Устройство для измерения частоты радиоимпульсных сигналов Советский патент 1979 года по МПК G01R23/02 

1

Изобретение относится к области ра/диотехникя и может быть использовано в устройствах, осуществпяющйх HSfvfepeHHe частоты радиоимпупьсных сигналов, автоматическую подстройадг частоты и в вру- гиж устройствах подобного назначения.

Известны устройства измерения частоты радиосигналов, основанные ла автоматической подстройке частоты ИД

Одно из известных устройств обеспечивает измерение частоты радиосигнапа путем перестройки высокочастотного генератора. Такое устройство содержит смеситель, частотный дискриминатор и накопительный конденсатор, в цепь разряда которого для увеличения эффективности действия подстройки вкшочен вентиль, уп равляемый входным сигналом. Этим фик- сируется частота управляемого генератора на время пропадания измеряемого радиосигнала на входе устройст&а Г1|о

Недостатком устройства явпяетст то, управлающее напряжение зависит от скв1ажности входного сигнала и стабил

нос1й характер ИСТЕКИ частотного AEicKpR- мннатора, ограничивает возможность попученна высокой точности резупьтата нзмеренняо

Hat56onee близким по технической ности 51вляется устройстзо, теалЕзующее споооб автоматической регулйроакк час- тоты содержащее поспедоватекьЕО совДй ненные-управяяемь и Генераторг смеситепЬ усилите ь промежуточной частоты, комь«5татор Е частотньй разлйчительэ а так-же детэЕтс-р, вход которого пошшючен к ет рому выходу усилителя промежуточной чаеготы, н етаяонкый генератор, подключенный ко втopo J входу коммутатора {2,

