Цифровой панорамный измеритель частоты Советский патент 1982 года по МПК G01R23/00 

(54) ЦИФРОВОЙ ПАНОРАМНЫЙ ИЗЙЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к цифровой радиоизмерительной технике и предназначено для измерения частоты.

Известен цифровой панорамный измеритель, содержащий генератор тактовых импульсов, счетчик-дешифратор, блок задания констант, блок шифрации и вычислительные блоки l .

Однако известный измеритель имеет относительно большой объем таблиц кодирования шифраторов.

о

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов нулей и последовательно соединенные счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов/ стробируемлй дешифратор, стробирующий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов нулей, блок шифраторов (3апоминеиощий блок) , блок сумматоров, блок квадраторов и рйиающий блок, причем блок шифраторов, блок сумматоров и блок квадраторов содержит соответственно М шифраторов, одноименные входы которых объединены.

2М накапливающих сукматоров и М квад раторов 2} .

Однако устройство характеризуется изйлтрчно большой информационной емкостью таблиц кодирования шифраторов, ограничивающей при высоких измеряемых частотах (йлстродёйствие шифраторов.

Цель изобретения - упрощение из10мерит я.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный с входом

15 счетного блока, формирователь импульсов нулей, соединенный с входом стробируемого блока дешифрации, выходы которого соединены с входами М последовательно соединенных блоков шифра20тора, накапливающего сумматора и квадратора и решающего блока, введены М блоков задания констант, а счетный блок и блок дешифрации выполнены в виде М интеграторов и М де -птфрато25ров, причем стробирующие входы интеграторов и дешифраторов соответственно объединены, а информационные .входы и выходы интеграторов под ключены соответственно к выходам блока за7

30 Дания констант и входам дешифраторов. На чертеже представлена блок-схе ма цифрового панорамного измерителя частоты. Цифровой панорамный измеритель Частоты содержит генератор 1 тактойых импульсов, формирователь 2 импульсов нулей, блоки 3 задания констант, блоки 4 интеграторов, блоки Дешифраторов,, блоки 6 шифраторов, РЛОКИ 7 сумматоров, блоки 8 квадрат ров и решающий блок 9, Цифровой панорамный измеритель частоты работает следующим образом. На вход формирователя 2 импульсо нулей, являющийся входом измерителя поступает узкополосный сигнал U(t) S(t)+n(t),(1) представляющий собой смесь монохро матического- сигнала S(t) Sj sin(2)rfj t+V) , (2) где fg - подлежащая измерению часто та сигнала; Lf - случайная начальная фаза, и помехи n(t) в виде нормального случайного процесса с нулевым средним и равномерной в полосе возможны частот сигнала f (f Q-F-i fp F) спектральной плотностью N(5/2. Измеритель определяет частоту си нала как координату максимума энергетического, спектра. Для этого в М эквидистантных точках диапазона возможных частот сигнала вычисляются значения квадрата мэдул спектра. В полученном дискретном энергетическом спектре находится ма симум и с помощью интерполяционной формулы вычисляется оценка частоты. Диапазон измеряемых устройством частот устанавливается с помощью блоков 3. В соответствии с опорным частотами , , Г,М формируют константы интегрирования д , поступающие на информационные входы бл ков 4. В темпе поступления на стробирую щий входы блоков 4 тактовых импульсов, формируемых в течение интервала наблюдения te(0,T) генератором 1 импульсов, блоки 4 вычисляют значения величин: г-щ,.т (r) | (г-1)клфг| ; 4(0)0 , (3 где г fj. tl - количество поступивших на стробирующий вход блока 4, тактов импульсов. Величины Ф (г) связаны с текущим значениями фаз i/ (t),t в момент времени t 11 опорных сигналов и cos27rff t соотношением (|-) (r)+k- 2Г , где k - целое,и используется при вы числении значений опорных функций. В течение интервала наблюдения t€(0,T) формирователь 2 импульсов нулей при каждом переходе колебания U(t) через ось абсцисс;снизу вверх формируеткороткий импульс. При поступлении на стробйрующие входы блоков 5 импульса нуля табличным способом с помощью дешифраторов блоков 5 и шифраторов блоков б выполняется вычисление значений Sse (tn)-sin2 fj t U S j{t )соз21Г, t, опорных функций, г Д - - время поступления п-го импульса нуля; количество поступивших на стробйрующие входы блоков 4 импульсов такто вой частоты к моменту появления п-го импульса нуля. Накапливающие сумматоры блоков 7 в темпе формирования блоками б кодоь Sjg (t,) и Sgg (t) вычисляют чения функций JCB (tr,)J(,e (tnH)) (tn); JSP (tn)Jse (tn-( )+Sse (tn), где Jce(O) Jse{0) 0 n N - общее количество поступивших в течение интервала наблюдения te{0,T) импульсов нулей. К концу интервала наблюдения в вы ходных регистрах блока 7 оказываются значения выражений Лее Jce (tN) cos25f tn; (б) Jse Jse (tN) | sin25ffetn, Которые передаются в блоке и квадраторов. Блоки 8 квадраторов вычисляют значения выходного эффекта устройства J(fe ) JM +vJsl I 1гМ (7) представляющего собой значения квадрата модуля комплексного спектра. Рещающий блок 9 находит максимальное значение J(fm) в дискретном энергетическом спектре (7) J(fe) max J(fe); 8.1,М (8) и по интерполяционной фоомуле t , im-ei 11) Г-ТГГ (3) (f. вычисляет оценку f частоты сигнала. По сравнению с известным устройством достигается существенное уменьшение информационной емкости таблиц кодирования шифраторов ( при кГц и Т 100 мрек, например, информационная емкость таблиц кодирования шифраторов уменьшается в 10 раз); значительное уменьшение по сравнению с известным необходимой информационной емкости таблиц кодирования шифраторов позволяет повысить быстродействне шифраторов и устройства в целом, а в результате возможно изменить более высокие частоты; малый необходимый объем таблиц кодирования шифраторов позволяет повысить точность оценок частоты за счет увеличения разрядности Л представления опорных

f

nt

опресигналов и отношения

f о

деляющих уровень собственных аппаратурных шумов измерителя; в отличие о известного, в котором все М шифраторов имеют различные и объемные таблицы кодирования, все М шифраторов данного измерителя идентичны и кодируются одинаково, что значительно облегчает проектирование, производство и Эксплуатацию блока шифраторов, обеспечивая его технологичность; вид таблицы кодирования шифраторов в предлагаемом измерителе не зависит от диапазона измеряе(4лх частот и длительности интервала наблюдения, поэтому устройство может быть легко перестроено для измерений в другом, частотном диапазоне путем задания других констант интегрирования Фе с помощью блока задания констант и соответствующего изменения тактовой частоты ft для сохранения соотнсшеft

ния га -г-, при этом сохраняется

Го

неизменным уровень собственных аппаратурных шумов измерителя и связанная с ним точность оценок частоты.

.Формула изобретения

Цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный с входом счетного блока, формирователь импульсов нулей, соединенный с входом строби уемого блока даиифрации, выходы которого соединены с входами М последовательно соединенных блоков шифратора, накапливающего сумматора и квадратора и решающего блока, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введены М блоков задания констант, а счетный блок и блок дешифрации выполнены в виде М интеграторов и М двиифраторов, причем стробирующие входы интеграторов и дешифраторов соответственно объединены, а инфбрмационные входы и выходы интеграторов соединены соответственно с выходами блоков задания констант и входами дешифраторов .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

по заявке 2887140, кл, G 01 R 23/00 1980.

2.Авторское свидетельство СССР № 705362, кл. G 01 R 23/00, 1977.