Индикаторное устройство Советский патент 1993 года по МПК G01D7/10 

Предлагаемое устройство относится к индикаторным и регистрирующим приборам и может использоваться для индикации быстро изменяющихся процессов, в частности, для визуального и автоматического анализа и регистрации параметров сложных сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией(ЛЧМ-МФМн).

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем автоматического измерения и регистрации основных параметров принимаемого сигнала с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией.

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства.

Индикаторное устройство содержит генератор 1 развертки, первую ЭЛТ2, антенну 3, широкополосный усилитель 4, частотный детектор 5, первую дифференцирующую цепь 6, вторую дифференцирующую .цепь 7, смеситель 8, усилитель 9 промежуточной частоты, первый ключ 10, первый умножитель 11 частоты на восемь, первый полосовой фильтр 12, первый делитель 13 частоты на восемь, второй полосовой фильтр 14, п еремножитель 15, третий полосовой фильтр 16, второй умножитель частоты 17 на восемь, четвертый полосовой фильтр 18, второй делитель 19 частоты на восемь, пятый полосовой фильтр 20, фазовый детектор 21, фильтр 22 нижних частот, формирователь 23 управляющего сигнала, элемент 24 управляемой задержки, обнаружитель 25, элемент 26 задержки, второй ключ 27, блок 28 поиска, гетеродин 29, второй частотный детектор 30, фазовращатель 31 на 90°, генератор 32 опорного напряжения, вторую 33 и третью 34 ЭЛТ, узкополосный фильтр 35, амплитудный детектор 36, .генератор 37 счетных импульсов, первый . однополярный вентиль 38, первый 39 и втр- рой 40 элементы совпадения, первый 41 и второй 42 счетчики, первый формирователь 43 импульсов, блок 44 регистрации, усилитель-ограничитель 45, третью дифференцирующую цепь 46, второй однополярный вентиль 47, фазоинвертор 48, третий 49 и четвертый 50 элементы совпадения, реверсивный счетчик 51 и третий счетчик 52, . .Устройство работает следующим образом. Просмотр заданного диапазона частот Дг осуществляется с помощью блока 28 поиска, который периодически с периодом Тп по пилообразному закону изменяет частоту гетеродина 29. Одновременно блок 28 поиска формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 33 с линейной разверткой, которая используется как ось частот, причем ее длина соответствует полосе обзора заданного диапазона частот. . .

Принимаемый сигнал с комбинированной линейной частотной модуляцией и мно- гократной фазовой манипуляцией, поступающий с приемной антенны 3, проходит через широкополосный усилитель 4 на смеситель 8, на который подается также на0 пряжение линейно изменяющейся частоты с гетеродина 29. Смеситель 8 формирует напряжение комбинационных частот, подаваемые на усилитель 9 промежуточной частоты.

5 Усилитель 9 промежуточной частоты выделяет напряжение промежуточной частоты, поступающее в обнаружитель 25 на первый измеритель 55 ширины спектра и на третий умножитель 56 частоты на восемь,

0 воздействующий на второй измеритель 57 ширины спектра. Так как напряжение первого измерителя 55 ширины спектра превы-. шает напряжение второго измерителя 57 ширины спектра, то блок 58 сравнения фор5 мирует положительный импульс, поступаю- .. щий на пороговый блок 59, в котором происходит его сравнение с пороговым напряжением.

В случае обнаружения принимаемого

0 сигнала пороговый блок 59 обнаружителя 25 вырабатывает постоянное напряжение, которое посту зет на вход блока 28 поиска, переводя его в режим остановки, на вход элемента 26 задержки, на управляющие

5 входы первого и второго ключей 10 и 27, открывая их, и на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 33. С этого момента вре- мени просмотр заданного диапазона частот Дг и поиск сигналов прекращаются на время

0 визуального анализа основных параметров/ обнаруженного сигнала, которое определя- . ется элементом 26 задержки. При этом на экране ЭЛТ 33 образуется импульс, положение которого на горизонтальной развертке

5 определяет начальную несущую частоту обнаруженного сигнала.

