Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может использоваться для измерения девиации частоты линейно-частотно-модулированных ЛЧМ радиоимпульсов.
Известен измеритель девиации частоты импульсов частотно-модулированных сигналов, Измеритель содержит формирователь счетных импульсов, разностный счетчик импульсов, селекторы импульсов, формирователь стробирующих импульсов, делитель длительности стробирующих импульсов и делитель частоты импульсов. Измеритель позволяет измерять девиацию частоты ЛЧМ радиоимпульсов.
Недостатком измерителя является низкая точность измерения, а также ограниченный частотный диапазон входных сигналов, определяемый низким быстродействием цифровых элементов, что не позволяет измерять короткие ЛЧМ сигналы с большой девиацией частоты.
Известно устройство для измерения девиации частоты линейно-частотно-модулированного колебания.
Устройство содержит формирователь импульсов, блок управления реверсивный счетчик фазы, счетчик времени, делитель фазы на время, делитель с коэффициентом деления 1500, запоминающее устройство, блок функционального контроля, двоично- десятичный дешифратор и цифровое- индикатор. Устройство позволяет измерять девиацию частоты ЛЧМ радиоим.пуле-сой.
Недостатком этого устройства является ограниченный частотный диапазон входных сигналов, определяемый конечным быстродействием цифровых элементов, -:то не позволяет измерять девиацию частоты ЛЧМ радиоимпульсов с широким спектром и мз лой длительности.
Наиболее близким по техничес сой СУЩНОСТИ к предлагаемому изобретению является устройство для измерения дс-Bi ai. -i частоты линейно-частотно-модулироланм- ч радиоимпулосов, содержащее два Ьпска измерения частоты, каждым из которых заточает смеситель, 1етеродик, yci-плтель промежуточной частоты (УПЧ) фазовый детектор, элемент памяти и управляющим элемент, блок инвертирования спектра.
14.
состоящий из двух смесителей, двух полосовых усилителей и двух гетеродинов,генера- тср опорной частоты, два элемента запрет, реверсивный счетчик, электронно-счетный частотомер, состоящий из двух селекторов и индикатора, блок выделения огибающей. При этом в устройстве первые входы блоков измерения частоты соединены с выходом опорного генератора, вторые входы соединены между собой, а третий вход первого блока измерения частоты подключен к входной шине устройства. Входы и выходы реверсивного счетчика соединены с соответствующими выходами и входами электронно-счетного частотомера. Вход блока инвертирования спектра соединен с входом блока выделения огибающей и входной шиной устройства, а выход подключен к третьему входу второго блока измерения частоты, второй вход которого подключен к первому выходу блока выделения огибающей и к первым входам элементов Запрет, вторые входы которых соединены с выходами блоков измерения частоты, а выходы элементов Запрет подключены к соответствующим входам электронно-счетного частотомера. Управляющий вход реверсивного счетчика соединен со вторым выходом блока выделения огибающей.
Недостатками этого устройст ва являются невозможность измерения девиации частоты коротких ЛЧМ сигналов с большой скоростью изменения частоты, сложность конструкции и ограниченный диапазон измеряемых величин девиации.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет измерения девиации частоты коротких ЛЧМ радиоимпульсов и упрощения технической реализации устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные смеситель частоты и полосовой усилитель, а также первый блок выделения огибающей, реверсивный счетчик, генератор опорной частоты, электронно- счетный частотомер, состоящий из первого, второю селекторов и индикатора, входы которого соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, счетные входы которого соединены с выходами первого и второго селекторов соответственно, первый вход смесителя частоты является входом устройства, дополнительно введены перряя линия задержки дифференцирующая цепь, последовательно соединенные дисперсионная линия ччдержки, усилитель- ограничитель, второй Рлок выделения огибающей и вторая пиния чадержки, а также перестраиваемый генератор, выход которого соединен со вторым входом смесителя частоты, выход полосового усилителя соединен со входом дисперсионной линии задержки и входом первого блока выделения
огибающей, первый вход которого через первую линию задержки подсоединен к первому входу первого селектора, выход второй линии задержки соединен с первым входом второго селектора, выход генератора опорной частоты соединен со вторыми входами первого и второго селекторов электронно-счетного частотомера.
