Устройство для измерения характеристики частотной избирательности радиоприемного устройства по побочным каналам приема Советский патент 1992 года по МПК H04B17/00 G01R19/25 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано для автоматического измерения и регистрации характеристики частотной избирательности радиоприемного устройства по побочным каналам приема с одновременным автоматическим определением и регистрацией величины отклонения от установленной нормы уровней восприимчивости тех побочных каналов приема, которые не удовлетворяют установленной норме, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1381725.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет проведения одновременно с измерением и контроля уровней восприимчивости по побочным каналам приема.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Устройство для измерения характеристики частотной избирательности радиоприемного устройства по побочным каналам приема содержит передающую антенну 1, генератор 2 сигналов, управляемый аттенюатор 3, блок 4 сравнения, формирователь 5 опорного сигнала, первый 6.1, второй 6.2 и третий 6,3 элементы ИЛИ, первый 7.1, второй 7.2 и третий 7,3 блоки памяти, формирователь 8 импульса запуска, первый 9.1 и второй 9.2 цифровые вычитающие блоки, первый 10.1, второй 10,2, третий 10.3, четвертый 10,4 и пятый 10.5 RS-триггеры, блок 11 вращения приемной антенны, уси- литепь 12 управляющего сигнала, запоминающий блок 13, цифровой вольтметр 14

сумматор 15, регистратор 16. цифровой частотомер 17, формирователь 18 импульсов, экстрематор 19, вычитающий усилитель 20, первый 21.1, второй 21.2, третий 21.3 и четвертый 21,4 блоки сравнения частот, первый 22.1, второй 22,2, третий 22.3 и четвертый 22.4 генераторы эталонных частот, первый 23,1, второй 23,2 и третий 23.3 элементы задержки, первый 24.1, второй 24.2 и третий

24,3 ключи, ограничитель 25 сверху, инвертор 26, пороговый элемент 27, элемент И 28, первый 29.1 и второй 29.2 формирователи цифровых кодов, первый 30.1 и второй 30.2 n-разрядные ключи, выполненные, например, в виде набора п электронных ключей (где л - разрядность используемого цифрового вольтметра), n-разрядный управляемый переключатель 31, цифровой блок 32 сравнения, показано также исследуемое радиоприемное устройство 33-34 {последовательно соединенные приемная антенна 33 и исследуемый радиоприемник 34).

Устройство работает следующим образом.

Частоту f сигнала генератора 2 устанавливают (с помощью ручной перестройки) на нижний предел fp исследуемого диапазона частот. С выхода генератора 2 сигналов через управляемый аттенюатор 3 и передающую антенну 1 на вход исследуемого радиоприемного устройства 33-34 через приемную антенну 33 подают сигнал максимального уровня, допустимый для РГО входных цепей. На выходе формирователя 5 опорного сигнала устанавливают напряжение Uo, соответствующее напряжению на выходе исследуемого радиоприемника 34

при подаче на его вход сигнала, равного его чувствительности.

На выходах первого 22.1четвертого

22.4 генераторов эталонных частот устанавливают сигналы с частотами fi, fp ± Af и h соответственно (где fi, h частоты, на которых изменяется значение нормы на уровни восприимчивости радиоприемного устройства по побочным каналам приема, fp - рабочаячастотаисследуемогорадиоприемника; Af - расстройка относительно рабочей частоты радиоприемника, определяющая полосу частот, в которой требования на уровни восприимчивости по побочным каналам приема не задаются, На выходе первого 29.1 и второго 29.2 формирователей цифровых кодов устанавливают цифровые коды, соответствующие установленной норме в диапазонах частот f. .fi, h ,,,f и fi ... (fp - Af); (fp + Af) fa соответственно.

В начальный момент времени t 0 первый 10.1, второй 10.2, третий 10.3 RS-триг- геры, а также четвертый 10.4 и пятый 10.5 RS-триггеры (когда частота сигнала генератора 2 меньше частот сигналов, установленных на выходах первого 22.1четвертого

22.4генераторов эталонных частот) и пороговый элемент 27 находятся в исходном состоянии О. При этом на прямых выходах

первого 10.1четвертого 10.4 RS-триггеров напряжения LH. .., IU соответствует логическому О (фиг. 2а, б, в, г, t 0), а на инверсных выходах второго 10.2 и пятого

10.5RS-триггеров, а также порогового блока

27 вырабатываются напряжения Us U.

