения является расширение области применения путем визуальной оценки вида модуляции и основных параметров принимаемого сигнала.

На фиг. 1 представлена структурная схема осциллографияеского фазометра; на фиг. 2 - осциллограммы для сигналов с различными видами модуляции.

Осциллографический фазометр содер- жит последовательно включенные генератор 1 развертки, гетеродин 2, смеситель 3, второй вход которого соединен с входом устройства, усилитель 4 промежуточной частоты и накопитель 5, второй вход соединен с выходом линии 6 задержки, а выход - с вторым входом генератора 1 развертки и с вертикальным электродом ЭЛТ 7, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 разверт- ки. К выходу накопителя 5 подключены генератор 8 пилообразного напряжения, ключ 9, второй вход генератора 8 соединен с выходом линии задержки 6, первый - последовательно с гетеро- дином 10, смесителем JJ, второй вход которого соединен с выходом .ключа. 9, усилителем J 2 второй промежуточной; частоты и тремя каналами обработки сигнала, каждый из которых состоит из последовательно включенных умножителя частоты 13 ,(13, 1 3 э) , делителя 14,04,2, 14Э), амплитудного детектора 151(151, 153)и вертикаль- ного электрода ЭЛТ 16 ,(164, 163), горизонтальный электрод которой соединен с выходом генератора 8 пилообразного напряжения. В первом канале обработки сигнала вторая про- межуточная частота умножается и делится на два, во втором - на четыре и в третьем - на восемь.

Принцип работы устройства основан на поиске в заданном диапазоне час- тот сигнала и визуальной оценке вида модуляции и основных его параметров. Осциллографический фазометр работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона час- тот осуществляется с помощью генера тора 1 развертки, который периодически с периодом по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 2. Одновременно генератор 1 развертки формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 7, которая используется как ось частот, причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона.

Если на вход фазометра поступает сигнал с однократной фазовой манипуляцией (ОФМН), который после накопления и превышения порогового уровня в накопителе 5 воздействует на управляющий вход генератора 1 развертки, переводя его в режим остановки, на управляющий вход ключа 9, открывая его, на первый вход генератора 8, включая его, и на вертикальный электрод ЭЛТ 7, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки, то с этого момента времени процесс поиска сигналов прекращается на время визуального анализа, которое определяется временем задержки линии 6 задержки.

Время накопления и пороговый уровень в накопителе 5 выбираются такими, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи. При этом на экране ЭЛТ 7 образуется импульс (частотная сетка) , положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту vote при- нимаемого ОФМн сигнала (фиг.2).

Для визуальной оценки вида модуляции (манипуляции) принимаемого сигнала используются второе преобразование частоты принимаемого сигнала и три канала обработки сигнала второй промежуточной частоты.

На выходах умножителей частоты на два 13,, четыре 13 и восемь J3j образуются соответствующие колебания, в которых манипуляция фазы уже отсутствует. Ширина спектра второй 4f, четвертой df4 и восьмой Ufa гармоник определяется длительностью Тс сигнала (df4 df4 dfe

- ). Тогда ширина спектра ДЈс

Те

ОФМн сигнала определяется длительностью { его элементарных посыИ

I

ЛОК ( uf с г ) .

t- и

Следовательно,

при умножении второй промежуточной частоты на два, четыре и восемь спектр сигнала сворачивается 1 йЈс ufс ufс

в N раз (

&t uf4

df

N)

t

5J5396766

и трансформируется в одиночные спек Т 3

ральные составляющие, которые послеляцией ТФМн, fK() 2 деления в делителях частоты 14, 14, $ 3 7

145 и детектирования в амплитудных , 4 2 4 Т° На выходах У™

детекторах 15,, 152, 15Э просматри-ножителей частоты 13, на два и 13

ваются на экранах ЭЛТ 16,, 162, 163На четыре образуются ДФМн и ОФМн сиг-1

(фиг. 2,а,б,в). Это обстоятельствоналы, спектры которых наблюдаются на

и является признаком поступления наэкранах ЭЛТ 161(фиг.3ж) и 167(фиг.2э)

вход фазометра ОФМн сигнала, у кото- юсоответственно, а на выходе умножирого кратность фазовой манипуляциителя частоты 1 Зэ на восемь образуется

m 2, а величина скачков фазыгармоническое колебание U3(t),спект й If - IT.ральная составляющая которого наблюВремя С3 задержки линии 6 задерж-дается на экране ЭЛТ 1 63 (фиг.2иУ. Кратки выбирается таким, чтобы можно было 15нос-ть фазовой манипуляции m в этом визуально оценить1основные параметрыслучае равна 8 (т 8), а величина принимаемого ОФМн-сигнала, наблюдаяff осциллограммы на экранах 7, 16,,скачков фазы /щ -. . 164, 16Э. По истечении этого времени Если на вход фазометра поступает напряжение с выхода линии 6 задержки 20сигнал с частотной манипуляцией с ми- поступает на второй вход генератора 8нимальным сдвигом (ММС), то его ана- пилообразного напряжения, включая его,литически можно представить сле- и на вход сброса накопителя 5, сбра-дующим образом

сывая его содержимое в начальное сое-т г .