На фиг.1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2-6 эпюры, поясняющие работу устройства.
Устройство содержит смеситель частоты 1, полосовой усилитель 2, дисперсионную линию 3 задержки, усилитель- ограничитель 4, блок 5 выделения
огибающей, линию 6 задержки, перестраиваемый генератор 7, 8 выделения огибающей, линию 9 задержки, дифференцирующую цепь 10, реверсивный счетчик 11, генератор 12 опорной частоты, электрон
но-счетный частотомер 13, состоящий из с о лекторов 14,16 и индикатора 15.
При этом в устройстве соединены последовательно смеситель 1 частоты, полосовой усилитель 2, дисперсионная линия 3
задержки, усилитель-ограничитель 4, блок 5 выделения огибающей, линия 6 задержки, селектор 16 электронно-счетного частотомера 13. Последовательно соединены блок 8 выделения огибающей, линия 9 задержки,
селектор 14 электронно-счетного частотомера 13. Выходы селекторов 14,16 соединены с первым и вторым счетными входами реверсивного счетчика 11 соответственно, управляющий вход которого через дифференцирующую цепь 10 соединен со вторым выходом блока 8 выделения огибающей, вход которого подключен к выходу полосового усилителя 2. Выход генератора 12 опорной частоты подсоединен к вторым входам первого 14 и второго 16 селекторов электронно-счетного частотомера 13. Выход перестраиваемого генератора 7 соединен с вторым входом смесителя 1 частоты, первый вход которого является входом устройства.
Входы индикатора 15 электронно-счетного частотомера 13 подключены к соответствующим выходам счетчика 11.
Работа предлагаемого устройства заключается в следующем.
Входной ЛЧМ радиоимпульс с центральной частотой fc и длительностью тс с помощью смесителя 1 и перестраиваемого генератора 7 с частотой fr, преобрззу- ется, в зависимости от соотношения
/rniru с цент- - Г ) n . r
. f о- ч и-з р- 2 r Lu v- сэв-с-- частот fc fr (fr гс) з J - ральнуьи частоп - ri. + ft)nnpOTHBcncmv,i и / -5 rvj1 v , tvi f- i/Г
уП|/1гН lu 1. С i
o -ji cr - a or i
tj л Г с иг го-юг f Hcnejci о1-infi хго а-;рИСТИКИ (ПИСПСОСИОЬ тОЧ г 11-1: и COp ччЧ
Д/ :3) 3 и голссо А „„-.-ч-. ,. - - -ГгСГ, /jfa,ji3, постугг ,г FJ (Г,0 бло-,а С в1 |деле и О /б л1 /, ° -„т -v 8 пыг.сл .С ;т i- 1 . -м ; - ;о - о
оО
- ( i е
ргвкой л чегьност/
.jKG if ПУЛЬ rboOHTu i
п У хода .кз 8 с ющеи пени п резе r -L -«авливается р HV ibixnna ДЛЗ С . п
СТИ ЛЧ DOflt/OHiV т
НИГ1 КОГОООГС ОГ.ПйЛГсгЮЯ
f эгмйцчи гстоты Afc) по - лснил и граничени НУ, птеге /J, Fa Bxn,n блока 5 ,ЦР,Л S Tb /OHS З ДбОИ ГГЯ ЬС пг/TfЛыго --
.I1 ИТСЛЬНчГЧ i TIU ОС ifJC 0 PVr С i f О Ц , S С
пульсе йо хо/
F идс г
i .ОЙ 1В
ОЭДЭОх КИ ° /i U ПСС
- от ьг pep
0
5
частому i, устанавливает Тс.ои ,iwD-. ) ЛЧ М сигнала ,а BL xoc.e сг есмте т г с -п п -L з с Г1мросги . с ЧМ с JL, ч о ;: i, с i т л i s-: i- - э .; Г г Г i L 1C , i 1Г . 1 1 u-co-CiC ,31пмтс г m к с ,
г I , л I
пилоса р- с -; - о ,4v. :с ргр -.г, к с п . jJi 4
3 . Cllf.Tcrt. ° it vr
о с t С л ч 111 ег о;1 iv о J:
С i I i t - г- -р CiOi1 1- 1 i л С ч
И1Г C4l l C Tt.j СЧ u 1 - Г 5Kt- 1е 1Г Г, ,, С- , t 3 О ГО ГК И
(iGj в нос с -t4L.r dv/
В ч1 ее и -i г,о; е б i и с пользопа-i Г,ис1эрс ,о i -i ic поверх, ooi I-IL x : f ее f хате ibso CT , larooj un f 10 WO.
