Индикаторное устройство Советский патент 1992 года по МПК G01D7/10 

V

ё

Изобретение относится к индикаторным и регистрирующим приборам и может использоваться для индикации быстро изменяющихся процессор, в частности для визуального анализа и регистрации параметров широкополосных сигналов с частотной модуляцией. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем визуального анализа и регистрации широкополосных сигналов с.лю- бым законом частотной модуляции. Индикаторное устройство содержит приемную антенну 1. широкополосный усилитель 2. частотный детектор 3, дифференцирующие цепи 4, 7, электронно-лучевую трубку 5, амплитудный детектор 6 и генератор 8 развертки. 1-2-3-4-5, 2-6-7-8-5. 8 ил.

фиг. /

Ч

Ю

ч

со -VI

Предлагаемое устройство относится к индикаторным и регистрирующим приборам и может быть использовано для индикации быстро изменяющихся процессов, в частности, для визуального анализа и регистрации параметров широкополосных сигналов с частотной модуляцией (ЧМ).

Известны индикаторные устройства, например 1.

Однако указанное устройство обеспечивает визуальный анализ и регистрацию только широкополосных ЧМ-сигналов, частота которых изменяется по монотонно-воз- растающему закону. Среди указанных сигналов наибольшее распространение получили ЛЧМ-сигналы.

Вследствие определенных недостатков ЛЧМ-сигналов в радиолокационных приложениях разрабатываемых РЛС большое внимание уделяется широкополосным сигналам с кнопочными функциями неопределенности и с малым уровнем боковых лепестков. К последним относятся широкополосные сигналы с квадратичной частотной модуляцией (КЧМ) и с симметричной линейной частотной модуляцией (СЛЧМ).

Устройство-прототип не обеспечивает возможности для визуального анализа и регистрации широкополосных ЧМ-сигналов, частота которых изменяется по монотонно- убывающему линейному закону, по симметричным .А и V -образным законам и по квадратичному закону.

Целью изобретения является расширение видов визуально анализируемых сигналов с частотной модуляцией.

Поставленная цель достигается тем, что с целью расширения видов визуально анализируемых сигналов с частотной модуляцией выход широкополосного усилителя через амплитудный детектор соединен с входом второй дифференцирующей цепи.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг. 1. Возможный вид осциллограмм показан на фиг.2. Временные диаграммы, поясняющие работу устройства, представлены на фиг.3-8.

Индикаторное устройство содержит приемную антенну 1, широкополосный усилитель 2, частотный детектор 3, первую дифференцирующую цепь 4, ЭЛТ 5, амплитудный детектор 6, вторую дифференцирующую цепь 7 и генератор 8 развертки. Причем к выходу приемной антенны 1 последовательно подключены широкополосный усилитель 2, частотный детектор 3, дифференцирующая цепь 4 и вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 5. К выходу широкополосного усилителя 2 последовательно подключены амплитудный

детектор 6, дифференцирующая цепь 7 и генератор 8 развертки, выход которого соединен с горизонтально-отклоняющими пластинами ЭЛТ 5.

Устройство работает следующим образом.

Принимаемый широкополосный сигнал с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), частота которого изменяется по линейновозрастающему закону (фиг.З а,б)

Uc(t) Vc cos(2 п fct + пу т2 + )

О t т ,

где Vc, fc, , Ги - амплитуда, начальная частота, начальная фаза и длительность сигнала (импульса);

Af,

Ги

скорость изменения частоты

внутри импульса;

Afg - девиация частоты; с выхода приемной антенны 1 через широкополосный усилитель 2 поступает на вход

частотного детектора 3, на выходе которого образуется видеоимпульс Уз(фиг.3в), форма которого соответствует закону линейной частотной модуляции. Указанный видеоимпульс с выхода частотного детектора 3

поступает на вход первой дифференцирую- ещй цепи 4, выход импульс Vo (фиг.Зг) которой подается на вертикальный электрод ЭЛТ 5.

Принимаемый ЛЧМ-сигнал Uc(t) (фиг.За)

с выхода широкополосного усилителя 2 одновременно поступает на вход амплитудного детектора б, который выделяет его огибающую (фиг.Зг). Эта огибающая поступает на вход второй дифференцирующей

цепи 7, на выходе которой образуются короткие разнополярные импульсы (фиг.Зе). Причем положительным коротким импульсом запускается, а отрицательным коротким импульсом закрывается генератор 8 развертки. Сформированное пилообразное напряжение Vs (фиг.Зж) используется в качестве напряжения развертки и поступает на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ 5. На экране ЭЛТ 5 образуется положительный прямоугольный импульс (фиг.2а, Зг), длительность которого пропорциональна длительности ги принимаемого ЛЧМ-сигнала, амплитуда пропорциональна скорости изменения частоты у внутри

импульса, а площадь осциллограммы - пропорциональна девиации частоты Afg (Afg y ги) принимаемого ЛЧМ-сигнала. При этом наличие положительного прямоугольного импульса на экране ЭЛТ 5

свидетельствует о приеме именно ЛЧМ-сиг- нала, частота которого изменяется по линейно-возрастающему закону.

