Устройство для формированиячАСТОТНыХ METOK Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЧАСТОТНЫХ МЕТОК

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в измерителях параметров сигналов и часто.тных характеристик радиоустройст в широком диапазоне частот. По авт. св. № 651267 известно устройство для формирования частотны меток, содержащее смеситель, генератор спектра, фильтр нижних частот, выход которого соединен со входами двух параллельных каналов, в каждом из которых последовательно соединены частотно-избирательный элемент и ограничитель, а выходы каналов раздель но соединены со входами КЗ-триггера, Частоты среза или резонансные частоты разнесены между собой в пределах полосы пропускания фильтра нижних час тот 1}, Недостатком известного устройства является ограничение диапазона частот и быстродействия формирования, когда QT устройства требуется получить высокую разрешающую способность И ограничение разрешаницей способности. Быстродействие формирования ограничивается максимально допустимой скоросчью изменения частоты внешнего сигнала, повышение которой приводит к динамическим искажениям и нарушению устойчивого формирования однозначных импульсных меток. Стремление повысить разрешающую способность путем уменьшения частоты FQ с целью уменьшения дискретности формирования приводит к снижению допустимого диапазона частот внешнего сигнала из-за увеличения потерь преобразования смесителя, что и ограничивает разрешающую способность устройства, равную отношению диапазона частот внешнего сигнала к дискретности формирования частотных меток. Таким образом,, при малой дискретности частотных меток в известном устройстве снижаются быстродействие формирования и диапазон частот, увеличить который путем уменьшения ско3рости изменения частоты не удается, При заданных широком диапазоне частот и малом времени формирования разрешающая способность частотных меток известного устройства низкая. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот, увеличение быстродействия и разрешающей спо собности формирования частотных меток. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения временных интервалов, содержащее последовательно соединенные генератор опо рной частоты, формирователь спектра, смеситель, фильтр нижних частот и первый формирователь, состоящий из ч стотно-избирательного элемента и ограничителя, соединенный с первым входом триггера, второй вход которого через аналогичньй второй формирователь соединен со входом первого фо мирователя , дополнительно введены блок выбора участка диапазона и п каналов формирования частотных меток каждый из которых содержит последовз тельно соединенные делитель частоты, формирователь спектра, смеситель, фильтр нижних частот, первый формиро ватель и триггер, второй вход которо го через второй формирователь соединен со входом первого формирователя, причем входы делителя частоты и смесителя казкдого канала формирования частотных меток подключены соответственно к выходу генератора опорной частоты и к выходу фильтра нижних частот, а выходы всех КЗ-триггеров соединены со входами блока выбора участка диапазона. Кроме того, блок выбора участка, диапазона содержит последовательно соединенные первый счетчик импульсов с предварительной установкой, первый элемент И, первый триггер,.блок пере стройки и последовательно соединенны второй счетчик импульсов с предварительной установкой, второй элемент И, второй триггер и третий элемент И, второй вход которого является входом блока выбора, причем выход второго элемента И соединен со вторым входом первого триггера, первьй вход которого через формирователь подключен ко второму входу второго триггера, при этом входы счетчиков импульсов с предварительной установкой объединены и являются другим вх дом блока выбора участка диапазона. 24 На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит устройство 1 для формирования частотных меток, состоящее из-генератора 2 опорной частоты, формирователя 3 спектра, смесителя 4, фильтра 5 нижних частот (ФНЧ) формирователей 6 и 7, каждый из которых состоит из частотно-избирательного элемента 8 и 9, ограничителей 10 и 11 и триггера 12, каналы 13 формирователя частотных меток (показан один канал), которьш содержит делитель 4 частоты, формирователь 15 спектра, смеситель 16, фильтр 17 нижних частот (ФНЧ), формирователи 18 и 19, каждьш из которых состоит из частотно-избирательного элемента 20 и 2 и ограничителя 22 и 23j триггер .24, блок 25 выбора участка диапазона, содержащий счетчики 26 и 27 импульсов с предварительной установкой, элементы И 28, 29 и 30, триггеры 31 и 32, формирователь 33 л блок 34 перестройки, входные щины 35 и 36 предварительной записи начала и конца выбираемого участка диапазона, шину 37 входа качающейся частоты и выходные шины Генератор 2 опорной частоты и формирователь 3 образуют генератор спектра, а делитель 14 частоты и формирователь 15 образуют также ге- . нератор спектра. Устройство работает следующим образом. При подаче на шину 37 внешнего сигнала качающейся частоты на выходе ФНЧ 5 появляются колебания разностных частот между частотами внешнего сигнала и гармониками генератозэа 2 частоты FQ , которые после прохождения через формирователи 6 и 7 поступают на входы триггера 12 и формируют на его выходе импульсные частотньш метки, разнесеншле по частоте на величину значения FO. Частота колебаний на выходе ФНЧ 5 при монотонном изменении частоты внешнего сигнала изменяется между любыми двумя соседними частотными метками от нуля до PQ/2 и.