(54) ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Цифровой панорамный измеритель частоты | 1977 |
|
SU737857A1 |
Цифровой измеритель частоты | 1977 |
|
SU687406A1 |
Панорамный измеритель частоты | 1984 |
|
SU1267273A1 |
Цифровой панорамный измеритель частоты | 1979 |
|
SU838601A1 |
Цифровой панорамный измеритель частоты | 1985 |
|
SU1296955A1 |
Цифровой панорамный измеритель частоты | 1977 |
|
SU705362A1 |
Цифровой панорамный измеритель частоты | 1981 |
|
SU1045148A2 |
Панорамный измеритель спектра | 1982 |
|
SU1187092A2 |
Устройство для измерения центральной частоты спектра узкополосного сигнала | 1990 |
|
SU1795378A1 |
Цифровой измеритель частоты | 1979 |
|
SU842618A2 |
1
Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для совместного измерения частот двух одновременно наблюдаемых монохроматических колебаний.
Известен панорамный цифровой измеритель частоты, содержащий квадратурный преобразователь частоты, генератор квадратурных сигналов, две идентичные цепочки, состоящие из последовательно соединенных дискреттааторов и аналогоцифровых преобразователей, блок вычисл&нкя дискретного преобразования Фурье, квадратор, блок грубой оценки чистоты и интерполятор l.
Однако этот измеритель обладает низкой разрешающей способностью.
Известен также цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий квадратурный преобразователь частоты, управляющие входы которого соответственно подключены к выходам квадратурного генератора и задающего генератора сиг налов дискретизации, выход квадратурного
преобразователя частоты через последовательно соединенные цифровой преобразователь, блок вычисления дискретного преобразователя Фурье, буферное запоминак щее устройство и блок сочетаний подключен к соответствующим входам М блоков оптимального, разрешения и решающему устройству, причем выходы блока дискрет ного преобразования Фурье через последовательно соединенные квадратор, блок
10 обнаружения и интерполятор соединены с соответствующими входами буферного запоминающего устройства, а выходы квадратора - с соответствующими входами интерполятора 2.
15
Данный измеритель, обеспечивая раэрешение - измерение перекрывающихся по спектру сигналов обладает конструктивной сложностью, ограничивающей как на20дежность, так и область его применения.
Цель изобретения - уменьшение аппаратурного объема и повышение надежнооти при сохранении точности совместного измерения частот перекрывающихся по спектру сигналов. Поставленная цель достигается тем, что в известный панорамный измеритель частоты, содержащий квадратурный пре обрааователь частоты, сигнальный вход которого соединен через ключ блока у управления с входом устройства, выходы квадратурного преобразователя частоты соединены с соответствующими входами блока вычисления дискретного преобразования Фурье, управляющие вхэд квадратурного преобразователя частоты соединены соответственно с выходами квадратурного генератора и задающего генератора сигналрв дискретизации, введены решающий блок и два блока итруктур ной обработки, каждый to которых содержит четыре цепочки, состоящие из последовательно соединенных блока весового преобразования, сумматора и аналого-цифрового преобразователя, при этом входы блоков структурной обработки соответственно подключены к синфазным и квадратурным выходам блока вычисления дискретного преобразования Фурье, а выходы - к первым входам решающего блока, второй вход которого соединен с выходом блока управления. На чертеже представлена структурная схема панорамного измерителя частоты. Она содержит квадратурный преобразователь 1 частоты, квадратурный генератор, задающий генератор 3 сигнало дискретизации, блок 4 вычисления дискретного преобразования Фурье, блок 5 управления, рещающий блок 6, два блока 7 структурной (работки, каждый из которых содержит цепочки 8-11, составленные из последовательно соединенных блока, 12 весового преобразования, сумматора 13 и аналого-цифрового преобра зователя 14. Блок 5 управления содержит последовательно соединенные источник 15 пострянного напряжения, ключ 16, дифферевцвруюший усютатель-формирователь 17, одновибратор 18 и ключ 19, а также 6nok 20 