тояние. При этом генератор 1 разверт- 25 МО Vc-cos L2«fcpt + 44t) + ки переводится в режим поиска, а ключ

9 закрывается, т.е. переводится в+t4j -t i lc свое исходное состояние. С этого момента просмотр заданного частотногогде с ™с

диапазона и поиск сигналов продолжа- 30 с амплитуда, длительность ется. Б случае обнаружения следующегои начальная фаза сигнаСФМн сигнала работа фазометра проис-ла

ходит аналогичным образом. . № изменяющаяся во времеСледователъно, генератор 8 форми-ни Фазовая функция,

рует пилообразное напряжение, длитель-.f 1 1 - средняя частота сигйала. ность которого определяется временем

задержки С3 линии 6 задержки. Указан- 1 ср

. ное напряжение необходимо для спект---- - частота, соответствую- рального разложения принимаемого сигна- u и щая символу + |:1|,

ла.40fг fcp+

Если на вход фазометра поступа- 1

,+ -т-я- - частота, соответствуюет сигнал с двукратной фазовой мани- 4ьи,. ,.

г„,.. ,. - t .и щая символу - J .

пуляциеи UWH, К(О О, L ,jf , фазовая функция во времени на каж|(Г, то на выходе умножителя часто- 45дом символьном интервале изменяется Jлинейно. За время одного символьного ты i 3 , на два образуется ОФМн сиг-интервала набег фазы равен + f . На нал ) 0 , ТГ, 21Г, 3 , спектр2 которого наблюдается на экране ЭЛТ ( интервале -if t оо фазовая функция 16 (фиг.2г), а на выходах умножи-Ч(О является непрерывной кусочно- телей частоты 132 на четыре и 133 на 50линейной функиией. Индекс частотной восемь образуются соответствующиеманипуляции т: сигнала равен гармонические колебания U2(t) ,HU3(t), D(f -f) --. которые наблюдаются на экранах ЭЛТ 16j i w 2 .(фиг.2д) и 163(фиг.2е). Параметры При умножении частоты принимаемо- принимаемого ДФМн сигнала оценивают- го wc сигнала на два, четыре и во- ся аналогичным образом. |семь его спектр трансформируется в Если на вход фазометра поступаетДв спектральные составляющие с ин- сигнал с трехкратной фазовой манипу-дексами D 1,2,4 соответственно

(фиг. 2к,л,м). По взаимному расположению спектральных составляющих и зная среднюю частоту принимаемого ММС сигнала (она визуально оденива- ется по экрану ЭЛТ 7), можно визуально оценить частоты f19 f и длительность элементарных посылок 1 й (символьных интервалов).

Если на вход фазометра поступает сигнал с частотной модуляцией (ДЧМ), у которого имеются три мгновенные частоты, а именно

f - f I - - - 1

Cp

TV

f f +

Ч ср+ 4C

э

cp

то на выходе умножителей частоты на

четыре

1Зг и на восемь

133 его спект трансформируется в три спектральные составляющие (фиг.2о,п). Эти спектральные составляющие наблюдаются на экранах ЭЛТ 16 2 и 16э . На экране ЭЛТ 16 наблюдается спектр ДЧМ сигнала (фиг.2н).

Если на вход фазометра поступает сигнал с частотной модуляцией со скруглением (ЧМС) , у которого имеются пять мгновенных частот

f. f

1

СР

80 1и

f „ f

cp

op

4V

-cp

«i

то на выходе умножителя частоты 1 3j на восемь образуются пять спектральных составляющих. Указанные спектральные составляющие визуально оцениваются на экране ЭЛТ 1 6 3(фиг . 2т) . На экранах ЭЛТ 16, и 162 визуально наблюдаются спектры принимаемого ЧМС сигнала (фиг.2р,с).

Таким образом, предлагаемый ос- циллографический фазометр по сравнешло с базовым объектом обеспечивает не только поиск сигналов в заданном частотном диапазоне и визуальную оценку их несущей частотой, кратности фазовой манипуляции и величины скачков фазы, но и визуальную оценку вида модуляции (манипуляции) принимаемых сигналов. Тем самым функциональные возможности фазометра значительно расширены.

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Осциллографический фазометр, содержащий последовательно включенные гетеродин, смеситель, второй вход которого является входом анализатора, усилитель промежуточной частоты и накопитель, второй вход которого соединен с выходом линии задержки, а выход подключен к входу генератора развертки, к входу линии задержки, к вертикальному электроду ЭЛТ и к второму входу ключа, первый вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, горизонтальный электрод ЭЛТ соединен с выходом генератора развертки, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены последовательно подключенные к выходу накопителя генератор пилообразного напряжения, второй вход которого соединен с выходом линии задержки, второй гетеродин, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом ключа, усилитель второй промежуточной частоты и три канала обра- ботки сигнала, каждый из которых содержит ЭЛТ и последовательно включенные умножитель частоты, делитель частоты, амплитудный детектор, соединенный с вертикальным электродом ЭЛТ, соединены с выходом генератора пилообразного напряжения.

ю

хч

и

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для визуальной оценки несущей частоты и вида модуляции сигнала. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигнута введением в устройство трех каналов обработки сигнала промежуточной частоты, каждый из которых содержит электронно-лучевые трубки 16, последовательно соединенные умножитель частоты 13, делитель частоты 14, амплитудный детектор 15. В каналах обработки при умножении промежуточной частоты на два, четыре, восемь спектр фазоманипулированного сигнала "сворачивается" и трансформируется в одиночные спектральные составляющие. На чертеже показаны генератор развертки 1, гетеродин 3, смеситель 2, усилители 4 и 12 промежуточной частоты, накопитель 5, линия задержки 6, индикатор 7, генератор пилообразного напряжения 8, ключ 9, гетеродин 10, смеситель 11. 2 ил.

ОФМь

ЛФМН

ТФМь

W

ж

ЛУ#

А/

чт

Редактор М. Циткина

Составитель В. Новоселов

Техред М.Ходанич Корректор м.Кучерявая

Заказ 215

Тираж 535

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

е е

ее

и

л

с Фиг. 1

т

Подписное