Устройство для измерения частотного сдвига сигналов частотного телеграфирования Советский патент 1982 года по МПК G01R23/02 

Изобретение относится к радиоизме рениям. Известно устройство для измерения частоты радиоимпульсов, содержащее сумматор, формирователь управляющих импульсов, ключ, перестраиваемый генератор, частотомер, элементы задержки, блок масштабирования, нормирователи импульсов, фазовый детектор блок режима, осциллографический индикатор, блок синхронизации .1. Данное устройство не обеспечивает надежного и точного определения час тотного сдвига сигналов. Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее опорный генератор, выход которого соединен с первыми входами двух формирователей временных интервалов, вторые входы которых соединены с шиной сигнала управления и выходом элемента НЕ, и входами управляемого элемента ИЛИ, другие входы которого соединены с выходами формирователей временных интервалов, а выход подключен к входу управления ключом, включенным между входной шиной и входом реверсивного счетчика, второй вход которого х:оединен с шиной сигнала управления f2j. Недостатком данного устройства является невысокая точность. Цель изобретения достигается тем, что в устройство, содержащее опорный генератор, элемент НЕ, вход которого соединен с шиной сигнала управления и первыми входами элемента И-ИЛИ и реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого сое динен с входной шиной, два формирователя временных интервалов, выходы которых соединены с вторым и третьим входами элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход элемента НЕ соединен с вторым входом ключа, введены второй реверсивный счетчик, элемент ИЛИ, элемент И, два триггера, формирователь фронтов и пять ключей, первые входы второго,,третьего, четвертого и пятого из которых соединены с первым входом второго реверсивного сметчика и выходом шестого ключ один вход которого соединен с выходом опорного генератора, а второй вход подключен к третьему входу первого ключа и выходу первого триггера один вход которого соединен с входной шиной, а второй -с выходом формирователя фронтов и первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены поразрядно с выходами второго рюверсивного счетчика, второй вход которого подключен к первому входу элемента И и первому выходу второго триггера, третий вход которого подключен к дополнительному выходу второго реверсивного счетчика, а вто рой выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого ключей, входы первого формирователя временных интервалов подключе ны к выходам второго и третьего ключей, входы второго формирователя вре менных интервалов подключены к выходам четвертого и пятого ключей, второй вход второго и третий вход четвертого ключей соединены с шиной управляющего сигнала, второй вход пятого и третий вход третьего ключей подключены к выходу элемента НЕ, тре тий вход второго и четвертый вход третьего ключей соединен с выходом первого формирователя временных интервалов, а третий вход пятого и чет вертый вход четвертого ключей соединены с выходом второго формирователя временных интервалов, причем выхоД первого ключа соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к третьему входу второго реверсивного счетчика. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит опорный генератор , ключи 2-7 реверсивные сче чики 8 и 9; формирователи 10 и 11 временных интервалов, формирователь 12 фронтов, элемент 13 Н, триггеры 1 и J5, элемент И-ИЛИ 16, элемент ИЛИ 17, элемент 18. На входную шину 19 подан измер/яемый сигнал, а, на шину 20 - сигнал управления. Устройство работает следующим образом. В начальный момент измерений производится установка счетчиков 8 и 3 в нулевое состояние, триггеров 1 и 15 - в единичное состояние (цепи установки на чертеже не показаны/. Исследуемый сигнал, состоящий из двух высокочастотных колебаний с частотами f и f, поступает на шину 19, а управлякщие импульсы, формируемые путем-детектирования входного сигнала - на шину 20. За счет искажений при детектировании входного сигнала и при формировании управляющих импульсов, а также вследствие ряда других дестабилизирующих факторов, расстояния между передним фронтом видеоимпульса и первым высокочастотным ВЧ импульсом частоты f и между последним, ВЧ импульсом частоты f и задним фронтом видеоимпульса являются случайными величинами и могут принимать значения от О до Txf. Аналогичные интервалы в моменты отжатия также