Индикаторное устройство Советский патент 1993 года по МПК G01D7/10 

Предлагаемое устройство относится к индикаторным приборам и может использоваться для индикации быстро изменяющихся процессов, в частности для визуального анализа и регистрации параметров сигналов с линейной частотной модуляцией

(лчм).. : л- ..;/;

Известны индикаторные устройства.

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является индикатор-, ное устройство, которое имеет сложную техническую реализацию. Кроме того, оно не обеспечивает возможности точной визуальной оценки основных параметров принимаемого сигнала с ЛЧМ на фоне шумов и помех/

Целью изобретения является упрощение устройства. .

Цель достигается тем, что в устройство введены блок вычитания, через который выходи первого и второго усилителей промежуточной частоты (УПЧ) соединены с входом частотного детектора, и элемент задержки, включенный между выходом широкополосного усилителя и вторым входом второго смесителя, первый вход которого соединен с вторым выходом гетеродина непосредственно.- -;

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,ч . -..,../

Индикаторное устройство содержит приемную антенну 1, широкополосный усилитель 2, линию 3 задержки, гетеродин А, первый и второй смесители 5 и б, первый и второй УПЧ 7 и 8, блок 9 вычитания, частотный детектор 10, первую и вторую дифференцирующие цепи 11 и 12, генератор 13 развертки и ЭЛТ 14. Причем к выходу приемной антенны 1 последовательно подключены широкополосный усилитель 2, смеситель 5, второй вход которого соединен с первым выходом гетеродина 4, УПЧ 7, частотный детектор 10, дифференцирующая цепь 11, дифференцирующая цепь 12, генератор 13 развертки и горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ 14, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом дифференцирующей цепи 11. К выходу широкополосного усилителя 2 последовательно подключены линия 3 задержки, смеситель 6, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина 4, и УПЧ 8, выход kbtoporo соединён с вторым входом блока 9 вычитания.

Устройство работает следующим образом;. : ;- ; -;-. -.

Принимаемый сигнал с ЛЧМ

Uc(t) Vc COS(2 К fct + ТСY Г + рс),

,

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

TVt

скорость изменения частоты

внутри импульса; .

А тд девиация частоты, с выхода приемной антенны 1 через широкополосный усилитель 2 поступает на первый вход первого смесителя 5 и на вход линии 3 задержки, на выходе которой образуется сигнал .--

Ui(t) Uc(t - Г3) Vc -cos 2 пfc(t -Г3) +

+ Л У (t - Тэ)2 + , 0 t Ги,

где Гз - время задержки линии 3 задержки. Этот-сигнэл поступает на первый вход второго смесителя 6. На вторые входы смесителей 5 и 6 с выходов гетеродина 4 подается напряжение

Ur(t) (27tfrt+yjr).

где Vr, fr, -амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина.

На выходах смесителей 5 и 6 образуются напряжения

Unpi(t) Vnp -cos (2 jrfnpt + лгу t2 + ipnp);

Unp2(t) Vnp COS 2 Jt fnp(t - T3) + Пу (t - Гэ)2 + np 0 t Ги,

rfleVnp -l-K-Vc-Vr;

К - коэффициент передачи с месител й.: .- ,.. .

fnp fc- r-промежуточной частоты;

Р фг.: Напряжение Unpi(t) выделяется УПЧ 7 и поступает на первый вход блока 9 вычитаНИЯ ;; : ;/ . . /

Частота (Оо напряжения Unp2(t) опреде- ляется выражением

(Оа- - 1 П fnpt - 2 П fnp Тз + y(t - Т3)2+

+ np 2jrfnp+2лу(1-г3).

Величина.задержки гэ выбирается такой, чтобы преобразованный по частоте ЛЧМ сигнал Unp2(t) не попадал в полосу пропускания УПЧ 8.

Напряжения шумов и помех при этом попадают в полосу пропускания УПЧ 8. В полосу пропускания УПЧ 7 попадают шумы, помехи и преобразованный по частоте сигнал Unpi(t). В результате операции вычитания на выходе блока 9 вычитания осу- it ествляется компенсация шумов и помех. Степень компенсаций зависит от величины г; и тем больше, чем меньше велич.ина Т3.

Преобразованный по частоте ЛЧМ сиг- н ал Unpi(t)(. 2а). значительно очищенный о шумов и помех, с выхода блока 9 вычита- н 1я поступает на вход частотного детектора 10, на выходе которого образуется видеоим- п льс(фиг. 26), форма которого соответству- е закону ЛЧМ. Указанный видеоимпульс с в 1хода частотного детектора 10 поступает н з вход дифференцирующей цепи 11, выходной импульс (фиг. 2в) которой подается на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 14 и на вход дифференцирующей цепи ife. На выходе дифференцирующей цепи 11 образуются короткие разнополярные ипульсы (фиг, 2г). Причем положительном коротким импульсом запускается, а о рицательным коротким импульсом закрывается генератор 13 развертки. Сформированное пилообразное напряжение (фиг. 2д) используется в качестве напряжения развертки и поступает на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ 14. На экране ЭЛТ

14 образуется импульс (фиг. 2в), длительность которого пропорциональна длительности Ги принимаемого ЛЧМ сигнала, амплитуда пропорциональна скорости изменения частоты у внутри импульса, а площадь осциллограммы пропорциональна девиации частоты А тд (Дтд у ги) принимаемого ЛЧМ-сйгнала.

Для визуальной оценки основных параметров принимаемого ЛЧМ-сигнала на экран ЭЛТ 14 наносится координатная частотно-временная сетка.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом упрощает и повышает точность визуальной оценки

основных параметров принимаемого сигнала с ЛЧМ. Причем повышение точности визуальной оценки основных параметров принимаемого сигнала с ЛЧМ достигается за счет компенсации шумоЁ и помех. Степень компенсации зависит от величины за- держки т3 и тем больше, чем меньше гэ.

Фор.мула изобретения Индикаторное устройство, содержащее последовательно соединенные приемную антенну, широкополосный усилитель, пер- смеситель и первый усилитель промежуточной частоты, гетеродин, первый выход которого подключен к второму входу перво- гр смесителя, а второй выход соединен с первым входом второго смесителя, выход которого подключен к входу второго усилителя промежуточной частоты, последовательно соединенные частотный детектор, первую дифференциальную цепь, выход ко- тброй подключен к вертикально-отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки, вторую дифференциальную цепь, генератор, развертки и горизонтально-отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены блок вычитания, через который выходы первого и второго усилителей промежуточной частоты соединены с входом частотного детектора, и элемент задержки, включенный между выходом широкополосного усилителя вторим входом второго смесителя, первый вход которого соединен с вторым выходом гетеродина непосредственно.

V

i

fUn

Фис 2 :