Датчик частоты радиоимпульсов Советский патент 1981 года по МПК G01R23/16 H03D3/26 

I

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в узкополосных частотных дискриминаторах, гребенчатых фильтрах, частотно-разделительных устройствах для радиоимпульсов и других устройствах, где требуется узкополосная фильтрация радиоимпульсов при работе в реальном масштабе времени.

Известно устройство определения кратковременной нестабильности частоты генераторов. Разрешающая способность этого устройства, и скорость выдачи информации определяется полосой пропускания входящего в его состав фипьтра нижних частот (ФНЧ) D.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дисперсионный анализатор, содержащий дисперсионную линию задержки, детектор, недисперсионную линию задержки, вычиcлитeJ ь. Анализатор

работает в реальном масштабе времени 2.

Однако для целого ряда технических устройств требуется более высокая разрешгиощая способность по частоте при работе в реальном масштабе времени.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности по частоте.

to

Указанная цель достигается тем, что в датчик частоты радиоимпульсов, содержащий последовательно соединенные входной ограничитель и основной измерительный канал,

IS состоящий из дисперсионной линии задержки с детектором на выходе, недисперсионной линии задержки и вычислителя введен дополнительный измерительный канал, состоящий из последовательно соединенных дисперсионной линии задержки, детектора, недисперсионной линии задержки и вычислителя , вход которого соединен с выходом ограничителя, выход детектора основного измерительного канала соединен с дополнительным входом вычислителя дополнительного измерительного канала, выход детектора которого соединен с дополнительным входом вычислителя основного измерительного канала. Вычислитель каждого измерительного канала содержит вычитатель, сумматор, вычислитель модуля второй сумматор, делитель напряжения, вычислитель отношения и фильтр ниж них частот, причем входы вычитателя и первого сумматора соединены между собой и являются входами вычислителя, выход вычитателя соединен через вычислитель модуля с од.ним входам второго сумматора, выход первого сумматора соединен с первым входом вычислителя отношения и вход делителя напряжения, выход которого соединен с другим входом второго сумматора, выход которого соедин со вторым входом вычислителя отношения, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, выход которого является выходом вычислите ля. На фиг. 1 представлена функциона ная схема датчика частоты радиоимпульсов; на фиг. 2 - амцлитудно-час тотные характеристики датчика, полу ченные расчетным путем. Датчик содержит ограничитель 1, дисперсионные линии 2 и 3 задержки детекторы А и 5, недисперсионные ли нии 6 и 7 задержки, вьгаислители 8 и 9, каждый иэ которых содержит вычитатель 10, вычислитель 11 модуля первый сумматор 12, делитель 13 напряжения, второй сумматор14, вычислитель 15 отношения, фильтр 16 нижних частот. Линии 2 и 6 задержки отличаются знаком дисперсии. Задерж ка, в линиях 2 и 3 на средней частоте равш. между собой. Датчик работает следующим образо На вход поступает анализируемый радиоимпульс. Ограничитель 1 нормирует амплитуду сигнала, устраняет влияние изменения амплитуды на работу датчика. При прохождении радио импульса через дисперсионнз линию задержки происходит преобразование сигнала, близкое к известному преобразованию Фурье. Так как входной радиоимпульс имеет отгибающую пря64моугольной формы, то преобразованный по Фурье выходной импульс будет иметь форму импульса, огибающая главного лепестка которого приближенно описывается выражением типа Y или С05Х . Важнейшей особенностью является то, что дисперсионные линии задержки, отличающиеся только знаком дисперсии, дают выходные сигналы, огибакнцие которых точно совпадают на средней частоте. При изменении же частоты наполнения радиоимпульса, степень компенсации уменьшается, так как в этом случае, хотя отгибакмцие на выходах детекторов 4 и 5 сохраняют практически свою форму, происходит некоторый сдвиг выходных импульсов в противоположные стороны, что обусловлено разными знаками дисперсии в линиях 2 и 3; На выходе вычисли теля 10 появляется