Способ измерения скорости перестройки частоты Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

t

Изобретение относится к электроиэмерениям и может быть использовано в системах с перест эойкой частоты.

Известен оптимальный способ измерения скорости перестройки частоты, включающий выделение комплексной огибающей измерительного сигнала, формирование ряда корреляционных интегралЬв комплексной огибающей с сеткой ,.опорных низкочастотных сигналов с различными возможными (скоростями пе-рестройки частоты, и принятые в качестве оценки той скорости перестройки частоты, которая обеспечивает максимум корреляционного интеграла 1).

Аппаратурные погрешности (в основнсял вызванные нестабильностями опорных ЛЧМ сигналов и неидентичностыо корреляционных каналрв) не позволяют приблизиться к потенциальным точностям измерений в известном устройстве-;;

Известен способ измерения изменений частоты путем квадратурного гетеродин ирова ни я исследуемого сигнала, дифференцирования напряжения разностной частоты, модулирования им сигнала генератора фиксированной частоты, фильтрации, детектирования и измерения напряжения на выходе детектора 2 .

Однако известный спосЪб для оценки сксфости перестройки частоты необходимо дополнить методами измерения времени перестройки, что увеличивает длительность измерительного цикла.

Цель изобретения - сокращение длительности измерительного цикла получения оптимальных по точности ;6це10нок скорости перестройки .частоты одноканальными устройствами.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения скорости перестройки частоты, основанном на из15мерении за интервал наблюдения измерения частоты путем квадратурного гетеродинирования исследуемого сигнала, выделения комплексной огибаквдей, модулирования напряжением огибающей

20 квадратурных напряжений генератора фиксированной частоты и измерения суммарного сигнала модулированных напряжений, производят нелинейное масштабно-временное преобразование вы25 .деленной комплексной огибакдабй, например, путем ее записи на равноускоренно лвяжу ийся носитель с последукхдим считыйанием при постоянной скорости движения носителя,после чего оценку частоты пересчитывают пу-

тем умн9жения на известный численный коэффициент в оценку скорости перестройки частоты..

В данном способе комплексная огй бающая V(t) подвергается масштаб-) но-временному преобразованию по .закону г.-, где Т - длительность измерительного интервала, (которое может быть выполнено, например, путем ; записи (t) на равноускоренно движущийся материальный носитель и последующим считыванием записанной инфор-мации припостоянной скорости движения носйтеля) . Сигнал ), считываемый с нрсителя;, изменяется по врет мени V по закону, отличному от изменений во времени t при записи. Воли запись осуществлять на носитель, даижущийся в течение интервала наблюдения Т равноускоренно по закону )2-.t, а считывать с носителя припостоянной скорости его движения Vy(t), считываемый(сигнал окажется подвергнутым по отношению к записьюаемому (т.е., комплексной огибаквдей сигнала) масштабно-временному преобр зованию с законом преобразования - . Поэтому считываемый с носителя сигнал является низкочастотньвв аналитическим (комплексным) монбзфомати- , ческим сигналом, частота которого однозначно соответствует скорости перестройки частоты исходного измерительного сигнала. По оценке частоты у(,р)Сйгнала на выходе масштабно-Временного преобразователя , однозначно определяется скорость перестройки частоты измерительного сигнала ... с, .

i V;

На чертеже представлена блок-схема измерителя скорости перестройки частоты, реализующего данный способ. Измеритель содержит смесители I и 2, низкочастотные фильтры 3 и 4, фазовращатель 5, масштабно-временной преобразователь 6, модулятор 7, измеритель 8 частоты, устройство 9 пересчета, блок 10 синхронизации, ключ 11, при этом модулятор 7 содержит два смесителя 12 и 13, устройство 14 вычитания, генератор 15 опорного сигнала и фазовращатель 16. Информационный сигнал подается на вход 17, а на выход 18 - монохроматический сигнал (от внешнего источника) с частотой, численно равной значению частоты информационного сигнала в момент начала измерения ( в момент t О ).

Устройство работает следующим образом.

