Устройство для измерения несущей частоты радиоимпульсов Советский патент 1980 года по МПК G01R23/10 

изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для измерения частоты заполнения радиоимпульсов. Известно устройство для измерения несущей частоты импульсных сигналов, построенное по принципу статистического суммирования числа высокочастот ных колебаний радиоимпульсов на задан ном временном интервале 1 . Недостатком этого устройства является низкая точность определения несущей частоты рсщиоимпульсов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содехэжащее виде индикатор, генератор эталонной час-., тоты, счетчики., временные селекторы, сумматор цикла, индикатор 2. Недостатком данного устройства является низкая точность определения несущей частоты радиоимпульсов. Цель изобретения - повышение точности измерения несущей частоты радио импульсов. Поставленная цель достигается тем что в устройство измерения несущей частоты радиоимпульсов, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, первый временной селектор и формирователь временного.интервала, последовательно .соединенные формирователь импульсов, второй.временной селектор, счетчик измеряемой частоты и индикатор, видеодетектор вход. которого подключен ко входу формирователя импульсов, триггер, вход установки нуля которого объединен с блокировочным входом формирователя импульсов и соединен с выходом видеодетектора, а выход триггера подключен ко. , вторым управляющим входам временных селекторов, введен элемент ИЛИ, первый вход, которого соединен с выходом триггера, второй вход объединен со входом записи формирователя временного интервала и подключен к выходу второго временного селектора, выход элемента ИЛИ. соединен с установочным входом формирователя временного интервала, а вход установки единицы триггера подключен к выходу формирователя импульсов. При этом формирователь временного интервала выполнен в виде .счетчика опорных импульсов, комбинационного сумматора и элемента памяти, вход записи которого- соединен со входом записи форютрователя временного интервала, счетный вход счетчика опор ных импульсов соединен со входом формирователя временного интервала, установочный вход которого соединен со входом установки нуля счетчика опорных импульсов, входы которого соединены с первыми входами комбиНсщионного сумматора, выходы комбинационного сумматора подключены к информационным входам элемента памяти, выходы которого соединены со вторыми входами комбинационного сум матора, а выход комбинационного сум .матора подключен к выходу формирова теля временного интервала. Суть предложенного изобретения заключается в том, что временной интервал измерения составляется из интервалов, длительность которых кратна периоду повторения импульсов измеряемой частоты Для этого начало каждого управляющего видеоимпульса, длительность которого является случайной величиной, синхронизировано первым ВЧ импульсом, а конец управляющего видеоим- , пульса между последним ВЧ импульсом ft задним фронтом видеоимпульса в формировании временного интервала не участвует. Дробная часть ви.деоимпульса, которая является слу-.чайной величиной, изменяется от О до Тр и отбрасывается. В результате временной интервал формируется из интервалов, кратных периоду импульсов измеряемой частоты TO, и ошибка при формировании временного интервала не накапливается, поэтому точность измерения, несмотря на то, что интервал измерения оказывается составным, равна точности частотомеров с непрерывным счетом на выбранном интервале измерения. На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого., устройства; на фиг, 2 - диаграммы, иллюстрирующие работ устройства. Устройство измерения несущей час тоты радиоимпульсов содержит опорны генератор 1, первый временной селек тор 2f формирователь 3 временного интервала,, формирователь 4 импульсо второй временной селектор 5, счет.чи б измеряемой частоты, индикатор 7, видеодетектор 8, триггер 9, элемент ИЛИ 10. В йо.став формирователя временног интервала 3 входят счетчик опорных импульсов 11, комбинационный сумматор 12, элемент 13 памяти. На фиг. 2 приведены следующие ди аграммы: входной сигнал 14, импуль сы 15 на выходе видеодетектора 8, импульсы 16 на выходе формирователя 4, сигнал 17 на выходе триггера 9, :импульсы 1В на выходе временного се лектора 2, импульсы 19 на входе сче чина б, сигнал 20 на выходе формирователя 3. Устройство для измерения несущей частоты работает следующим образом. В начальный момент производится установка устройства в нулевое состояние (цепи установки на схеме не показаны). Затем входной сигнал 14 подается на видеодетектор 6, который вьщеляет огибающую радиоимпульса (эпюра 15,пунктир) и формирует управляющие видеоимпульсы 15 (сплошная линия) при превышении огибающей заданного порогового уровня VQ , Формирователь 4 импульсов в момент действия управляющих импульсов 15 формирует из синусоидального сигнала 14 короткие положительные импульсы 16, причем интервалы между передним фронтом импуЛьса 15 и первым ВЧ импульсом 16 и между последним ВЧ импульсом 16 и задним фронтом импульса 15 являются случайными величинами и могут изменяться от О до . Управляющие импульсы 15 имеют случайную, длительность. Повьшение точности измерения частоты достигается формированием управляющих импульсов (эпюра 20, заштрихованы) , длительность которых кратна периоду повторения входных импульсов 16. Для этого осуществляется исключение начального (между передним фронтом сигнала 15 и первым импульсом, эпюра 16) и конечного (между последним импульсом 16 и задним фронтом импульса 15) участков импульса 15 с выхода видеодетектора 8. Для исключения начального участка импульса 15 триггер 9 устанавливается в единичное состояние каждг:гм первым высокочастотным импульсом 16, Сброс триггера 9 осуществляется задним фронтом импульса 15. Таким образом, производится формирование управляющих импульсов 17, передний фронт которых синхронизирован первым измеpяe им ВЧ им.