ь ДЛЗ} I iVUi. . V 3 V -. C ных 01,1 нглс ,° : kTv / ;-Ј с J буде psnnc чс, 3,, ь Ci ч-j время г0 w , TC i v ir n: to - lo . (fO i ier rs-e, n к- i, iu
С С Ki1, , Л, i Cc ,Э. (l j
ор
с t1 5 с о i . JC-A.IC v мгульсо
i 04° ,1 , 3l i. ibri 1 (с Г Ь) 7 2 к J. - CCui. i i
-i 5;
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться дня измерения девиации чзстоть . Устройство содержит 1 смеситель частоту (11, 1 полосовой усилитель (2), 1 дисперсионную линию задержки (У , усилитель-ограьичи- тель (4), 9 блока вылелени 1 огибзощей (5),
соответственно се сктспов и (6 элект- рон-ш-счетного 2С томерг 3 Всем° л- гэож и ТИЧУМ аадсож г олсэ ется воеменэ , с аноьлен/я i1 нулевое сое ояь /а, а чздер с м мчиг задержки о выбирается «тобь ль гтроЗов дг о,г , ,. с гг и i - э первые входы согт-е г |Ее ь.о eie rono3 i 16, поступэли ,1ос/ г;оьс5 сл ьо згдзвз с,ста счетно На СОУР- сслвчтооов i4 У 16 -оц5г п г ач°с е тактовой F нЈпгя en а с -с ерятогз 12 опорчои частл ы Зыхог1 че счгг-зл- лскторов 14 I- 16 ь виде опрезеге-: ого числа лпучьс в нз два хода реверсивного 11, го,клю- ень сии ТРК:/°М образом что с:--г1 сЗла идет смитыБоНУ1е , ° заполно- чие. По оке нчан1 IK, ч счета после заГОЛ еНИГ С ОТЧГ з
I
с выходные
сигналу а воде ее -. r.ocTvnasor на лн.дича- гор 15 слсхтронно-зчет - смо частотсмерч 13 °езульгаг гфедстр ллет собой вэличи|.у до- виации частот линейно-частотко-мод/ли- розамиого рад1-.о(/мпульса, индицируемую рлектроино-С -з ным астотомером 13.
В кг естоО перестраиваемо о ечерзто- ра 7- МО/сет Оыть использован например генератор стандартных сигналов (8) Его
l-l
Где Afc - ДОВИЈЦИ « CTO1bi С Л ЧОНЧГ1 (- фЭ4 СВОДНОЮ -fu-J i ,1 ОИчП -- Г А ЛЗ
ш |рлнэ погог а Дг
тдпз г гч пепсин,. Г13 3 (тдпз литсть ость Г, М oi IKS ,u 3 пси пода ic т се BXO rc i; с-1 г .п. -и д fr) vqi м 6 ач11 , -a f4 c/,A ДЛЗ 3 1UF1 ./%- , уп-с он / рэиныи тэ штегьности i о волич г
7 р.- ЛГ- --гг„
ДТ Д Э
(фиг 36,о, т.е
0
5
ГфЗПОри,10НГг 0 и Mpi-не СГ10ЧТСо А Ч - .и ряег ого , /лье TurfHoic в нас1 пг j Ј о up , I0- 1 огвслс т увегч мть глите ь опьЛЧГ/ д чтт. и- сав дес°ткм дгчесотни ргт г -,., ог от ширины Д гс и /г 0
ВХОДНОГО iulv,5 рС Ио МП,
В счл1 ,т& ,э- oaii 4.i с г / -, -- нагс BL «ода.АП ю взетс ч з - - и-ге н, , , °е исчлг гченич пэ, j. . гмл i
ЛЯЦ/И (CHOL 4 FJ с. l 0е, .1
avz..u-JO- си, -n v г , , - / - 3} кз резупыот r i-1ч Sio - с
ния огибающей, в качестве которого может быть использован например амплитудный детектор, служит для выделения видеоимпульса, длительность которого равгг расширенному, ЛЧМ радиоимпульсу т„ых - тс +гдлз и задержанный относительно входного ЛЧМ радиоимпульса (фиг.Зэ) на время t o (фиг.Зг, 4е).
