Цифровой панорамный измеритель частоты Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

(54) ЦИФРОВОЙ ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть ис пользовано в радиолокации, радионавигации, а также в гидроакустических и радиотехнических системах траекторных измерений.

Известно устройство по основному авт. св. №.705362, содержащее блок формирования импульсов нулей и счетчик импульсов, а также генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные стробируемый дешифратор, запоминающий блок, блок сумматоров, квадратор и решающий блок, причем выход блока формирователя импульсов нулей подключен к первому входу стробируемого дешифратора, остальные входы которого соединены с выходами счетчика импульсов соответственно, а выход генератора тактовых импульсов подключен к входу счетчика импульсов.

Недостаток известного устройстванизкая точность измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий блок формирования импульсов нулей и счетчик импульсов, генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные стробируемый дешифратор, запоминающий блок, блок сумматоров, квадра10тор и решающий блок, причем выход блока формирователя импульсов нулей подключен к первому входу стробируемого дешифратора, остальшле входы которого соединены с выходами

IS счетчика импульсов соответственно, а выход генератора тактовых импульсов подключен к входу счетчика импульсов, введены последовательно соединенные блок автоматической

20 регулировки усиления, генератор опорной частоты и сумматор, выход котот рого подключен ко входу блока формирования нулей, при зтом вход блока

автоматической регулировки соединен с вторым входом С5 мматора.

На фиг. I представлена структурная электрическая схема цифрового панорамного измерителя частоты; на фиг. 2 - спектры колебаний.

Цифровой панорамный измеритель частоты содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 импульсов, стробируемый дешифратор 3, запоминающий блок 4, блок 5 накапливающих сумматоров, квадратор 6, решающий блок 7, блок 8 автоматической регулировки усиления, генератор 9 опорной частоты, сумматор 10 и блок 11 формирования нулей.

Устройство работает следующим образом.

При обработке сложного сигнала, например суммарного сигнала двух гармонических составляющих различной интенсивности вида A; CO&ii j -fc +А2СО5(2 на вход формирователя нуль-пересечений поступает результирующее колебание, которое можно представить следующим образом:

UCt)) t « (С4)-t-дш )t,

где (St))f.

Это вьфажение можно переписать, воспользовавшись известными соотношениями, так ;

и (t)-А-,совш -Ь+АгСОбш -Ьсоб uuut- А gbinUJ t (A-itA2C05AUDt)

CO5aU{t-A23iHOi;,i5ih доу-t

Огибающая этого колебания описывается функцией

A(-t) - V(A(tA2C05 tfti-t)А| ,

а косинус фазовой составляющей определяется выражением ,

/, A2SWU.

cos(i«,t arctffj---,)u С05(Ш,Щ2/А 5|ИЛШУ

при

В результате усиления - ограничения при формировании нуль-пересечений информация, заложенная в огибающей сигнала;, теряется, а фазовая составляющая принимает следующий вид:

C064(t)--C05a tC05( 51И UDtV

-sinf sin ootV sin co5%

f - -4 5inutMs)t9iv a it .

A-(

Указанное выражение для косинуса фазы справедливо при условии Воспользовавшись еще одним тригонометрическим преобразованием, запишем выражение для спектральных составляющих бигармонического сигнала, который был подвержен нелинейному преобразованию усиления-ограничения

cosMiO-cosa t - .

.()t

На фиг. 2а.представлен спектр входного колебания, состоящий из двух спектральных составляющих Ш ц, , имеющих различную А; и АЗ интенсивность и лежащих в полосе частот CtgФиг. 26 наглядно иллюстрирует появле5 кие дополнительной спектральной составляющей в спектре сигнала, подвергнутого нелинейному преобразованию усиления - ограничения, на частоте 2Clif- Ш. Очевидно, что появление в

0 полосе исследуемых частот паразитных составлякнцих ведет к смещению оценок частоты и ухудшению разрещазощей способности известного измерителя.

Введение же дополнительного опорного сигнала большой интенсивности, лежащего за пределами полосы измеряемых частот, позволяет линеаризовать операцию формирования нуль-пересечений, и за счет возникакнцей фазовой модуля- .

jj ции результирукяцего колебания вынести паразитные комбинационные частотные составляющие за пределы полосы исследуемых частот. Произведя ряд элемен. тарных преобразований, аналогичных

j приведенным вьш1е, можио легко показать, что комбинационные составляющие из-за нелинейности преобразования лежат вне полосы измерителя на частоте (J... Поскольку необходимо поддерживать необходимую стабильность преобразования, желательно отношение интенсивностей входного и опорного сигналов поддерживать постоянным 5ву/Ддп С0115-Ь. Для этой цели введен блок автоматической регулировки усиления. Фиг. 2в «наглядно показывает, что введение дополнительных блоков и связей (последовательно соединенных блока автоматической регулировки усиления, генератора опорной частоты и cy waтopa, выход которого подключенко входу формирователя импульсов нулей, при этом вход блока автоматической регулировки усиления и второй вход сумматора объединены и являются входом всего цифрового измерителя частоты) позволяет линеаризовать операцию формирования нульпересечений и, таким образом, сущеCTBeifHO повысить разрешающую способность и точность совместного измерения нескольких одновременно наблюдаемых сигналов.

ff

fff

Формула изобретения

Цифровой панорамный измеритель частоты по авт. св. 705362, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в него введены последовательно соединенные блок автоматической регулировки усиления, генератор опорной частоты и сумматор, выход которого подключен к входу блока формирования нулей, при этом вхоД блока автомати- , ческой регулировки соединен с вторым входом сумматора.

AI

в

Mt

(t}i i

S

I

UJrUf / i

2

UJf &/f (1}S%

H

0tff,

л

2(i}off-f e

i/