соответствующие логической 1 (фиг. 2д, е, ж, t 0). Напряжения Us и U поступают на соответствующие входы элемента И 28, на выходе которого вырабатывается напряжение Ua, также соответствующее логической 1 (фиг. 2з, t 0), которое открывает первый ключ 24.1, Напряжение Us подается также на управляющий вход второго ключа 24.2 и открывает его. Напряжение Ue поступает на управляющий вход второго п-разрядного ключа 30.2 и открывает его. Таким образом, в начальный момент времени t 0 первый 24.1 и второй 24.2, а также второй п-разряд- ный ключи 30.2 открыты, а третий ключ 24.3 и первый n-разрядный ключ 30 1 закрыты При этом в начальный момент времени t О с помощью n-разрядного управляющего переключателя 31 к первым входам второго цифрового вычитающего блока 9.2 и цифрового блока 32 сравнения подключен зыход первого формирователя 29 1 цифрового кода.

С формирователя 8 импульса запуска через второй элемент ИЛИ 6 2 на S-вход

первого RS-триггера 10.1 подают напряжение Ug, которое переводит его в положение 1, На прямом выходе первого RS-триггера 10.1 вырабатывается напряжение Ui, соответствующее логической 1 (фиг. 2а, t ti), которое осуществляет плавное изменение частоты сигнала генератора 2 (с помощью встроенного в него сервопривода) а исследуемом диапазоне частот f f.

При совпадении частоты сигнала генератора 2 с полосой пропускания первого побочного канала приема на выходе исследуемого радиоприемника 34 вырабатывается сигнал Y, который поступает на первый

вход блока 4 сравнения, на второй вход которого подается сигнал опорного уровня Y0 с формирователя 5. При достижении (в процессе перестройки генератора 2 сигналов по частоте) выходным сигналом Y значения

Yo на выходе блока 4 сравнения вырабатывается разность напряжений Д Y Y - Yo 0, которая поступает на вход усилителя 12 управляющего сигнала. С его выхода усилительный сигнал Uio (фиг. 2и. t2) подается

на управляющий вход управляемого аттенюатора 3, уменьшается уровень сигнала на его выходе и соответственно уровень сигнала на входе исследуемого радиоприемного устройства, а следовательно, и значение

AY При этом так как уровень сигнала на выходе управляемого аттенюатора 3 однозначно связан с величиной управляющего напряжения Uio, то при перестройке генератора 2 по частоте, когда изменение уровня сигнала на выходе управляемого аттенюатора 3 (входе передающей антенны 33) соответствует амплитудно-частотной характеристике измеряемого побочного канала приема, изменение управляющего

напряжения Кю также соответствует амплитудно-частотной характеристике обнаруженного побочного канала приема (фиг, 2и,

Т2 ТЗ).

Одновременно управляющее напряже- ние Uio поступает на входы запоминающего блока 13, формирователя 18 импульсов и экстрематора 19, а также на инвертирующий вход вычитающего усилителя 20. При появлении на входе формирователя 18 им- пульсов /напряжения Uio на его выходе вырабатывается положительный импульс Un (фиг. 2к, t 12), который через открытый второй ключ 24,2 поступает на S-вход третьего RS-триггера 10,3 и переводит в положе- ние 1. На прямом выходе третьего RS-триггера 10.3 вырабатывается напряжение Us, соответствующее логической 1 (фиг. 2в, t 12), которое открывает третий ключ 24,3. Положительный импульс поступает также на вход ограничителя 25 сверху, который препятствует его прохождению на вход инвертора 26. При этом при перестройке сигнала генератора 2 в полосе пропускания обнаруженного побочного канала приема напряжения на инвертирующем Uic и неинвертирующем Ui2 входах вычитающего усилителя 20 равны (запоминающий блок 13 всегда запоминает максимальное значение входных сигналов, фиг. 2л, вследствие чего напряжение 1Нз на выходе вычитающего усилителя 20 остается равным нулю и поэтому пороговый блок 27 остается в исходном состоянии О. В результате этого на входы элемента И 28 продолжают подавать- ся напряжения Us и U. соответствующие логической 1 (фиг. 2д, ж, t тл), и поэтому первый ключ 24.1 остается открытым.