выделения заднего фронта. Измеритель работает следующим образом. Рассмотрим конкретный случай (для определенности), когда сигналы представляют собой гармонические колебания (i ,2), где с частотами fjj- средняя частота занимаемого сигна лами частотного диапазона. При этом колебание на входе измерителя частоты, п(п D fve U(. , rtiil a М г Ч I постоянная (в пределах интервала наЪлюдения Т) комплексная амплитула сиг%анала 1 -го источника неизвестной частоты. При замыкании на время В ключа 16, положительный перепад напряжения с выхода источника 15 постоя iioro напряжения поступает через дифференцируюший усилитель -формирователь 17 (на выходе которого выделяется прямоугольный импульс, соответствующий переднему фронту перепада напряжения) на вход одновибратора 18, а также через блок 20 выделения заднего фронта - на управляющий вход решающего блока 6. На выходе одновибратора 1& формирует ся прямоугольный импульс длительности Т, который по входу открывает ключ 19. В результате, суперпозиция сигналов U (t) в течении инт.ервала времени Т поступает на вход квадратурного преобразователя 1 частоты. Квадратурный, преобразователь 1 частоты осуществляет предварительную согласованную фильтрацию принимаемых 1 , 1 1 колебаний; it rr; На выходе квадратурного преобразователя 1 частоты фо1 мируется набор из N ;г ь i отсчетов синфазных и квадратурнь1Х составляющих комплексной огибающей принимаемой суперпозишга сигналов (1) для всех моментов времени /tf П д1 , п 1,N . Сигналы и (tf,) поступают на входы блока 4 вычисления дискретного преобразования Фурье, который формирует по ним N уро&ней напряжения - отсчетов Фурье - спектра комплексной огибающей суперпозиции сигналов; Последние представляют собой отсчеты синфазной и квадратурной соста&ляюших комплексного корреляционного интеграла согласованной обработки сигналов по частоте в диапазоне /O. дискретизации , Г - щ рина интервала возможных значений и «еряемых частот. 5,-В(Г,|,ии„),: Набор уровней напряжения - отсчетов с выхода блока 4 подают на входы блоков 7 структурной обработк причем на один из них уровни напряже кия - отсчеты синфазной, а на второй уровни напряжения отсчеты квадратуркной составляющих Фурье-спектра сигнагла (ly. Каждый из блсясов 7 структурной о&работки путем аналогового накоплений результата линейного весового преобразования упомянутых уровней напряжения отсчетов RgSp формирует на каждом своем к-ом (кебТЗ) пыходе в 1ш4|)овой форме отсчет к амплитуды уровня напряжения интеграль ной составляющей Фурье-спектра . После НИИ определяет значение к-го обобщенного параметра , 1, 2, 3) сигнала| ,г; . (3) м,г-цг: -( - для синфазной составляющей, а J, - для квадратурной составляющей Фурье-спектра). Набор отсчетов в цифровой фррме Мк}и (, 1,2, -3) с выходов блоков 7 структурной обработки поступает на соответствующие входы решающего блока 6. С выходов блока 6 после лог ческой обработки, основанной на реш&НИИ системы (3) относительно ,Ь F; согласно алгоритма М,2, „ лл гм; где М,,МдМз,М, , снимают оценки частот Г 1,2. Причем в качестве критерия перехода от алгоритма (4) к (5) служит числовое значение / 2, g / .А именно, при IZol 2. (2,- число, принятое за ма шинный О), реализуют алгоритм (4), а при I Z gi Z . означающее, что амплитуда одного из сигналов (S) рав на нулю, - (5). Автоматическое вхождение в работу бло ка 6, позволяющее реализовать указанны процедуры логической обработки обобщен ных параметров суперпозиции сигналов, определяется моментом времени появления на его управляющем входе импульса управления, Этот импульс формируют на выходе блока 20 выделения заднего Йронта в момент окончания интервала наблюдения. Формирование интегральных составляющих Фурье-спектра сигнала U (i-) обобщенных параметров Мц и М , (, 1, 2, 3) блоком 7 структурной обработки осуществляется следующим образом (рассмотрим обработку набора уровней напряжения отсчетов синфазной соста ляющей К g 5 р Фурье-спектра сигнала и (t) , идентичную с обработкой Л S ftl-Jp). Каждый блсж 7 структурной обработки содержит четыре блока Ij2 весового преобразования, входящих в состав цепочек 8-11. Причем на. первый вход блоков 12 весового преобразования, являющш ся одновременно первым входом блока 7 структурной обработки, с синфазного выхода блока 4 вычисления дисЗсретного пр&преобразования Фурье подают отсчет уровня напряжения R g S на второй (второй вход блока 7 структурнойобработки) -Re Si и т. д., на N ..