При прекращении просмотра заданного диапазона частот усилитель 9 промежуточной частоты выделяется напряжение, кото0 рое через открытый первый ключ 10 поступав на первый умножитель 11 частоты на восемь. Напряжение, формируемое первым умножителем 11 частоты на восемь, выделяется первым полосовым фильтром 12 и

5 поступает на первый делитель 13 частоты на восемь. Напряжение первого делителя 13 частоты на восемь, представляющие собой, сигнал с линейной частотной модуляцией на промежуточной частоте, выделяется вторым полосовым фильтром 14 и-поступает на частотный детектор 5, вырабатывающий видеоимпульс, форма которого соответствует закону линейной частотной модуляции.

Видеоимпульс частотного детектора 5 поступает на первую дифференциальную цепь 6, вырабатывающую импульс, подаваемый на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 2 и на вторую дифференцирующую цепь 7, формирующую короткие разнопо- лярные импульсы. При этом положительные импульсы первой дифференцирующей цепи 7 запускают генератор 1 развертки, а отрицательные импульсы закрывают его. Пилообразное напряжение, формируемое генератором 1 развертки, поступает на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ 2, на экране которой появляется импульс, длительность которого пропорциональна длительности принимаемого сигнала. При этом амплитуда пропорциональна скорости изменения частоты внутри импульса, а площадь осциллограммы - девиации частоты принимаемого сигнала.

Напряжение, выделяемое вторым полосовым фильтром 14, подается также на информационный вход элемента 24 управляемой задержки, воздействующего на переч жожитедь 15, на который поступает напряжение промежуточной частоты с усилителем 9 промежуточной частоты. Перемножитель 15 вырабатывает напряжение биений, которое представляет собой сигнал многократной фазовой манипуляции на частоте биений. Напряжение биений перемножителя 15 выделяется третьим полосовым фильтром 16 и поступает на второй умножитель 17 частоты на восемь. Второй умножитель 17 частоты на восемь через четвертый фильтр 18 воздействует на второй делитель 19 частоты на восемь, выраба- тывающий напряжение, которое представляет собой гармоническое колебаг ние на частоте биений. Напряжение второго делителя 19 частоты на восемь выделяется пятым полосовым фильтром 20 и поступает на фазовый детектор 21, на который подается опорное напряжение генератора 32 опорного напряжения. При этом фазовый детектор 21 формирует управляющее напряжение, амплитуда и полярность которого зависит от степени и направления отклонения частоты биений относительно частоты опорного напряжения генератора 32. Управляющее напряжение фазового детектора 21 выделяется фильтром 22 нижних частот и с помощью формирователя 23 управляющего сигнала воздействует на управляющий вход элемента 24 управляемой задержки.

Для визуальной оценки величины скачков фазы и кратности фазовой манипуляции принимаемого сигнала используется ЭЛТ 34, выполненная с круговой разверткой. 5 При этом круговая развертка формируется с помощью генератора 32 опорного напряжения, частота которого поддерживается равной частоте биений. Напряжение на частоте биений с третьего полосового фильтра 16

0 поступает через открытый ключ 27 на частотный детектор 30, формирующий последовательность коротких разнополирных импульсов, временное положение которых соответствует моментам скачкообразного

5 изменения фазы сигнала. При этом напряжение генератора 32 опорного напряжения поступает на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 34 непосредственно, а на ее горизонтально-отклоняющие пластины - че0 рез фазовращатель 31, обеспечивающий сдвиг на 90°, образуя на ее экране круговую развертку. Последовательность коротких разнололярных импульсов с частотного детектора 30 поступает на модулирующий

5 электрод ее электронного по яркости. При этом на экране ЭЛТ 34 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных по окружности. Количество точек определяет кратность фазовой мани0 пуляции, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемо- го сигнала.

