Измеритель частоты радиоимпульсных сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R23/00 

. . / . 1 . , Изобретение относится к области цифровой электро-измерительной техники и может найти применение при построении цифровых измерителей несущей частоты радиоимпульсных сигна лов . Известны цифровые частотомеры дл измерения частоты непрерывных и раДиОимпульсных колебаний, содержащие формирователь импульсов, элемент сравнения, генератор эталонной частоты, два счетчика импульсов, счетно- решаюшее устройство, цифровой ин дикатор 1 . Однако определение несущей частоты через длительность К периодов колебаний не представляется возможным, так как при этом необходимо, значительно повысить значение чяЬтб ты генератора эталонной частоты, что приводит к дополнительной погре ности, так как наибольшую стабиль.ность частоты генераторов эталонной частоты можно обеспечить в области средних частот. Измерение несущейчастоты за п радиоимпульсов в большинстве случаев невозможно, так.как это уменьшает быстродействие и приводит к потере «информации при изме нении несушей частоты радиоимпульсов . ., . . Известен измеритель частоты радиоимпульсных сигналов, содержащий формирователь импульсов, выход которого подключён к первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, селектор импульсов, первый вход которого подключен к выходу СВЧ генератора 2. Недостатком этого устройства яв- . ляется то, что оно не обеспечивает высокой точности измерения частоты заполнения в течение одного радиоимпульса в случае, когда длительность радиоимпульса короткая и число колебаний несущей частоты радиоимпульса невелико. Цель изобретения - повыаение точности измерения несущей частоты радиоимпульса. Для этого в измеритель частоты радиоимпульсных сигналов, содержащий формирователь импульсов, выход которого подключен к-первому входу блока управления, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, селектор импульсов, первый

ТЫЗд

вход которого, подключен к выходу СВЧ генератора введены расширитель временных интервалов и цифровой делитель, частоты, первый вход которого соединен с выходом селекУора импульоов, второй вход селейтора импульсов пОдключак через расширитель времен ных интервалов к первому выходу блока управления, второй выход которого соединен с вторым входбм цифрового делителя частоты.

На чертеже представлена структурная электрическая схема измерителя частоты радиоимпульсных сигналов.

Измеритель частоты радиоимпульсных сигналов содержит формирователь 1 импульсов, блок 2 управления, расширитель 3 временных интервалов, селектор 4 импульсов, цифровой делитель частоты 5, генератор б опорной частоты, СВЧ генератор 7 импульсов.

При малом количестве импульсов измеряемой частоты в радиоимпульсе устройство работает следующим образом.

Радиоимпульсы поступают на вход формирователя 1 с несущей частотой f. С вькода формирователя 1 на вход блока управления 2 поступаютпрямоугольные импульсы с той же частотой следования f. в первом такте измерения блок управления во время действия радиоимпульса формирует временной интервал.

При значениях входной частоты f/ намного меньших частоты f СВЧ генератора 7 при соизмеримых значениях входной частоты fx иобразцовой частоты э генератора б опорной частоты и при малом числе импуЛьсов 3 радиоимпульсе из последовательности импульсов fx блок управления 2 формирует временной интервал длитёльйостью Т где число импульсов в радиоимпульсе по моментам перехода через нуль колебаний частоты fx, а из последовательности импульсой fj генератора 6 опорной „, частоты - временной интервал Т2 f Временные интервалы Т и Tj последовательно, во времени через распредэЛитель временных интервалов 3 (с коэффициентом расширения равным в этом режиме 1) подаются на селектор 4 и. квантуются периодом выходных коттебаний СВЧ-генератора импульсов 7. ;При этом в цифровом делителе 5 чавтоты фиксируются коды чисел

r-f.-if-

При выполнении в цифровом делителе

js.niix

операции деления N , j, и при

,, кратном 10 получим

выборе

и„

код измеряемой частоты

N.

Операция деления N2/N-1 выполняетс я в цифровом.делителе 5 частоты. Результат измерения не зависит от стабильности частоты f генератора 7. Это дает возможность применения нестабильного СВЧ-генератора. Погрешность измерения частоты не превыиает суммарной погрешности дискретности при получении значений Nj( и N ПОСКОЛЬКУ r.4Il. о

fx ., -яг и S -4- -100% .

2, f т

9 Х

Путем выбора больших знач,ений произведений f-jri и погрешность измерений можно свести к минимально допустимой.

однако в случае, когда п мало, значения fg и f,i, большие, а fi ограничено быстродействием триггеров цифрового делителя 5, то временные

п..

интервалы и Ту .. подаются на расширитель временных интервалов 3 с коэффициентом расширения К Тогда в первом такте в цифровом делителе 5 зафиксируется код числа

fy-K-n. f,-KH

ы и Ng .- При ,

х fa

выполнении операции деления измеряемая частота определится из

выражения ...Ж. при краjHOM Ю, погрешность измерений не превышает суммы погрешностей составf f

ляющих : 00% и 1 И К 05% то есть уменьшится в К раз.

отсюда видно, что независимо от количества импульсов в радиоимпульсе погрешность измерения частоты в данном измерителе частоты радиоимпульсных сигналов значительно ниже погрешности измерения частоты в известном устройстве. Так, при fy 5 МГц, TO 1 мксек в известном устройстве погрешность измерения составит Sf- 100% 20%. в случае измерения,этой же частоты в данйом устройстве при коэффициенте расширения расширителя временных интервалов 3 равном 10, f- 10 МГц fg 1 МГц, выборе п 4, п 40 получим J

ч -NH ,, , ,,,:::.. ,-.,.v

Так как Н 4C1OO N, 8O.

Отсюда 5МГи,. , .,

Погрииность измерений составит ,, 1,275%, что намного менше погрешности известного устройства.

Число П2 выбирается по значению числа N-I, полученному в первом такте, так как в нем содержится информация о значении входной частоты f)( радиоимпульса. Коэффициент расширения К расширителя временных интервалов 3 должен быть стабильным лишь на время преобразования временных интервалов Т и Т2, его численное значение должно быть достточным для обеспечения заданной чувствительности преобразования при соответствующем значении частоты высокочастотного генератора импульсов 7.. ,

Таким образом, предложенный измеритель частоты радиоимпульсных сигналов по сравнению с известным обеспечивает более высокую точность измерения частоты несущей одного радиоимпульса, без увеличения частоты генератора опорной частоты. Причем значение коэффициента расширения К расширителя временных интервалов не .влияет на-результат преобразования. Его стабильность требуется лишь на время преобразования, что технически легко осуществимо, .нaчeниe частоты f- высокочастотного генератора импульсов 7 должно быть достато 1ным для обеспечения заданной точности и чувствительности преобразования при известной области значанйя коэффициента расширения расширителя длительности временных интервалов.

Формула изобретения Измеритель частоты радиоимпульсных сигналов, содерхсащий формирователь импульсов, выход которого подключен к первому входу блока управ-, ления,второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты, селектор импульсов, первый вход которого подключен к выходу СВЧ генератора, отличающийся тем,что, с целью повышения.точнос0ти, измерения, в него введены расширитель временных интервалов и цифровой делитель частоты, первый вход которого соединен с выходом селектора импульсов, второй вход селектора

5 импульсов подключен через расширитель временных интервалов к первому 1ВЫХОДУ блока управления, второй выход которого соединен е вторым входом цифро1вого делителя частоты.

Источники информации г принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР W447672, кл. G 01 R 23/10, 04.08.69.

2.Авторское свидетельство СССР №375574, кл. G 01 R 23/00, 22.03.71.