вход ( N вход блока 7 структурной рбработ . ни) Re.S)jj . По значению RgSp(p 1,N, на каждо а р-ом выходе блока 7 «весового преобразования формируют уровень напряжения U5p( коэффициент весового суммирования) путем усиления р-го отсчета синфазной составляющей Фурье-спектра в К 5р раз Usp KgpRe-Sp pevi.; (j Здесь S - номер цепочки (S &, 9, 10, 11), т. е. Кдр - коэффициент усиле ния р-го отсчета блоком весового преоб|разования S -ой цепочки. Причем Kgp x(p) К9р Ч(р).Гр (Р) X(pV оЧ Гр.рдр pei.N, (7) где х(р) - коэффициент преобразования . (6), выбранный из условия (Л )г х1 р-2Ь2 .2,...,|. Xiap-l)) 793 Полученные уровни напряжения Uspc выходов блока 12 весового преобразования через 1сумматор 13 подводят ко входу а1шлого цифрового преобразователя 14 соответ.ствуюшей по номеру цепочки. Различие в коэффициенте преобразования для различных по номеру р-выходс в блока 12 весового преобразования обеспечивает совместно с сумматором 13 реализацшо практически точной операции интегрирования, т. е. на выходе сумматора 13 S -ой цепочки {S «8, 9, 10, 11 формируют уровень напряжент{Я, амплитуда которого равна здачению к-го обоб.щенного параметра М | сигнала Ll(t-) k е (АЗ) Амплитуда указанного напряжения аналогс -цифровым преобразователем 145-ой цепочки кодируется в цифровую форму. С выхода аналого-цифрового преобразователя 14 каждой из упомянутых цепочек 8-11 снимают в цифровой форме код ам№ литуды уровня напряжения, численно равного величине соответствующего обобщенного параметра Мц (, i, 2, З). Причем нулевой выход блока структурной обработки 7 соответствует выходу аналс го-цифрового преобразователя 14 депочки 8, первый выход () - выходу ана- лого-цифрового преобразователя 14 цепочки 9, второй выход () - выходу аналого-цифровЬго.преобразователя 14 цепочки 10, и наконец, третий выход () выходу аналого-цифрового преобрйзователя 14 цепочки 11. Процедура опре деления обобщенных параметров М)и М| и измерение частот Р (,2) повторяется если ко вхо ду панорамного измерителя частоты подводят следующий сигйап U (1). Объем аппаратуры в предлагаемом панорамном измерителе частоты сокращен. Кроме того, посзсольку в известном измерителе существует жесткая связь между количеством блоков разрешения и частотой дискретизации, то выход VS3 Строя одного из них приводит к резкому ухудшешпо точностных показателей и предлагаемый панорамный взмери- 1 тель частоты лишен этого недостатка, поскольку обобщенные параметры (как интегральные характеристики Фурьеспектра суперпозиции сигналов) мало Чувствительны к частоте дискретизации и вариации амплитуды отдельных отсчетов. Формула изобретения Панорамный измеритель частоты, содержащий квадратурный преобразователь частоты, сигнальный вход которого соединен через ключ блока управления с входом устройства, выходы квадратурного преобразователя частоты соединены с соответствующими входами блока выделения дискретного преобразования Фурье, управляющие входы квадратурного преобразователя частоты соединены соот ветственно с выходами квадратурного генератора и задающего генератора сигналов дискретизации, отличаю - щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены решающий блок и.два блока структурной обработки, каждый из которых содержит четыре цепочки, состоящий изпостедователГно Тоединенных блока весового преобразования, сумматора и аналого-цифрового пр&образовачеля, при этом входы блоков структурной; /обработки соответственно пошшючены к синфазным и квадратурным выходам блока вычисления дискретного преобразования Фурье, а выходы - к первым входам решающего блока, второй вход которого соединен с выходом блока управления. Источники информации, принятью во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 569961, кл. q 01 R 23/00, 2.Авторское свидетельство СССР N9 737857, кл. Q 01 R 23/ОО, 198О.
Ж
Т
Авторы
Даты
1982-05-23—Публикация
1980-07-18—Подача