являются случайными величинами и имеют случайные длительности от О до Tg. Повышение точности измерения частотного сдвига сигналов осуществляется формированием временных интервалов для суммирования импульсов частоты f и вычитания импульсов частоты f путем подсчета импульсов опорной частоты на отрезках видеоимпульсов, кратных периодам повторения Т и Т частот нажатия и,отжатия. Для исключения начальных участков видеоимпульсов и пауз осуществляется синхронизация передних фронтов импульсов и пауз первыми ВЧ импульсами соответствующих частот. Для этого производится выделение переднего и заднего фронтов импульсов с помощью формирователя 12. На вход установки единицы триггера Ik поступают входные импульсы. Каждым первым ВЧ импульсом частоты f или f2. производится установка триггера I в единичное состояние, а каждым другим импульсом осуществляется сброс три|- гбра в нулевое состояние. Сформированные таким образом импульсы с выхода триггера k подаются на управляю-, щий вход ключа 7 и запрещают прохождение импульсов, необходимых для формирования временных интервалов, на отрезках между фронтами управляю го импульса и первым ВЧ импульсами частот С) и f. На вход ключа 3 пос тупают управляющие импульсы, а на вход ключа 6 - импульсы с выхода эл мента 13, поэтому импульсы опорной частоты поступают на вход формирователя 10 только в моменты нажатия а на вход формирователя 11 - только в моменты отжатия. Формирователь 10предназначен для формирования вр менного интервала, на котором осуществляется статистическое суммирование частоты ff , .формирователь 11предназначен для формирования временного интервала, на котором осуществляется статистическое вычитание частоты f-2.Рассмотрим принцип формирования временных интервалов для суммирования импульсов частоты и для вычитания импульсов частоты f2 путем подсчета импульсов опорной частоты на отрезках управляющих импульсов, имеющих длительности, кратные периодам Т и Т измеряемых частот f. и Во время действия первого управляющего импульса на вход формирователя 10 поступают импульсы. Одновременно на вход счетчика 9 работающего в режиме сложения, поступают опор ные импульсы. Счетчик 9 подсчитывает импульсы и каждым измеряемым импульсом частоты устанавливается в нулевое состояние. Импульсы с выхода ключа 2, открытого по блокировочному входу в течение заданных временных интервалов измерения, отличаются тем что вследствие инерционности три|- гера k первые ВЧ импульсы частот Ь и fj на интервале каждого импульса на выход ключа 2 не проходят. На интервале первого импульса меж ду последним ВЧ импульсом и задним фронтом упомянутого импульса счетчик 9подсчитывает импульсов с ключа Импульсом, соответствующим заднему фронту первого импульса, триггер 15 устанавливается в нулевое состояние и переводит счетчик 9 в режим вычитания. Одновременно с инверсного выхода триггера 15 единичный потенциал подается на вход ключа k. Во время паузы ключи 3 и 5 закрыты, а ключи и 6 - открыты. На вычитающий вход формирователя 10через ключ k поступают опорные импульсы. Одновременно опорные импульсы поступают на вход счетчика 9. При под.счете п импульсов опорной частоты на выходе счетчика 9 формируется полсжитёльный перепад, устанавливающий триггер 15 в единичное состояние, при этом ключ k закрывается, а счетчик 9 приводится в режим сложения. При работе счетчика 9 в режиме вычитания установка в нулевое состояние счетЧика 9 не производится. Таким образом, к приходу второго управляющего импульса число опорных импульсов, подсчитанных формирователем JO на интервале первого импульса, равно числу огюрных импульсов между первым и последним ВЧ импульсами частоты f. на интервале первого управляющего импульса. Во действия первой паузы на вход формирователя 11 поступают импульсы с выхода ключа 6. Счетчик 9 считает импульсы с ключа 7 и с каждым импульсом частоты fj сбрасывается в нулевое состояние. На интервале первой паузы между последним ВЧ импульсом и задним фронтом импульса счетчик подсчитывает П2 импульсов. Импульсом, соответствующим заднему фрон/ ту первого импульса триггер 15 устанавливается в нулевое состояние, переводит счетчик 9 в режим вычитания и открывает ключ 5. Во время действия второго управляющего импульса на вход формирователя 11 через открытый ключ 5 поступают импульсы с ключа 5. При подсчете счетчиком 9 п 2. импульсов, на выходе заема счетчика формируется положительный перепад, устанавливающий триггер 15 в единичное состояние. При