Высокая точность измерениз несущей частоты для сяучая радиоимпуяьсных сиг. налов не быть реализована шзвест-ным устройствоfvfj. так как s нем схема с|юрмцроБаная ступенчатых астатйчкых saрактериспйк а частотный раапачнтель BS обеспечивают Кбо6ходамъ5й динамический диапазон импульсных харак-тернстйк модулированного взсойкого с €гнапаг Цепь предпагаемого изобретения - повышение точности измерения частоты радиоимпульсных сигналов в широком диапа зоне изменения длительности и скважности этих сигналов, Она достигается тем, что в устройство измерения частоты радиоимпупьсных сигналов, содержащее последовательно .соединенные управляемый генератор, смеситель, усилитель промежуточной частоты коммутатор и частотный разпичитель, а та;1же детектор, вход которого -подключе к второму выходу усилителя промежуточной частоты и эталонный генератор, подключенный ко второму входу KOMNtyTaTOpa, дополнительно введены подключенные к входу детектора последовательно соединенные синхронизатор, селектор режимов, формирователь контрольного сигнал первый реверсивный счетчик, преобразова тель код-напряжение калибровки, своим выходом подключенный к второму входу частотного-различитепя, а также анализат сигнала расстройки. Входы которого связаны с выходами частотного различителя и со вторым выходом селектора режимов нормализатор, своим входом подключенный к третьему его выходу, а выходом - к KOMMyiaTopy, блок обнуления, включенный между четвертым выходом селектора режимов и третьим входом частотного ра пнчитепя, второй и третий реверсивные счетчики, подключенные к первым выходам анализатора сигнала расстройки, два преобразоватеяя код-напряжение, включенные между вторым и третьим реверсивными счетчиками и входами управляемого I генератора, электронно счетный частотомер, входы которого связаны с выходом управляемого генератора и вт рым выходом анализатора сигнала расстройки, третий выход; которого подключен к третьему входу частотного различителя, и блок предварительной установки частоты, подключенный к второму вхо ду второго реверсивного счетчика, причем вторые входы первого реверсивного счетчика связаны с выходами частотного различителя, второй вход нормализатора- с выходом синхронизатора, а четвертый вход коммутатора с выходом формирователя контрольного сигнала,причем частотный разделитель выполнен в виде двух каналов, ктждый из которых состоит из последовательно соединенных резонансного усилителя,детектора, расширителя, из последовательно соединенных порог э вого блока и видеоусилителя и компаратора, входы которого подкгаоче5ЕЫ к выходам расширителей, а выходы к первым входам пороговых блоков, вторые входы которых связаны с выходом анализатора сигнала расстройки,своими входами подключенного к выходам видеоусилителей, при этом вторые входы расширителей подключены к выходу блока обнуления, первые входы резонансных усилителей к выходу коммуТАтора, а вторые входы - к выходу пре код-напряжение калибровки. образователя На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - структурная схема част тного раэличителя, входяшего в его схему. Предлагаемое устройство (фиг, l) содержит частотный различитель 1, детектор 2, нормализатор 3, управляемый генератор 4, подключенный к смесителю 5 УПЧ с АРУ усилитель 6 промежуточной частоты с автоматической регулировкой уснле-ния, эталонный генератор 7, к выходу которого подключен коммутатор 8, ситароннзатор 9, подключенный ко входам нормализатора 3 и селектора 10 режимов,электронно-счетный частотомер 11, формирователь 12 контрольного сигнала, устройство 13 обнуления, устройство 14 предварительной установки частоты генератора, анализатор 15 сигналов расстройки. Выходы частотного различителя 1 подключены к преобразователю 16 код-напряжение ПКН калибровки через реверсивный счетчик 17, а к ПКН-точного 18 и ПКН -грубого 19каналов через анализатор 15 сигналов расстройки и соответствующие реверсивные счетчики 20 и 21. Частотный разпичитель 1 (фиг. 2) состоит из компаратора 22 резонансных усилителей 23 и 24, детекторов 25 и 26, расширителей 27 и 28, пороговых устройств 29 и 30 и видеоусилителей 31-32, Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом. Устройство 14 предварительной установки частоты устанавливает частоту уп-ь равляемого генератора 4 через реверсивный счетчик 21 и ПКН - грубого 19 канала на значение где i у - номинальное значение измеряемой частоты заполнения р/имлульсного сигнала, fQ - частота эталонного генератора, П - номер гармоники частоты Измеряемый радио импульсный сигнап с частотой заполнения f смешивается на смеситепе 5 с частотой управления генерьтора .C выхода смесителя 5 сигнап с частотой заполнения f. (преобразователь-частота поступает на вход усилителя промежуточной частоты (УПЧ) и АРУ 6, настроенного на частоту (fg) эталонного генератора 7, С выхода УПЧ 6 сигнал поступает на один иэ входов коммутатора 8. С другого выхода УПЧ 6 сигнал поступает на вход синхронизатора 9, С выхода синхронизатора . 