При совпадении частоты сигнала генератора 2 с частотой первого максимума ам- плитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала (фиг. 2и, t 13) на выходе экстрематора 19 вырабатывается импульс 1М4(фиг 2м, t ta) с длительностью, необходимой для обеспечения записи информации в первом блоке 7.1 памяти, который через открытые в это время первый ключ 24.1 поступает на управляющий вход цифрового частотомера 17, а через третий ключ 24.3 - на управляющий вход первого блока 7.1 памяти(ранее записанная информация стирается передним фронтом этого импульса) и входы второго элемента 23.2 задержки и третьего элемента ИЛИ 6.3. С выхода последнего импуль поступает на R-вход первого RS-триггера 10.1. Первый RS-трмггер 10,1 возвращается в исходное состояние О, на его прямом выходе напряжение Ui становится соответствующим логическому О (фиг. 2а, t ts) и перестройка частоты сигнала генератора 2 прекращается, т.е, генератор 2 сигнала оказывается настроенным на частоту первого максимума амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема. Од- повременно цифровой частотомер 17 измеряет частоту сигнала генератора 2, а цифровой вольтметр 14 (работающий в режиме непрерывных измерений) - значение напряжения Ui2 Uiomax (фиг. 2и, л, t тз), соответствующее уровню этого максимума амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема. Цифровой код значения напряжения Ui2 Uiomax фиксируется в первом блоке 7.1 памяти.

По истечении времени, необходимого для записи информации в первом блоке 7.1 памяти, с выхода второго элемента 23.2 задержки задержанный импульс Ui4 поступает на S- и R-входы соответственно второго 10,2 и третьего 10.3 RS-триггеров. Второй RS-триггер 10.2 переводится в положение 1, а третий RS-триггер 10.3-возвращается в исходное состояние О. При этом на прямом выходе второго RS-триггера 10.2 вырабатывается напряжение U2, соответствующее логической 1 (фиг. 26, t 14), которое подается на вход блока 11 вращения приемной антенны и с его помощью переводит ее в режим вращения, а на инверсном выходе этого триггера напряжение Us становится соответствующим логическому О (фиг. 2д, t t4), вследствие чего первый 24.1 и второй 24.2 ключи закрываются что исключает- влияние на работу устройства импульсов, вырабатываемых формирователем 18 импульсов и экстрематором 19, образованных лепестками диаграммы направленности приемной антенны 33 при ее вращении. Одновременно па прямом выходе третьего RS-триггера 10.3 напряжение Us становится соответствующим логическому О (фиг. 2в, t t4) и поэтому третий ключ 24.3 также закрывается, что исключает дальнейшее воздействие импульсов, вырабатываемых экстрематором 19, на первый блок 7.1 памяти,

При вращении приемной антенны 33 управляющие напряжение Uio изменяется в соответствии с диаграммой направленности этой антенны на частоте обнаруженного побочного канала приема (фиг. 2и, u t

(J}(9 з

te). Напряжение Ui2 Uiomax максимального (основного для частоты обнаруженного побочного канала приема) лепестка приемной антенны 33 (фиг. 2и, л, t ts), полученное за время одного оборота этой антенны, фиксируется в запоминающем блоке 13 и измеряется цифровым вольтметром 14.

При совершении приемной антенной 33 полного оборота напряжение Ui5 (фиг, 2н, t т,б) с выхода концевого выключателя блока 11 (длительность которого достаточна для записи информации во втором блоке 7.2 памяти) подается на управляющий вход второго блока 7,2 памяти, R-вход второго RS- триггера 10.2 и вход первого элемента 23.1 задержки. Второй RS-триггер 10.2 возвращается в исходное состояние О. На прямом выходе последнего напряжение U2 становится соответствующим логическому О (фиг. 26, t т.б) и вращение приемной антенны 33 прекращается, а на инверсном выходе вновь вырабатывается напряжение Us, соответствующее логической 1 (фиг. 2д, t te), которое подается на управляющий вход второго ключа 24.2 и второй вход

элемента И 28, что обеспечивает открытие первого ключа 24.1 при подаче на первый вход напряжения логической 1. Одновременно вторым блоком 7.2 памяти фиксируется измеренное цифровым вольтметром 14 значение напряжения Ui2 Uiomax .

