Индикаторное устройство Советский патент 1993 года по МПК G01D7/10 

Изобретение относится к индикаторным и регистрирующим приборам и может использоваться для индикации быстро изменяющихся процессов, в частности для ви- .зуального и автоматического анализа м регистрации орновных параметров сигналов с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ).

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей Путем визуального и автоматического измерения основных параметров принимаемого сигнала с зигзагообразным законом ЛЧМ.

Структурная схема предлагаемого устройства представлена на фиг.1; временные диаграммы, поясняющие работу устройств ва, изображены на фиг.2 и 3.

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, генератор 8 развертки, третью дифференцирующую цепь 9, блок 10 стробирования, генератор 11 счетных импульсов, первый и второй.преобразователи

12 и 13 амплитуда - время, фазоинвертор 14, первый, второй, третий и четвертый элементы И 15, 16, 17 и 18, первый, второй, , третий и четвертый счетчики 19, 20, 21 и 22, арифметический блок 23, сумматор 24 и блок 25 регистрации. К выходу антенны 1 последовательно подключены широкополосный усилитель 2, частотный детектор 3, дифференцирующая цепь 4 и вертикально- отклоняющие пластины ЭЛТ5. горизонтально-отклоняющие пластины которой через последовательно включенные амплитудный детектор 6, дифференцирующую цепь 7 и генератор 8 развертки соединены с выходом широкополосного усилителя 2. К выходу дифференцирующей цепи 4 последовательно подключены дифференцирующая цепь 9, блок 10 стробирования, преобразователь 12 амплитуда - время, элемент И 15, счетчик 19 и блок 25 регистрации. К второму выходу блока 10 стробирования последовательно подключены преобразователь 13 амплитуда - время, элемент И 16 и счетчик 20, выход которого соединен с вторым входом блока 25 регистрации. К выходу дифференцирующей цепи 4 последовательно подключены

ч

w

Ё

00

Ј о со

элемент И 17 и счетчик 21, выход которого соединен с третьим входом блока 25 регистрации. К выходу дифференцирующей цепи 4 последовательно подключены фазоинвер- тор 14, элемент И 18. счетчик 22 и сумматор 24, выход которого соединен с четвертым входом блока 25 регистрации, пятый вход которого соединен с выходом счетчика 22, а шестой вход через арифметический блок 23 соединен с выходами счетчиков 19 и 21. Вторые входы элементов И 15-18 соединены с выходом генератора 11 счетных импульсов. Вторые входы счетчиков 19-22 соединены с выходом дифференцирующей цепи 7.

Индикаторное устройство работает следующим образом.

Принимаемый сигнал с Л-образным законом изменения частоты с выхода приемной антенны 1 через широкополосный усилитель 2 поступает на входы частотного 3 и амплитудного 6 детекторов. На выходе частотного детектора 3 образуется видеоимпульс (фиг.2а), форма которого соответствует закону изменения частоты. Указанный видеоимпульс с выхода частотного детектора 3 поступает на вход дифференцирующей цепи 4, на выходе которой образуется двух- полярный прямоугольный импульс (фиг.2б). Этот импульс поступает на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 5.

Амплитудный детектор 6 выделяет, огибающую сигнала (фиг.2в), которая поступает на вход дифференцирующей цепи 7. На выходе последней образуются короткие раз- нополярные импульсы (фиг.2г), Причем положительным коротким импульсом запускаются, а отрицательным коротким импульсом закрываются генератор 8 развертки и генератор 11 счетных импульсов, а также сбрасываются счетчики 19-22 на нулевое значение.

Сформированное пилообразное напряжение (фиг.2д) используется в качестве напряжения развертки и поступает на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ 5. На экране ЭЛТ 5 образуется импульс (фиг.2б), длительность которого пропорциональна длительности тн принимаемого сигнала, полярность пропорциональна углу наклона скорости изменения частоты внутри импульса, амплитуда пропорциональна величине скорости изменения частоты внутри импульса fy), а площадь положительной (AfA }Јта) осциллограммы пропорциональна девиации частоты Affl.

Для визуальной оценки основных параметров принимаемого сигнала на экран

ЭЛТ 5 наносится координатная частотно- временная сетка.

Разнополярный прямоугольный импульс (фиг.2б) с выхода дифференцирующей цепи 4 одновременно поступает на вход дифференцирующей цепи 9 и на первый вход блока 10 стробирования. На выходе дифференцирующей цепи 9 образуются ко- роткие разнополярные импульсы (фиг.2е), которые поступают на второй вход блока 10 стробирования и осуществляют стробиро- вание разнополярного прямоугольного импульса (фиг.2б). При этом на первом выходе блока 10 стробирования образуются поло- житёльные короткие импульсы 9фиг.2ж), амплитуда которых равна амплитуде положительного импульса, т.е. пропорциональна положительной скорости изменения . частоты yi принимаемого сигнала (фиг.2а). На втором выходе блока 10 стробир ования

образуется короткий положительный импульс (фиг.2з), амплитуда которого равна амплитуде отрицательного прямоугольного импульса (фиг.2б), т.е. пропорциональна отрицатёльной скорости изменения частоты уг принимаемого сигнала. Указанные импульсы преобразуются в блоках 12 и 13 (фиг.2и, к) в прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна их амплитуде.