Напряжение, выделяемое вторым полосовым фильтром 14, поступает на узкопо5 лосный фильтр 35, которым выделяется радиоимпульс, длительность которого определяется соотношением:

40

т Af/r,

где Af- полоса пропускания узкополосного фильтра;

у- скорость изменения частоты внутри импульса.

Образованный радиоимпульс поступает на амплитудный детектор 36, который выделяет его огибающую. Указанная огибающая поступает на первый вход элемента И 39, на второй вход которого подаются счетные импульсы с выхода генератора 37 счетных импульсов. На выходе элемента И 39 образуются счетные импульсы, количество которых пропорционально скорости у изменения частоты внутри импульса. Эти импульсы подсчитываются счетчиком 41 и регистрируются блоком .44 регистрации.

Прямоугольный импульс, пропорциональный длительности ти сигнала, с выхода дифференцирующей цепи 6 поступает на

первый вход элемента И 40, на второй вход которого подаются счетные импульсы с выхода генератора 37 счетных импульсов. На выходе элемента И 40 образуются счетные, им пульсы, .количество которых пропорционально длительности Гц принимаемого сигнала. Эти импульсы подсчитываются Счетчиком 42 и регистрируются блоком 44 регистрации. Счетные ймпулысы, пропорциональные у иг .одновременно поступают на входы формирователя 43 импульсов, где определяется в цифровом коде девиация частоты (ДРд у ТА,- которая также регистрируется блоком 44 регистрации.

Напряжение, выделяемое полосовым фильтром 16, через открытый ключ 27 поступает на вход усилителя-ограничителя 45, ко- торыи п реобразует сигнал с многократной фазовой манипуляцией в последовательность разнополярных импульсов прямоугольной формы, длительность которых определяется временными интервалами между моментами перехода через нулевой уровень указанного сигнала. Полученные прямоугольные импульсы с выхода усилителя-ограничителя 45 поступает.на первые входы элементов И 49 и 50 Причем на первый вход элемента И 50 прямоугольные импульсы через фазойнвертор 48. На вторые входы элементов / 49 и 50 подаются счетные импульсы с выхода генератора 37 счетных импульсов, Разность количества счетных импульсов, пропорциональная величине, скачков фазы, определяется реверсивным счетчиком 51 и регистрируется блоком 44 регистрации.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое измерение и регистрацию основных параметров принимаемого сигнала с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией (ЛЧМ-МФМн), Тем самым функциональные, возможности устройства расширены.

Ф о р м ул а изобретения .;, Индикаторное устройство, содержащее последовательно включенные антенну, широкополосный усилитель, смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, усилитель промежуточной частоты, первый ключ, второй вход которого соединен с выходом обнаружителя, первый умножитель частоты на восемь, первый полосовой фильтр, первый делитель частоты на восемь, второй полосовой фильтр, первый частотный детектор, первую дифференцирующую цепь, вторую дифференцирующую цепь; генератор развертки и горизонтально отклоняющие пластины первой электронно-лучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой

соединены с выходом первой дифференцирующей цепи, последовательно подключенные к выходу усилителя промежуточной частоты, перемножитель, второй вход которого через элемент управляемой задержки

соединен с выходом второго полосового фильтра, третий полосовой фильтр, второй умножитель частоты на восемь, четвертый полосовой фильтр, второй делитель частоты на восемь, пятый полосовой фильтр, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, фильтр нижних частот и формирователь управляющего сигнала, выход которого соединен с вторым входом элементауправляемой-задержки, последовательно подключенные к выходу усилителя промежуточной частоты обнаружитель, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, генератор пилообразного напряжения и горизонтально отклоняющие пластины второй электронно-лучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом обнаружителя, а - также последовательно подключенные к выходу генератора опорного напряжения фа- зовращатеяь на 90° и горизонтально отклоняющей пластины третьей ялектронно-лучевой трубки, вертикально отклоняющие пластины которой соединены с выходом генератора опорного напряжения, а модулирующий электрод через последовательно включенные второй ключ и второй

-частотный детектор соединен с выходами

третьего полосового фильтра и обнаружителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