Блок 8 выделения огибающей служит для выделения видеоимпульса длительно стью, равной тс входному ЛЧМ радиоимпульсу (фиг.4а). Дифференцирующая цепь
10служит для формирования короткого им- пульсз (фиг„4в) соответстзующего фронту видеоимпульса (фиг,4а) которым реверсивный счетчик 11 устанавливается в нулевое1 состояние,
Генерзтор 12 опорной частоты предназначен для выработки импульсов тактовой частоты F {фмг,4г}, которые через селекторы 14 и 16 поступают на счетные входы счетчиКЗ 1 1.
Линия задержки 9 служит для сдвига во времени видеоимпульса длительностью тс с выхода блока 8, который является сигналом строба для селектора 14 электронно-счетного частотомера 13(фиг.4б). Этот временный сдвиг ti необходим для того, чтобы счетчик
11установился Б нулевое состояние. Линия задержка 9 может быть например кабельной.
Величина задержки t2 линии задержки S (фиг,4ж) выбирается такой, чтобы выполнялось неравенство 12 + Го тстах + ti, где Тстах максимально возможная длительность измеряемых ЛЧМ радиоимпульсов, Это необходимо для того, чтобы разделить во времени сигналы стробов на первых входах селекторов 14 и 16, Линия задержки 6 может быть выполнена кабельной, ультразвуковой или на элементах цифровой техники (12). При этом для исключения влияния чз измерение последующих ЛЧМ радиоимпульсов необходимо выполнить условие: to +t2 -Ь Твых Т , где Т - период следования ЛЧМ радиоимпульсов, либо измерять девиацию частоты по одному ЛЧМ радиоимпульсу.
Таким образом, счетчик 11 будет вначале работать на считывание по первому счетному входу, подсчитывая число тактовых импульсов с селектора 14 в стробе длительностью гс, по окончании которого в счетчике 11 будет записано число NI (фиг.4). С приходом сигнала строба с выхода линии задержки 6 счетчик 11 начинает работать на заполнение, подсчитывая число N2 тактовых импульсов с селектора 16 в стробе длительностью Гвых (фиг.4з), по окончанию которого
,-
в счетчике 11 будет записано число, равное разности N9 - NI, которое будет определять величину девиации частоты Afc измеряемого ЛЧМ радиоимпульса. На индикаторе 15 электронно-счетного частотомера 13 будет индуцироваться число
N2-M1 ГДЛЗ X
10
Атдлз
тдлз
At e УДЛЗ
5
0
5
0
5
0
5
0
Выбирая крутизну дисперсионной характеристики удлз - Атдлз/тдлз . кратной 10К (где К 0, + 1, + 2...п), легко учесть упри измерении девиации частоты путем переноса запятой в показаниях индикатора 15 электронно-счетного частотомера 13. Tax как для ЛЧМ радиоимпульсов с базой В Afc тс 1, девиация частоты будет совпадать с шириной спектра сигнала Afc (13). число N2 -Ni, индицируемое на индикаторе 15 электронно-счетного частотомера 13 будет определять величину девиации частоты измеряемого ЛЧМ радиоимпульса.
Таким образом поставленная цель достигается за счет измерения разности длительностей входного ЛЧМ радиоимпульса и расширенного с помощью дисперсионной линии задержки ЛЧМ радиоимпульса, которая пропорциональна девиации частоты измеряемого ЛЧМ радиоимпульса.