Для визуальной оценки основных параметров принимаемого ЛЧМ- сигнала на экран ЭЛТ 5 наносится координатная частотно-временная сетка.

Если на вход устройства поступает широкополосный сигнал с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), частота которого изменяется по линейно-убывающему закону (фиг.4 а, 6)

Uc(t) Vc COS(2 Я fct -ЯутР+рс),

,

то на выходе первой дифференцирующей цепи 4 образуется отрицательный прямоугольный импульс (фиг.4г), который визуально наблюдается на экране ЭЛТ 5 (фиг.2б). Если на вход устройства поступает широкополосный сигнал сА. образным законом изменения частоты (фиг.5 а, б)

Uc(t)

Vc cos (2 ttfct + луt2 + pc) 0 S t Y,Ус-СОЗ (2 Я fct ny t2 +#:), у t ЈТи .

то на выходе первой дифференцирующей цепи 4 образуется двухполярный импульс (фиг.бг), который визуально наблюдается на экране ЭЛТ 5 (фиг.2в). Причем вид двух- полярного импульса (фиг.Бг) является признаком распознавания СЛЧМ-сигна- ла с -образным законом изменения частоты.

Если на вход устройства поступает широкополосный сигнал с образным законом изменения частоты (фиг.6 а, б)

Vc cos (2 я fct - Ttyt2 -f pc) , ,

Vc cos (2 nfct -f-яу t2 -f pc),

Ти

t ги,

то на выходе первой дифференцирующей цепи 4 образуется двухполярный импульс (фиг.бг), который визуально наблюдается на экране ЭЛТ 5 (фиг.2г).

Если на вход устройства поступает широкополосный сигнал с квадратичной частотной модуляцией (КЧМ), частота которого изменяется по линейно-возрастающему закону (фиг.7а, б),

Uc(t)Vc cos (2 л-fct +jryt3 +рс),

О t ги ,

то на выходе первой дифференцирующей цепи4образуется видеоимпульс в виде прямоугольного треугольника (фиг,7г), который визуально наблюдается на экране ЭЛТ 5 (фиг.2д).

Если на вход устройства поступает широкополосный сигнал с квадратичной частотной модуляцией (КЧМ), частота которого изменяется по линейно-убывающему закону (фиг.8а, б)

15

Uc (t) Ц COS (2 Я fct - ЯуГ3 + рс) ,

,

5

0

5

0

5

0

5

то на выходе первой дифференцирующей цепи 4 образуется видеоимпульс в виде прямоугольного треугольника (фиг.бг), который визуально наблюдается на экране ЭЛТ 5 (фиг.2е). Причем видеоимпульс в виде прямоугольного треугольника является признаком распознавания КЧМ-сигнала.

Таким образом предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает не только визуальную оценку и регистрацию параметров широкополосных сигналов с линейной частотной модуля- цией, частота которых изменяется по линейно-возрастающему закону, но и визуальную оценку и регистрацию вида частотной модуляции и параметров широкополосных сигналов с линейной частотной модуляцией, частота которых изменяется по линейно- убывающему закону, широкополосный сигнал с симметричной линейной частотной модуляцией и с квадратичной частотной модуляцией, частота которых изменяется по возрастающему и убывающему законам.

Тем самым функциональные возможности устройства расширены.

Формула изобретения

Индикаторное устройство, содержащее последовательно соединенные приемную систему, широкополосный усилитель, частотный детектор, первую дифференцирующую цепь и вертикально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки, горизонтально-отклоняющие пластины которой подключены к выходу второй дифференцирующей цепи через генератор развертки, амплитудный детектор, отличающее- с я тем, что, с целью расширения видов визуально анализируемых сигналов с частотной модуляцией, выход широкополосного усилителя через амплитудный детектор соединен с входом второй дифференцирующей цепи.

а

S

В

UcftJ

о

ж

Фиг.З

сН

фиг. 2

Исф

Фиг. 4

№)

О/

К

и

Ј -

€«ь

ч

Фиг.5

Фиг. 6

ж и-сЮ

Ж

Фиг.7

Ж

$иг.8