По команде, поступающей со второго блока 7.2 памяти (импульс окончания записи информации), в первом цифровом вычитающем блоке 9.1 вычисляется (в цифровом коде) и подается на сумматор 15 разность значения напряжений 1Но зафиксированных соответственно во втором 7 2 и первом 7.1 блоках памяти (Y Uiomax - Uiomax О Так как изменение управляющего напряжения Uio однозначно определяет изменение уровня сигнала, излучаемого передающей антенной 1, то полученная величина Y будет соответствовать разнице между коэффициентом усиления приемной антенны 33 в максимуме ее диаграммы направленности (на частот0 обнаруженного побочного канала приема) и в направлении, при котором зафиксировано значение напряжения Uiomax первого максимума амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема

По истечении времени, необходимого для записи информации во втором 7.2 блоке памяти, задержанный первым элементом 23.1 задержки импульс Uis поступает через первый элемент ИЛИ 6.1 на управляющий вход запоминающего блока 13, стирая хранящуюся в нем информацию о значении напряжения Uiomax (фиг 2л, t t) При этом так как приемная антенна 33 возвратилась в свое первоначальное положение (после совершения полного оборота), управляющее напряжение Uio на выходе усилителя 12 управляющего сигнала будет иметь значение UЮтах и соответственно напряжение на выходе запоминающего блока 13 по окончании стирающего импульса возрастает до значения Ui2 (фиг. 2л, t t) Одновременно задержанным импульсом Uis через второй элемент ИЛИ б 2 первый RS- триггер 10.1 вновь переводится в положение 1, на его выходе вырабатывается напряжение Ui. соответствующее логической 1(фиг 2а, t t7), которое осуществляет дальнейшую перестройку частоты сигнала генератора 2

В случае, если следующий максимум амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема больше предыдущего (фиг 2и, t to), то с момента времени те поступает равенство входного Uю и выходного Ui2 напряжения запоминающего блока 13 (фиг 2и л, те St

tg), в результате чего первый ключ 24,1 в это время будет открытым и поэтому происходит измерение частоты этого максимума. Если следующий максимум рмплмту о-частотной характеристики меньше предыдущего (фиг, 2и, t tio), то на входе запоминающего блока 13 напряжение 1)ю будет меньше (начиная с момента времени t to), чем на его выходе Ui2. В результате

этого на выходе вычитающего усилителя 20 вырабатывается напряжение Uis 0, которое переводит пороговый блок 27 в положение 1. На инверсном выходе последнего напряжение U становится соответствующим логическому нулю О (фиг, 2ж, t т.д), на выходе элемента И 28 напряжение Us также становится соответствующим логическому О (фиг. 2з, t tg) и поэтому первый ключ 24 1 закрывается и запускающий импульс Ui4 на управляющий вход цифрового частотомера 17 не поступает. Таким образом, после перестройки генератора 2 на величину полосы пропускания обнаруженного побочною канала приема на выходе запоминающею блока 13 будет напряжение

IJ12(3) UlOmax(3) (фиг. 2и, Л, Мэ S t tn),

соответствующее максимальному максимуму амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема, а

цифровым частотомером 17 будет измерено и подано на первый вход регистратора 16 значение частоты этого максимума, т.е. частоты, соответствующей наибольшей восприимчивости обнаруживающего побочного

канала приема

При выходе частоты сигнала генератора 2 из полосы пропускания первого обнаруженного побочного канала приема напряженпе Uio на выходе усилителя 12 управляющего сигнала становится равным нулю (фиг. 2и, t tn) и формирователь 18 импульсов вырабатывает ча своем выходе отрицательный импульс Un (фиг. 2к, t tn).