В течение интервала наблюдения tj(o,T) на вход измерителя поступает информационный сигнал. В момент под воздействием управляющего сигнал от блока 10 синхронизации открывается ангшоговый ключ 11 и на гетеродинирующие входы смесителей 1 и 2 начинают поступать колебания внешнего

генератора, причем в цепь прохождения этих колебаний к смесителю 2 включен фа.зовращатель на угол .90. Частота колебаний внешнего генератора должна соответствовать значению частоты информационного сигнала в момент . Фильтры 3 и 4 нижних частот обеспечивают выделение низкочастотных составляющих на выходах смесителей . Совместно смесители 1 и 2, фильтры 3 и 4 нижних частот, фазовращатель 5 и ключ 11 позволяют организовать выделение комплексной огибанедей V(t) информационного сигнала путем его (сигнала) квадратурного гетеродинирования.

В момент t«0 йоздействием сигнала от блока 10 синхронизации начинается запись комплексной огибающей V(t) в устройство памяти масштабно-временного преобразователя 6. По истечении

времени Т начинается чтение данных из памяти масштабно-временного Преобразователя со скоростью, отличной т скорости записи. Соотношение скоростей записи и чтения выбирается

5 так,чтобы временной масштаб выходного сигнала масштабно-временного преобразователя 6 соотносился с временным масштабом входного сигнала по закону Т -. В этом случае с выхода .

и масштабно-временного преобразовате ля 6 в течение интервала времени tg (Т, 2Т) .Снимается низкочастотный аналитический (комплексный) сигнал с частотой, численно равный fcT.

Поскольку частота измерительного сигнала на интервале наблюдения мо-, ,жет либо возрастать,или уменьшается, частота сигнала на выходе масштабно-временного преобразователя лежит 9 пределах (ff(,T, млксТ где MdKc модульное значение максимаяь ной скорости частоты, а Т - длительность измерительного интервала. Таким образом, задача оценивания f сводится к измерению (с учетом знака)

S частоты низкочастотного аналитического сигнала У It и последующему у| |ножению на численный коэффициент равный 1/Т.

Измерять частоту низкочастотного

0 аналитического сигнала достаточно сложно.

Чтобы обеспечить реализацию измерителя скорости перестройки частоты на базе стандартных промлолеивых

5 частотомеров, модулятор 7 формирует на базе низкочастотного, аналитического сигнала (t) с частртэ8 еТ действительный узкополосный сигнал . с частотой . Таким образом частота узкополосного сигнала

на выходе частотомера 8,в зависимости от величины и знака f лежит в пределах f,(tr) .

Частотсжер 8, запускаекаай в мо- 5 мент времени Т импульсов от блока 10 синхронизации в течение интервала времени te() формирует оцеаку частоты узкополосного сигнала lW Пересчетное устройство 9 по оценке частоты f вычисляет значение скорости перестройки частоты информаци онного сигнала -t:, Сигнал с выхода блока 10 синхро ниэацри на внешний генератор частоты fto запрещает перестройку указанного генератсфа в течение времени t6,0,T) , когда идет эа пись данных в память. Операция масштабно-временного пре образования позволяет свести задачу измерения трудноизмеряемого параметра сложного сигнала к стандартной за дачи измерения частоты. Формула изобретения Способ измерения скорости перестройки частотыj основанный на измерении за интервал наблюдений яэыёнения частоты путем квадратурного ге1 еродинирования исследуемого сигнала выделения комплексной огибающей, мо: 2Улирования напряжением огибающей адратурных напряжений генератора фиксированной частоты и измерения суммарного сигнала модулированных на|пряжений,о тличающийся тем, что, с целью сокращения длительности измерительного цикла получения оптимальных по точности оценок скорости перестройки частоты одноканальными устройствами, производят нелинейное масщтабно временное преобразование выделенной комплексной огибающей, например, путем ее записи на равноускоренно движущийся носитель с последующим считыванием при постоянной скорости движения носителя, после чего оценку частоты пересч итывают путем умножения на известный численный коэффициент в оценку скорости rieipe-; стройки частоты. Источники информации у принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3898658 , кл. G 01 S 9/44, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 284163, кл. GO1R 23/09, 1970.

,1

V