разностный импульс, причем он увеличивается по абсолютной величине при изменении частоты наполнения от средней в дюбую сторону. Вычислитель 11 модуля выполняет операцию выделения абсолютной величины получаемого разностного сигнала. В сумматоре 12 происходит сложение уровней сигналов, поступанлщх с детекторов 4 и 5. При изменении частоть радиоимпульсов эта сумма изменяется мало, во всяком случае значительно медленее, чем разность на выходе вычитателя 1О. Форма же как суммарного, так и разностного сигналов имеет импульсный характер. Поэтому, работа идет по одному импульсу в реальном масштабе времени. При делении суммарного импульсного сигнала на разностный импульсный сигнал мы получаем также импульсный сигнал, амплитуда которого зависит от величины расстройки радиоимпульса относительно средней частоты. Специфика выполняемой обработки приводит к тому, что выходной сигнал вычислителя отношений 15, в пределах длительности импульса имеет несколько глубоких уменьшений и увеличений уровня. Фильтр 16 нижних частот, согласованный по полосе с входным сигналом, сглаживает вершину импульсов, формирует сигнал, пригодный для дальнейшей обработки в обычной аппаратуре. Добавляемая к модулю разностного сигнала в сумматоре 14 часть суммарного на5пряжения детекторов также частично сглаживает указанные пульсации вершины импульса. Кроме того, путем изменения коэффициента передачи К в делителе 13 напряжения устанавливается полоса пропускания устройства. Недисперсионные линии 6 и 7 задержки служат для получения сдв га по частоте формируемых в вычислителях 8 и 9 частотных характеристик. Датчик позволяет получить разрешающую способность по частоте в десятки герц, равную половине полосы пропускания, сформированной в вычислителе 8 (или 9). амплитудио-частотной характеристики. На базе предлагаемого устройства можно создать гребенчатый фильтр для чего сдвигающие линии задержки сделать многоотводными и использовать столько блоков вычислителей, формирующих АЧХ, сколько требуется частотных полос в гребенчатом фильтре. Если в устройство, функциональнал схема которого приведена на фиг. 1, ввести дополнительный вычитатель, входа которого соединены с вьгходами вычислителей 8 и 9j то мь1 получим частотный дискриминатор Формула изобретения 1. Датчик частоты радиоимпульсов содержащий последовательно соединен ные входной ограничитель и основной измерительный канал, состоящий из дисперсионной линии задержки с детектором на выходе, недисперсионной линии задержки и вычислителд, отличающийся тем, что, с целью повьппе«ия разрешающей спосо ности по частоте в него введен допо нительный измерительный канал. 4 состоящий из последовательно соединенных дисперсионной линии задержки, детектора, недисперсионной линии задержки и вычислителя, вход которого соединен с выходом ограничителя, выход детектора основного измерительного канала соединен с дополнительным входом вь1числителя дополнительного измерительного канала, выход Детектора которого соединен с дополнительным входом вычислителя основного измерительного кацала. 2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что вычислитель каждого измерительного канала содержит вычитатеяь, сумматор, вычислитель модуля, второй сумматорI делитель напряжения, вычислитель отношения и фильтр нижних частот, причем входы вычитателя и первого сумматора соединены между собой и являются входа1 {и вычислителя, выход вычитателя соединен через вычислитель модуля с одним входом второго сумматора, выход первого сумматора соединен с первым входом вычислителя отношения и входом делителя напряОжения, выход которого соединен с другим входом второго сумматора, вы-г ход которого соединен со вторым входом вычислителя отношения, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, выход которого является выходом вычислителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Галин А.С. Диапазонно-кварцевая стабилизация СВЧ. Связь. М., 1976, рис. 6,4. 2.Тверской В.И. Дисперсионно-временные методы измерений спектров радиосигналов. Сов. радио, 1974, рис. 3,19.

Ограничитель

ДЛЗ

Детектор

Линия задертки

10

Вычислителе

Сумнатор

л

д влитель

напряжении

Вычислитель отношения

ДЛЗ

Детектор

Линии задержки

15

i6 10 О Гц