этом счетчик 9 переводится в режим сложения, а поступление импульсов на вычитывающий вход формирова- теля П прекращается. Таким образом, к приходу второй паузы число опорных импульсов, подсчитанных формирователем 11, на интервале первой паузы, равно числу опорных Импульсов между первым и последним ВЧ импульсом частоты f на данном интервале. Во время действия второго и последующего управляющих импульсов, формирователь 10 подсчитывает опорные импульсы и в паузах считывает импульсы, число которых равно числу опорных импульсов, подсчитанных формирователем 10 на интервале между последним ВЧ импульсом частоты f и 793 задним фронтом управляющего импульса. Аналогично во время действия второй и последующих пауз формирователь 11 подсчитывает опорные импульсы и в время действия управляющих импульсов считывает импульсы на выходе ключа 5 число которых равно числу опорных импульсов, подсчитанных формирователем 11 на интервале между последним ВЧ импульсом частоты f и задним фро том паузы. При этом, если фронт управляющих импульсов совпадает с входным импульсом, то счетчик 9 находится в данный момент в нулевом состоянии, поэтому на выходе элемента 1 7 в данный момент будет нулевой потенциал, запрещающий перебрасывание триггера 15 в нулевое состояние на вычитающий вход соответствующего формирователя поступление опорных импульсов после окончания соответствующего импульса или паузы не производится. Во время формирования временных интервалов счетчик 8 во время действия управляющих импульсов осуществляет суммирование импульсов частоты fj , а во время действия пауз-вычитание импульсов, частоты f. Режим работы счетчика 8 обеспечивается управляющими импульсами, поступающими на вход переключения реверса данного счетчика. Временные интервалы суммирования частоты f и вычитания часто ты f/j выбираются одинаковыми, однако формируются они в различные моменты времени. В момент окончания формирования одного из временных интервалов (для примера интервала суммирования) осуществляется блокировка соответствующих ключей по входам, соединенных с выходом соответствующего формирователя 10 и М и соответствующего входа управляемого элемента 1б, и производится досчет другого временного интервала и соответствующей измеряемой частоты. Счетчик 8, несмотря на изменение режима работы за счет поступления управляющего си1- нала,работает только в том режиме, в котором осуществляется досчет со ответствующей частоты, так как в дру гом режиме осуществляется блокировка ключа 2 выходным сигналом элемен.та 1б. В момент окончания второго временного интервала осуществляется блокировка входных ключей формироателя и второго сигнального входа лемента 16, Таким образом, ключи и ормирователи заблокированы и реультат измерения частотного сдвига игнала сохраняется до следующей усановки счетчика в нулевое состояние. ледовательно, ошибки при формироваии временных интервалов не накаплива тся, поэтому точность измерения часот f и f2.,a следовательно разности частот повышается. Формула изобретения Устройство для измерения частотного сдвига сигналов частотного телеграфирования, содержащее опорный генератор, элемент НЕ, вход которого соединен с шиной сигнала управления и первыми входами элемента ИИЛИ и реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого соединен с входной шиной, два формирователя временных интервалов, выходы соединены с вторым и третьим входами элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход элемента НЕ соединен с вторым входом ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй реверсивный счетчик, элемент ИЛИ, элемент И, два триггера, формирователь фронтов и пять ключей, первые входы второго, третьего, четвертого и пятого из которых соединены с первым входом второго реверсивного счетчика и выходом шестого ключа, один вход которого соединен с выходом опорного генератора, а второй вход подключен к третьему входу первого ключа и выходу первого триггера, один вход которого соединен с входной шиной, а второй - с выходом формирователя фронтов и первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены поразрядно с выходами второго реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к первому входу элемента И и первому выходу второго триггера, третий вход которого подключен к дополнительному выходу второго реверсивного счетчика, а второй выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого ключей, входы первого формирователя временных интервалов