Импульс Un, не изменяя состояния третьего RS-триггера 10 3, проходит через ограничитель 25 сверху на вход инвертора 26, нэ выходе которого фоомируется положительный импульс Die, длительность которого

обеспечивает запись информации в третьем блоке 7.3 памяти. Этот импульс поступает на управляющий вход третьего блока 7.3 памяти и вход третьего элемента 23,3 задержки. При этом в третьем блоке 7.3 памяти

фиксируется (в цифровом коде) измеренное цифровым вольтметром 14 значение напряжения Ui2 Uiomax на выходе запомина- ющего блока 13, соответствующее максимальному максимуму амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема,

По команде, поступающей с третьего блока 7,3 памяти (импульс окончания записи информации), а сумматоре 15 определяется сумма значения Y, поступающего на первый вход сумматора 15 с выхода первого цифрового вычитающего блока 9.1 и значеГTl(

ния Ui2l U ютах1 , поступающего на второй вход этого сумматора с выхода третьего блока 7,3 памяти (X Y + Uiomax( 0- Так как значение Uiomax(} соответствует максимальному максимуму амплитудно-частотной характеристики обнаруженного побочного канала приема, а значение Y - увеличение коэффициента усиления приемной антенны 33 в максимуме ее диаграммы направленности по сравнению с усилением этой антенны в направлении, при котором определялось значение Uiomax , то величина X является восприимчивостью (максимальной чувствительностью) исследуемого радиоприемного устройства 33-34 по обнаруженному побочному каналу приема, Цифровой код с выхода сумматора 15 поступает на вторые входы регистратора 16, второго цифрового вычитающего блока 9.2 и цифрового блока 32 сравнения. В случае если уровень восприимчивости обнаруженного побочного канала приема не удовлетворяет установленной норме, то на выходе цифрового блока 32 сравнения вырабатывается напряжение Ui7. соответствующее логической 1, которое подается на управляющий вход первого n-разрядного ключа 30,1 и открывает его. Одновременно на выходе второго цифрового вычитающего блока 9,2 вырабатывается цифровой код, соответствующий величине несоответствия уровня восприимчивости обнаруженного побочного канала приема установленной норме в диапазоне частот f ... fi, который через открытые в это время первый 30.1 и второй 30.2 n-разрядные ключи поступает на третий вход регистратора 16.

По истечении времени, необходимого для записи информации в третьем блоке 7,3 памяти, а также выполнения операций суммирования и вычитания в сумматоре 15 и втором цифровом вычитающем блоке 9.2 соответственно, задержанный импульс с выхода третьего элемента задержки 23.3 поступает на управляющий вход регистратора,16 и через первый элемент ИЛИ 6.1 на управляющий вход запоминающего блока 13. В результате этого регистратором 16 фиксируются значения восприимчивости обнаруженного побочного канала приема, частоты этого канала приема и величины отклонения уровня восприимчивости обнаруженного побочного канала приема от установленной нормы, а также стирается информация в запоминающем блоке 13 (фиг. 2л, t tn). Одновременно пороговый блок 27

возвращается в исходное состояние О и на его инверсном выходе вырабатывается напряжение U, соответствующее логической 1 (фиг. 2ж, t tn), в результате чего на выходе элемента И 28 вырабатывается напряжение Us, соответствующее логической 1 (фиг, 2з. t ш), и первый ключ 24.1 открывается.

В случае, если уровень обнаруженного побочного канала приема удовлетворяет установленной норме, то регистратором 16 фиксируются только значения восприимчивости обнаруженного побочного канала приема и частоты этого канала приема. При совпадении частоты сигнала генераторэ 2 с частотой ft сигнала, установленного на выходе первого генератора 22,1 эталонной частоты, на выходе первого блока 21.1 сравнения частот вырабатывается положительный импульс UIR, который переводит четвертый RS-триггер 10.4 в положение 1. На прямом выходе последнего вырабатывается напряжение UA (фиг. 2г, t ), соответствующее логической 1, которое подается на управляющий вход п-разрядного управляемого переключателя 31 и с его помощью подключаем к первым входам второго цифрового вычитающего блока 9.2 м цифрового блока 32 сравнения выход второго формирователя 29.2 цифрового кода.