Полученные импульсы поступают соответственно на элементы И 15 и 16, на вторые входы которых подаются счетные импульсы от генератора 11. Счетные импульсы с выходов элементов И 15 и 16 поступают на соответствующие счетчики 19 и 20. Количество счетных импульсов гп (фиг.2л) и П2 (фиг.2м) пропорционально скоростям у и yi изменения частоты внутри импульса (ni yi, 02 }). Измеренные значения yi и yi фиксируются в

блоке 25 регистрации на соответствующих входах.

С выхода дифференцирующей цепи 4 разнополярной прямоугольный импульс поступает на входы элемента И 17 и фазоинвертора 14. На выходе фазоинвертора 14 образуется напряжение (фиг.2н), которое поступает на вход элемента И 18. На вторые входы элементов И 17 и 18 поступают счетные импульсы от генератора 11 счетных импульсов. При этом счетчиком 21 подсчитывается количество пз счетных импульсов, пропорциональное длительности Г1 (фиг.2о). Счетчиком 22 подсчитывается количество гнсчетных импульсов, пропорциональное .длительности Т2 (фиг.2п). Указанные счетные импульсы фиксируются блоком 25 регистрации. Счетные импульсы щ (фиг.2л.) и пз(фиг.2н) с выходов счетчиков 19 и 21 одновременно поступают на два

входа арифметического блока 23, на выходе которого образуется количество импульсов ns пгх пз. пропорциональное девиации частоты Л тд (А тд yi т). Эти импульсы поступают на соответствующий вход блока 25 регистрации.

Счетные импульсы пз (фиг.2н) и ПА (фиг.2п) с выходов счетчиков 21 и 22 соответственно поступают на два входа сумматора 24, на выходе которого образуются счетные импульсы, количество которых пе пз + П4 пропорционально длительности ти сигнала. Эти импульсы с выхода сумматора 24 поступают на соответствующий вход блока 25 регистрации.

Аналогично работает устройство при прие.ме сигналов сообразным законом изменения частоты (фиг.З).

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечи- вает визуальное и автоматическое измерение основных параметров принимаемого ЛЧМ-сигнала не только с линейно возрастающим законом изменения частоты, но и с зигзагообразным законом ЛЧМ. Тем самым функциональные возможности устройства расширены.

Формула изобретения Индикаторное устройство, содержащее амплитудный детектор и последовательно включенные приемную антенну, широкополосный усилитель, частотный детектор, пер- вую дифференцирующую цепь и вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки, горизонтально отклоняющие пластины которой через генератор развертки соединены с выходом второй дифференцирующей цепи, последовательно подключенные к выходу второй дифференцирующей цепи генератор счетных импульсов, первый элемент И, первый счетчик, первый сумматор и блок регистрации, а также последовательно подключенные к выходу генератора счетных импульсов второй элемент И и второй счетчик, выход

.

которого соединен с вторым входом блока регистрации, третий вход которого соединен с выходом первого счетчика, отличающееся тем. что, с целью расширения функциональных возможностей путем визуального и автоматического измерения основных параметров принимаемого сигнала с зигзагообразным законом линейной частотной модуляции, в него введены третья дифференцирующая цепь, блок стробирова- ния, первый и второй преобразователи амплитуда - время, фазоинвертор, третий и четвертый элементы И, третий и четвертый счетчики и второй сумматор, причем к выходу широкополосного усилителя через амплитудный детектор подключена вторая дифференцирующая цепь, к выходу первой дифференцирующей цепи последовательно подключены третья дифференцирующая цепь, блок стробирования, второй вход которого соединен с выходом первой дифференцирующей цепи, и первый преобразователь амплитуда - время, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, второй выход блока стробирования через второй преобразователь амплитуда - время подключен к второму входу второго элемента И,0к выходу первой дифференцирующей цепи последовательно подключены третий элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, и третий счетчик, выход которого подключен к второму входу второго сумматора и к четвертому входу блока регистрации, к выходу первой дифференцирующей цепи последовательно подключены фазоинвертор, четвертый элемент И, второй вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, четвертый счетчик и первый сумматор, второй вход которого соединен с выходом третьего счетчика, а выход подключен к пятому входу блока регистрации, шестой вход которого соединен с выходом третьего счетчика, вторые входы счетчика соединены с выходом второй дифференцирующей цепи.

Фиг1/

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для индикации быстро изменяющихся процессов. С целью расширения функциональных возможностей путем визуального и автоматического измерения основных параметров принимаемого сигнала в устройство введены третья дифференцирующая цепь, блок стробирования, первый и второй преобразователи амплитуда - время, фазоинвертор, третий и четвертый элементы И, третий и четвертый счетчики и второй сумматор. 3 ил.