9 видеоимпуль ный сигнал, повторяющий посылку измеряемого радиоимпульсного сигнала, поступает на один из входов нормализатор 3 и на вход селектора 10 . Пер вый импульс посылки переключает селектор 1О режимов в режим измерения частоты входного сигнала. При этом с одного из выходов селектора Ю режимов на второй вход нормализатора 3 под.ется строб-импульс измерения. С выхода нормализатора видеоимпупьсный сигнал, нормализованный по длительности посылки, по длительности импульсов в посьшке и по расстановке импульсов в посылке, поступает на один из управляющих входов коммутатора 8. С выхода коммутатора 8 радиоимпульсный сигнал с частотой запол нения f мр, нормапизованный по дпитепьности nocbiiiKHj по длительности импульсо в посьшке и по расстановке импульсов в посьшке, поступает на входьт усилителей 23, 24 частотного различителя (фиг« 4), С выходов усилителей 23, 24 радиоимпупьсные сигналы, амплитуда которых зависит от частоты im поступают на входы детекторов 25, 26 частотного разпичителя. С выходов детекторов 25, 26 видеоимпульсные сигналы поступают на входы расщирителей 27, 28,на вторые входы которых поступает сигнал, определяющий длительность расширенного импул са, с устройства 13 обнуления, управляемого от с еле кто pal О режимов. Таким офазом, на выходах расширителей 27, 28 частотного разпичителя появляются вйдеоимпульсные сигналы, амплитуда кото рых зависит от частоты f р , причем при f др в f о амплитуда их на выходах расширителей одинакова. При f пр 1 амплитуда на выходе расширителя 27 больше, а при fnp f о -меньше, чем амплитуда видeoи fflyльcoв на выходе расширителя 28 С выходов расширителей 27, 28 сигналы поступают на вход компаратора 22, где они сравниваются. В выходов компаратора 22 сигналы поступают на входы пороговых устройств 29 и 30, определяющих ширину зоны нечувствительности. С выходов пороговых устройств 29, 30 сиг- налы поступают на входы видеоусилителей 31, 32. Таким образом, для каждого радиоимпульса нормализованной пачки радиоимпульсов с частотой заполнения f«р, поступающей на входы усилителей 23, 24, в зависимости от соотношения его частоты эталонного заполнения и частоты генератора, вырабатывается нормализованный по длительно,сти и по амплитуде видеоимпульс либо на выходе видеоусилителя fp), либо на выходе видеоусили31 (fnf 32 () При fpp при значениях „р, близких к fo зоны нечувствит-ёльности, определяемой пороговыми устройствами 29, ЗО), нормализованный видеоимпульс не вырабатывается ни на выходе видеоусилителя 31, ни на выходе видеоусилителя 32. С выходов видеоусилителей 31, 32 сигналы поступают на анализатор 15 сигналов рас стройки, на третий вход которого поступает сигнал с селектора 1О режимов, причем сигналы с выходов видеоусилителей и с выхода селектора режимов совпадают по времени. Анализатор 15 сигналов расстройки передает сигналы с выходов видеоусилителей 31, 32 на входы реверсивного счетчика 21, который изменяет свое состояние от сигналов расстройки. К выходам реверсивного счетчика подключен JIKH 19 грубой настройки, выходное напряжение которого черезварикап изменяет частоту управляемого генератора 4 таким образом, что значение|5,рПриближается к значению . Таким образом, производится перестройка управляемого генератора от импульса к импупьсу с большой дискретностыо до тех пор, noKaf p не попадет в зону нечувствительности по- роговых устройств: 29, ЗО. При этом анализатор 15 сигналов расстройки подает команду на сужение зоны нечувствительности пороговых устройсгтв и передает сигналы с выходов видеоусилителей 31, 32 на входы реверсивного счетчика 2О, который через ПКН 18 .