расширения функциональных возможно- . стей путем автоматического измерения и регистрации основных параметров принимаемого сигнала с комбинированной линей- ной частотной модуляцией и многократной

фазовой манипуляцией, в него введены узкополосный фильтр, амплитудный детектор, генератор счетных импульсов/первый и второй однополярные вентили, первый, второй,

третий и четвертый элементы совпадения, первый и второй счетчики, первый и второй формирователи импульсов, блок регистрации, усилитель-ограничитель, третья диффе- ренцирующая цепь, фазойнвертор,

реверсивный счетчик, третий счетчик соединен с выходом первого счетчика, причем к выходу второго полосового фильтра последовательно подключены узкополосный фильтр, амплитудный детектор, первый эле- мент совпадения, первый счетчик, первый

формирователь импульсов и блок регистрации, второй вход которого соединен с выходом первого счетчика, к выходу первой дифференцирующей цепи последовательно подключены второй элемент совпадения и второй счетчик, выход которого соединен с вторым входом первого формирователя импульсов и с третьим входом блока регистрации, вторые входы первого и второго элементов совпадения через генератор счетных импульсов соединены с выходом второй дифференцирующей цепи, вторые входы первого и второго счетчиков через первый однополярный вентиль соединены с выходом второй дифференцирующей цепи, к выходу второго ключа последовательно подключены усилитель-ограничитель, третий элемент совпадения и реверсивный счетчик, к выходу усилителя-ограничителя.

последовательно подключены фазоинвер- тор и четвертый элемент совпадения, выход которого соединен с вторым входом реверсивного счетчика, к выходу усилителя-ограничителя последовательно подключены третья дифференцирующая цепь и второй однополярный вентиль, выход которого соединен с третьим входом реверсивного счетчика, вторые входы третьего и четверто0 го элементов совпадения соединены с вторым выходом генератора счетных импульсов, к выходу второго частотного детектора последовательно подключены третий счетчик, второй вход которого соединен

5 с выходом первого однополярного вентиля и второго формирователя импульсов, второй вход которого соединан с выходом второго счетчика, а выход подключен к пятому входу блока регистрации.

Изобретение относится к приборостроению w .может использоваться для индикации быетроизменяющихся процессов. Цель - расширение функциональных возможностей путем автоматического измерения и регистрации основных параметров принимаемого сигнала с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией. Устройство содержит генератор 1 развертки, первую ЭЛТ 2, антенну 3, широкополосный усилитель 4, первый частотный детектор 5, первую и вторую дифференцирующие цепи 6 и 7, смеситель 8, усилитель 9 промежуточной частоты, первый ключ tO, первый умножитель 11 частоты на восемь, первый полосовой фильтр 12, первый делитель 13 частоты на восемь, второй полосовой фильтр 14,.перемножитель 15, третий полосовой фильтр 16, второй умножитель 17 частоты за восемь, четвертый полосовой фильтр 18, второй делитель 19 частоты на восемь, пятый полосовой фильтр 20, фазовый детектор 21, фильтр 22 нижних частот, формирователь 23 управляющего сигнала, элемент 24 управляемой задержки, обнаружитель 25, элемент 26 задержки, второй ключ 27, блок 23 поиска, гетеродин 29, второй частотный детектор 30,фазовращэтель31 на90 град., генератор 32 опорного напряжения, вторую и третью ЭЛТ 33 и 34. узкополосный фильтр 35, амп- . литудный детектор 36, генератор 37 счетных импульсов, первый однополярный вентиль 38, первый и второй элементы 39 и 40 совпадения, первый и второй счетчики 41 и 42, первый арифметический блок 43, блок 44 регистрации, усилитель-ограничитель 45, третью дифференцирующую цепь 46, второй однополярный вентиль 47, фазоинвер- тор 48, третий и четвертый элементы 49 и 50 совпадения, реверсивный счетчик 51, третий счетчик 52 и второй арифметический блок 53. 1 ил. w fe 00 00 ел со о