пульсом 16. Во время действия импульса 17 на вход счетчика 6 поступают измер емые импульсзьа 19, которые отлича ются от импульсов 16 тем, что. вследствие инерционности триггера 9, первый импульс не проходит на выход селектора 5. Одновременно на вход счетчика 11 опорных импульсов, входящего в состав формирователя временного интервала 3, временной селектор 2 поступгиот импульсы 18 с выхода опорного генератора 1. Работа временных селекторов 2 и 5 блокируется одновременно. Особеностью предлагаемого устройства является формирование временного интервала измерения путем суммирования кодов числа опорных импульсов. Для удобства индикации формирование временного интервала о.существляется кратным целым разрядом десятичного числа, поэтому счетчик .11 выполнен в- виде декадного счетчика, a комбинационный сумматор 12 выбран десятичным, В интервале между передним фронтом импульса 17 и первым импульсом 19 на вход счетчика 11 поступает некоторое число опор ных импульсов 18. Двоично-десятичный код подсчитыва емых опорных импульсов подается с выхода счетчика 11 на первые входы комбинационного сумматора 12 непрерывно, однако, в элемент 13 ПEUvlяти, следовательно, и на вторые входы комбинационного сумматора 12 он записывается в момент поступления измеряемого импульса 19. После .этого . импульсом 19, задержанным элементом .ИЛИ 10 за счет инерционности, производится установка счетчика опор ных импульсов 11 в нулевое состояние Во втором и последующих интервала между импульсами 19 осуществляется аналогичный подсчет числа опорных импульсов и суммирование кода этого числа с кодом числа, записанным на вторые входы комбинационного сумматора 12 в предыдущие интервалы. Исключение конечного участка импульсов 15 производится следующим образом. В интервале между последним импульсом 19 и задним фронтом управляю го импульса 17 счетчиком 11 осуществляется подсчет некоторого числа опорных импульсов 18, однако в элемент памяти 13 сумма этого числа с числом, записанным на вторых входах сумматора 12, не записывается, так как задним фронтом импульса 17 счет чик 11 опорных импульсов устанавлива ся в нулевое состояние. Таким образом, в пределах одного управляющего импульса 17 формирсва-ние временного интервала (су1 1мировани кодов числа опорных импульсов 18.) ос ществляется на отрезке (эпюра 20, , з.аштрихован) , кратном периоду измеря емой частоты. Во время действия следуюпу х импульсов 17 процесс формирования вреkeHHoro интервала и подсчета числа измеряемых импульсов счетчиком б повторяется. В момент полного заполнения емкости двоично-десятичного ко бинационного сумматора 12,соответств ющей выбранному временному интервалу в его старшем разряде формируется си нал переноса.Инвертированный сигнгш переноса является выходным сигналом 19 формирователя 3 временного интерв ла,блокирующим временные селекторы 2 и 5 по первым управляющим входам.Зна чение измеренной несущей частоты радиоимпульсов на выбранном временном интервале фиксируется на индикаторе 7,подключенным к выходам счетчика 6 Кроме того, код на выходах счетчика 6, соответствующий значению измерен ной несущей частоты, может быть использован для дальнейшей обработки в различных целях в приемно-анализирующей аппаратуре. Таким образом,введение в устройство для измерения несущей частоты радиоимпульсов элемента ИЛИ и выполне- ние формирователя -временного интервала в виде счетчика опорных импульсов, комбинационного сумматора и элемента памяти позволили формировать временной интервал из управляющих импульсов, длительность которых кратна периоду повторения измеряемых, и тем самым повысить точность измерения за счет стабильного расстояния между измеряемыми импульсами в начальные и конечные моменты видеоимпульса. Погрешность измерения несущей частоты радиоимпульсов в предлагаемом устройстве не превышает погрешности измерения частоты непрерывных импульсных последовательностей обычным частотомером на одинаковых временных интервалах. Формула изобретения 1,Устройство для измерения несущей частоты рещиоимпульсовf содержащее последовательно соединенные опорный генератор, первый временной селектор и формирователь временного интервала, последовательно соединенные формирователь импульсов, второйJвремен ной селектор, счетчик измеряемой. частоты и индикатор, видеодетектор, вход .которого подключен ко входу формирователя импульсов, триггер, вход установки нуля которого объединен с блокировочны входом форьтрователя импульсов и соединен с выходом видеодетектора, а вьзход триггера подключен ко вторым управляющим входам ообоих временных сел.екторов, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью повышения точности измерения, в него введен элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом триггера, второй вход объединен со входо за- писи формирователя временного интервала и подключен к выходу второго временного селектора, выход элемента ИЛИ соединен с установочным входом формирователя временного интервала, выход которого подключен к первым управляющим входам временных селекторов, а выход формирователя импульдов соединен со входом установки единицы триггера. 2,Устройство ПО.П.1, отличающее ся тем, что формирователь временного интервала, содержит счетчик опорных импульсов, комбинационный сумматор и элемент памяти, вход записи которого соединен со входом формирователя временного инрервсша, счетный вход счетчика опорвых импульсов соединен со входом формирователя временного интервала, установочный вход которого подключен ко входу установки нуля счетчика опорных импульсов, выходы которого соединены с йервыми. входами комбинационного сумматора, выходы комбинационного сумматора подключены к информационным входам элемента памяти, выходы которого соединены со вторыми входами комбинационного сумматора, а выход комбинационного сумматора подключен к выходу формирователя временного интервала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 468848, кл. G 01 R 23/10,

2.Авторское свидетельство СССР

432409, кл. G 01 R 23/10, 07.02,72.

fH

О

Фи-г. /

fSi

7f