точного канапе изменяет частоту управляемого генератора и с малым дискретом. Таким образом продолжается настройка управляемого генератора до тех лор, пока значение pHe попадет в зону нечувствитепьнооти пороговых устройств. При этом анализатор сигнапов расстройки выдает команду на 8пектроннО СЧ8тиый частоток«ер 11, ко торый измеряет час-готу rs нератора 4, Измеряемая частота f у рассч ггьшает ся по формуне f -n--f -i X f - f J Дл,я увепичения точности иаыерекия частотный разакчятвпъ 1 охвачен систе-мой автоматическо подстроШсПд которея производит калибро.&1гу частотной йар.актеристики разпичнтеля в проме- между посыпка и квмеряемого сиг нала. По окончании ре.жима. измерения сепектор Ю релшкюз перекшочается на режим капиброБкн при этом с выкопа селектора режимов подается строб Им пульс калибровки на вход с|адрм«розат-еия 12 контропьного сигпатьа, ДлитепБность Т строб-имгЕупьса калибровки вьбкрце сй таким образом, что Т Т и к кгот . где Т j;j Дпигепьность строб-нмлупьса измерения Т ; длител дность строб--ампульса кадкбровкИэ vtlin 1инимапьный перяод снедове ния Езмеряемого еигнапаа G выхода.формиройатепя 12 коктропьь ного сигнала цосьиша Вйдеоиштуньсов пос улает на второй упразпяющяй вход KOMf-fyTaixspa 8 н на один кз вкодоз равв сЕВНого счетчика 17 С выхода коммута тора радиои щупьспый сигнап с часЮтой sanoKHeHttH IQ ггостукает на вход част отного раапичителя 1. Пру наличии расстрой Si характеристики частотного различите -лл на выходе сан его из Еидеоусилнтв лвй 31, 32 появится сигнал расстройки, которьгй через раверсквньп с ютчнк 17 а . ПКН 16 калибровки проиэаодйт подстрой ку резонансных усинйтеяей 23 24 до-те пор 5 пока сагная расстройкам на выходах видеоусклйтепЗй 31, 32 не исчезнет. Ф о р J у д а изобретени 1о Устройство дгш asNiepsjitifi час-РС-ты раДйСйм-пупьсньзх сигнапов5 содержащее юсггедойате)1Ьно соединенные управляемый генератор, смеситепь усниитэнь прф .Je;йyro-aIioй частоты, комм;ута-тор и часготкый -ра-зийчнтень, а. такзке детектор-j йкод которого под сшочэн к второму выкб цу уснпителя промеж -точной час-тоть, н 8танога ый генератор, подкшоченный ко ETOpotvfy входз комк п/таторвз о т л и ч а10 ш. е е с я тем чтО; с цепью повышения точности измерениЯа в него допочни тепыю введены подключенные к выходуяетектора поспедоватепьно соединенн ге снюфопизатор, селектор режимов, фор.лироватепь контрольного сигиапа, первый рэверсйвгаи счетчик, преобразователь код--напрягкение калибровки, своим выхо- /j.osvj подкшоч,енный к второму входу частотного разничителя, а таюке анализатор скгнаяа расстройки, входы которого связаны с выходами частотного разлкчителя и со вторым выходом селектора режимов, нормализатор, своим входом -подключенный к третьему его выходу, а выходом - к KOMj/fyTBTOpy, блок обнуления, включенный 1-лэ;шзу четвёртым выходом селектора режимов и третьим входом частотного разли iHT-enSj второй и третий реверсивные счетчики уподювоченные к первымвыходам -анализатора сигнала расстройки, двд пре образователя код-напряжение, включенные меунцу вторым и третьим реверсйвныия счетчиками я входами управляемого генератора, электронно-счетный Часто оMSps B70/Tbi которого СВЯЗВНЫ С ВЫХОДОМ управляемого генератора и вторым цоьл анализатора сигнала расстройки. тре тай выход которого подютючен к третьему входу частотного равличйтеля, и блок предваратепьной установки частоты, под- к второму входу второго р8вер сивного счетчйка, при stoM вторые входв первого реверсивного счетчика связаны с выходами частотного различитепя, второй вход нормапизатора - с выходом синхронизатора. а четвертый вход коммутатора™ с выходом формироБателя контропьного с-щ--напво 2, Устройство по Пе1, о т н и ч а юЧ; е е с я тем, что частотный различатепь выполнен в виде двух каналов, кшкдый из которых состоит из последовательно соединенных резонансного усилителя, де TeKTOpaj расширитепя, из последоваТепьно соединенных порогового бпока и видеоусипителя, и компаратора,, входы кото рого подключены к выходам расширителей, а выходы - к первым входам пороговых блоков, вторые входы которых связакы с выходом анализатора сигнала paccrtpoEK своими входами подключенного к выходам ВЕдеоусипитепейе при этом вторые входы расширитеяей лодкшочены к выхо/ бпока об ушнияг первые входы } езопансйых

усилителей - к-выходу коммутатора, а1. Патент Японии кп 9б(7) с 21,

вторые входы - к выходу преобразователя,№462О ааявп. 30,10.59, опубл. 25,04.63, код-напряженяе калибровки.

Источники информации, принятые во2, Патент Японии кл, 96(7 с. 21,

внимание при экспертизе:5№22229,8аявл, 10.08.6О, опубл. 08,10.64.

/л

гг