снова до нуля. Эти колебаНИН проходят также на еигнальньй вход смесителя 16 канала 3 и смешиваются с гармониками его генератора спектра, основная частота которого образуется делением частоты FO , на5пример, на Р с ггомощью делителя 14. Колебания с выхода смесителя 16 чер ФНЧ 17 и формирователи 18 и 19 пост пают на входы триггера 24 и формируют на его выходе импульсные частотные метки, разнос по частоте между которыми равен Fg /р. Эти импульсны метки появляются на шине 38 только тогда, когда блок, 25 подает с выхода триггера 32 сигнал управления. Пусть внешний сигнал (шина 3) им ет, например, пропорциональную зависимость частоты от напряжения Up и его частота изменяется в некоторых пределах со средней скоростью V максимально допустимой для устройства- 1. Когда на выходной шине 38 устройства 1 появляется заданньй номер (N - 1) частотной метки, блок 25 снижает скорость изменения Up и скорость изменения частоты внешнего сигнала до значения V , максимально допустимого для канала 13, При появлении на шине 38 устройства 1 частотной метки с номером N на управляющий вход элемента И 30 подается разрешающий сигнал и импульсные метк с шины 38 канала 13 поступают на выходную шину 38 блока 25. Когда на шине 38 устройства 1 появляется частотная метка с номером (N+ О, разрешающий сигнал со входа элемента И 30 снимается и метки и выхода канала 2 не поступают на блок 25, при этом скорости изменения Up и частоты внешнего сигнала повышаются до прежних значений. Блок 25 работает следующим образом. Предварительно, перед циклом пере стройки, в счетчики 26 и 27, работающие в режиме вычитания, через шины 35 и 36 заносятся числа начала (N - 1 в счетчик; 26) и конца (N + 1 в счетчик 27) выбираемого участка диапазона, частот, напряжение (Jp начинает изменяться с наибольшей скоростью. Когда на шине 38 устройства 1 появляется метка с номером (N - 1), на выходах счетчика 26 устанавливаются одинаковые состояния и на выход элемента И 29 появляется импульс, который длится от момента появления метки с номером (N - 1) до момента появления метки с номером N. Этот импульс с помощью триггера 31 уменьшает скорость изменения напряжения Up и скорость изменения частоты стане 02 , Уменьшение скорости из равнойменения Up может быть произведеноJ например, переключением постоянной времени в блоке 34 перестройки. При появлении на шине 38 устройства 1 метки с номером N импульс на выходе злемента 29 исчезает и в этот момент . на выходе формирователя 33 формируется узкий импульс, которьш с помощью триггера 32 разрешает прохождение меток с шины 38 канала 2 через элемент И 30 на шину 38 блока 25. При появлении на первом входе счетчика 27 метки с номером (N - 1) состояния его выходов одинаковые и на выходе злемента И 28 появляется импульс, который изменяет состояния выходов триггеров 31 и 32 на обратное, элемент 30 закрывается, а скорости изменения Up и частоты внешнего сигнала равны первоначальным значениям. Поскольку шина 38 блока 55 .отключена от шины 38 канала 2, динамические искажения в канале 2, возникающие при скорости изменения частоты V.V2 на его основной шине 38 блока 25,не влияют на работу всего устройства. Таким образом, уменьшение общего времени перестройки частотных меток дает возможность увеличить быстродействие предлагаемого устройства при одном и том же разрешении частотных меток, повысить значение частоты FQ и расширить диапазон рабочих частот до 17 Гц и более. Формула изобретения 1. Устройство для формирования частотных меток по авт. св. № 651267, отличающ с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, увеличения быстродействия и разрешающей способности формирования частотных меток, в него дополнительно введены блок выбора участка диапазона и И каналов формирования частотных меток, каждый из которых содержит последовательно соединенные елитель частоты, формирователь спектра, смеситель, фильтр нижних частот, ервый формирователь и триггер, втоой вход которого через второй форирователь соединен со входом первоо формирователя, причем входы делиеля частоты и смесителя каждого каала формирования частотных меток подключены соответственно к выходу ген ратора опорной частоты и к выходу фильтра нижних частот, а выходы всех &(-триггеров соединены со входами блока выбора участка диапазона. 2. Устройство по п. 1, о т л и Чающееся тем, что, блок выбора участка диапазона содержит последовательно соединенные первый сче чик импульсов с предварительной установкой., первый элемент И, первый триггер, блок перестройки и последовательно соединенные второй счетчик импульсов с предварительной установкой, второй элемент И, второй триг28гер и третий элемент И, второй вход которого является входом блока выбора, причем выход второго элемента И соединен со вторым входом первого триггера, первый вход которого через формирователь подключен ко второму входу второго триггера, при этом входы счетчиков импульсов с предварительной установкой объединены и являются другим входом блока выбора участка диапазона. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 651267, G 01 R 23/16, 1977.