Поскольку предполагаемое изобретение не создает экономического эффекта, анализ проведен на сравнении функциональных возможностей и диапазона измеряемых величин девиации частоты ЛЧМ радиоимпульсов. При этом в качестве базового объекта принят прототип, как наиболее близкое устройство по техническому решению, и поскольку оно отвечает необходимым требованиям, предъявляемым к подобным устройствам и является лучшим из известных по функциональным возможностям и диапазону измеряемых величин девиации.
Прототипом невозможно измерять де- зиацию частоты ЛЧМ радиоимпульсов длительностью менее единиц микросекунд, что обусловлено большим временем tp регулирования систем автоподстройки частоты в блоках измерения частоты, которое составляет в лучшем случае единицы микросекунд (5). Определим минимальную длительность измеряемых ЛЧМ радиоимпульсов в предлагаемом устройстве. При зтс-м будем исходить из допустимой погрешности
измерения. Погрешность измерения будет определяться в основном частотой генератора 12 опорной частоты, которая в свою очередь зависит от максимально возможной тактовой частоты, при которой может работать реверсивный счетчик 11. При выборе счетчика 11 серии эмиттерно-связан- ной логики (ЭСЛ), тактовая частота составит более 100 МГц (14). Тогда при длительностях тс входного ЛЧМ радиоимпульса от единиц микросекунд до десятых долей микросекунд и значениях удлз 1-2 МГц/мкс, погрешность измерения составит от долей % до единиц % (8) от Дтс, что в большинстве случаев достаточно на практике. Точность измерения зависит от удлз , т.е. от параметров ДЛЗ 3. Чем меньше удлз , тем точность будет выше.
Минимальная длительность rcmm измеряемых ЛЧМ радиоимпульсов при одной и той же базе В Дтс гс, будет определяться их величиной девиации частоты Дтс. Тогда при Дтс 500-50 МГц (при В 50), Tcmin « 0,1-1 МКС,
Сравним прототип и предлагаемое устройство по диапазону измеряемых величин девиации частоты. Максимальная девиация частоты ЛЧМ радиоимпульсов, которую можно измерить прототипом, составляет в диапазоне до 1000 МГц не более 40 МГц (5), что определяется ограниченной полосой захвата (удержания) системы автоподстройки в блоках измерения частоты. Для предлагаемого устройства максимальная девиация частоты, которую можно измерить, определяется полосой пропускания ДЛЗ 3, и для современных дисперсионных линий задержки на ПАВ может достигать 500 и более МГц (4,9), т.е. диапазон измеряемых величин девиации расширяется более чем в 10 раз. Кроме того предлагаемое устройство более просто по конструкции, т.к. имеет значительно меньше элементов, чем прототип.
Таким образом, предлагаемое-устройст- во обладает более широкими функциональными возможностями за счет измерения девиации частоты коротких ЛЧМ радиоимпульсов, расширенным более чем в 10 раз по сравнению с прототипом диапазоном измеряемых величин девиации и имеет более простую конструкцию.
Формула изобретения
Устройство для измерения девиации частоты линейно-частотно-модулированных
радиоимпульсов, содержащее последовательно соединенные смеситель частоты и полосовой усилитель, а также первый блок выделения огибающей, реверсивный счетчик, генератор опорной частоты, электронно-счетный частотомер, состоящий из первого, второго селекторов и индикатора , входы которого соединены с соответствующими выходами реверсивного счетчика, счетные входы которого подключены соответственно к выходу первого и выходу второго селекторов, первый вход смесителя частоты является входом устройства, отличающееся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения девиации частоты коротких лмней- но-частотно-модулированных радиоимпульсов и упрощения устройства, в него введены первая линия задержки, дифференцирующая цепь, последовательно соединенные дисперсионная линия задержки, усилитель-ограничитель, второй блок выделения огибающей и вторая линия задержки, выходы первой и второй линий задержки подключены к первым входам соответственно первого и второго селекторов электронно-счетного частотомера, вторые входы которых объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты, а также перестраиваемый генератор, выход которого
соединен с вторым входом смесителя частоты, выход полосового усилителя соединен с входом дисперсионной линии задержки и входом первого блока выделения огибающей, первый выход которого подключен к
входу первой линии задержки, а второй выход через дифференцирующую цепь соединен с управляющим входом реверсивного счетчика.
rt