Таким образом, в диапазонах частот fi ,..(fp - Af); (fp + Af) ... T2J проводится сравнение измеренных значений с нормой, установленной для данных диапазонов частот.

При совладении частоты сигнала генератора 2.с частотой fP - Af сигнала, установленного на выходе второго генератора 22.2 эталонной частоты, на выходе второго блока

21.2сравнения частот вырабатывается положительный импульс Uig, который переводит пятый RS-триггер 10.5 в положение 1. На его инверсном выходе напряжение Ue становится соответствующим логическому О (фиг. 2е, t пз) и поэтому второй п-раз- рядный ключ 30.2 закрывается, что исключает возможность регистрации результатов контроля в ченормируемой полосе частот (fp- Af)..,(fp+ Af).

При совпадении частоты сигнала генератора 2 с частотой fp f- A f сигнала, установленного на выходе третьего генератора

22.3эталонной частоты, на выходе третьего блока 31.3 сравнения частот вырабатывается положительный импульс U20, который подается на R-вход пятого RS-триггера 10.5 и

возвращает его в исходное состояние О. На инверсном выходе последнего вырабатывается напряжение Ue, соответствующее логической 1 (фиг. 2е, t ш), которое вновь открывает второй n-разрядный ключ 30.2.

При совпадении частоты сигнала генератора 2 с частотой f2 сигнала, установленного на выходе четвертого генератора 22.4 эталонной частоты, на выходе четвертого блока 21,4 сравнения частот вырабатывается положительный импульс U.1, который подается на R-вход четвертого RS-триггера 10.4 и возвращает его в исходное состояние О, На прямом выходе последнего напряжение U4 становится соответствующим логическому О (фиг, 2r, I tts) и поэтому к первым входам второго цифрового вычитающего блока 9.2 и цифрового блока 32 сравнения вновь подключается выход первого формирователя цифрового кода,

В конце диапазона измерений f с выхода концевого выключателя генератора 2 сигнала через третий элемент ИЛИ 6.3 на R-вход первого RS-триггера 10.1 подается напряжение , которое возвращает его в исходное состояние О. В результате этого напряжение Ui на его прямом выходе становится соответствующим логическому О (фиг. 2а, t tn), перестройка частоты сигнала генератора 2 прекращается и процесс измерений на этом завершается

Формула изобретения

Устройство для измерения характеристики частотной избирательности радиоприемного устройства по побочным каналам приема по авт. ев ГФ 1381725, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем проведения одновременно с измерением и контроля уровней восприимчивости по побочным каналам приема, выход генератора сигналов соединен с третьим входом регистратора через введенные и последовательно соединенные первый блок сравнения частот, четвертый RS-триггер, п- разрядный управляемый переключатель,

два других схода которого соединены с выходами соответственно введенных формирователей цифровых кодов, второй цифровой и вычитающий блоки, первый и второй n-разрядные ключи, кроме того, введены последовательно соединенные второй блок сравнения частоты, один вход которого соединен с выходом генератора сигналов, и пятый RS-триггер, инверсный выход которого подкл ючен к второму входу второго п-разрядного ключа, третий и четвертый блоки сравнения частот, первые входы которых соединены с выходом генератора сигналов, четыре генератора эталонных частот, выходы каждого из которых подключены соответственно к второму входу соответствующего блока сравнения частот, выходы третьего и четвертого блоков сравнения частот подключены к R-входам соот- ветственно пятого и четвертого

RS-триггеров, цифровой блок сравнения, один вход которого соединен с выходом п- разрядного управляемого переключателя, другой вход объединен с вторым входом второго цифрового вычитающего блока и соединен с выходом сумматора, а выход подключен к второму входу первого n-разрядного ключа.

tf

Использование: радиоизмерительная техника. Сущность изобретения: устройство содержит передающую антенну 1, генератор 2 сигналов, управляемый аттенюатор 3, блок 4 сравнения, формирователь 5 опорного сигнала, элементы ИЛИ 6.1, 6.2 и 6.3,

и,

О in

H

Vs

tj

tnW

ttsfft) t(f)

t,3lfft Af) t,(fp+Af) iff)

iff t-w