Устройство для измерения несущей частоты радиоимпульсов Советский патент 1982 года по МПК G01R23/10 

{5+)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕСУЩЕЙ ЧАСТОТЫ РАДИОИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к измерите :ной технике и может быть использова для измерения частоты заполнения ра диоимпульсов. Известны устройства для измерени частоты заполнения радиоимпульсов, содержащие опорный генератор, временные селекторы, счетчики 1 . Недостатком данных устройств является низкая точность определения несущей частоты радиоимпульсов, так как прохождение радиоимпульсов по приемному трай:ту и детектирование радиоимпульсов сопрово)хдается искажением формы видеоимпульсов, по этому длительности управляющих виде оимпульсов с выхода детектора, формируемых для коммутации временных селекторов отличаются от длительнос тей радиоимпульсов, подаваемых на вход счетчика, а моменты появления первого и последнего измеряемых высокочастотных ВЧ импульсов на интервале видеоимпульса не совпадаЮТ с передним и задним фронтом видео импульса и смещены на интервал, который может принимать случайные значения от О до Тс{где Тс - период измеряемого колебания). Это приводит к ошибке измерения на каждом видеоимпульсе на -±1 импульс, а при составлении интервала измерения из N видеоимпульсов ошибка измерения может достичь величины+N. Известно устройство, содержащее опорный генератор, временные селекторы, детектор, формирователь, три|- гер, счетчик и формирователь временного интервала, состоящий из счет чика, сумматора кодов, элемента памяти 2. В данном устройстве осуществляется формирование временного интервала из отрезков видеоимпульсов, длительность которых кратна периоду повторения измеряемых импульсов, поэтому данное устройство позволяет измерять несущую частоту радиоимпульсов с вы3 . 9 сокой точностью, равной точности час тотомеров с непрерывным счетом на выбранном интервале измерения. Однако оно является сложным, так как временной интервал формируется путем суммирования кодов числа опорных импульсов с помощью комбинационного двоично-десятичного сумматора, который яв-ляется достаточно сложным при построении его на логических эле ментах И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ и элемента памяти на отрезках видеоимпульсов, фор мируемых детектором, который также усложняет устройство. Кроме того, многоразрядный комбинационный сумматор обладает низким быстродействием и для повышения быстродействия приходится применять дополнительные схемы ускоренного переноса, которые также усложняют устройство. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения несущей частоты радиоимпульсов, содержащее временной селектор,, счетчик опорной частоты, счетчик измеряемой частоты, формирователь,. триггер, генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом временного селектора, второй вход которого соединен с выходом триггера, S-вход которого подключен к выходу формирователя, первый вход которого соединен с входной шиной устройства введены одновибратор, дополнительный временной селектор, дополнительный счетчик и делитель, счетный вход ко торого соединен с первым входом дополнительного временного селектора, со счетным входом дополнительного счетчика и выходом временного селек тора, вход записи делителя соединен с установочным входом дополнительного счетчика, с входом счетчика из меряемой частоты и с выходом формирователя, выход делителя подключен к R-входу триггера, выход которого соединен с входами временного селек тора и одновибратора, выход которог подключен к второму входу дополнительного временного селектора, выход которого соединен со счетчиком опорных импульсов, выход которого подключен к второму входу формирова теля, выходы дополнительного счетчика соединены с дополнительными вх дами делителя. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство для измерения несущей частоты радиоимпульсов содержит генератор 1 опорной частоты, временной селектор 2, дополнительный временной селектор 3, счетчик 4 опорных импульсов, формирователь 5 счетчик 6 измеряемой частоты, триггер 7, одновибратор 8, дополнительный счетчик 9, делитель 10, Выход генератора 1 опорной частоты через временной селектор 2 подключен к счетным входам счетчиков 9 делителя 10, к первому входу временного селектора 3, выход которого подключен к входу счетчика 4, а выход счетчика k соединен с блокировочным входом формирователя 5, счетный вход которого соединен с входом устройства, а выход формирователя 5 с входом установки единицы триггера 7 ,со счетным входом счетчика 6,с установочным входом счетчика 9 и с входом записи делителя 10, установочные входы которого подключены к выходам счетчика 9, а выход делителя 10 соединен с входом установки нуля триггера 7, а выход триггера 7 соединен с входом одновибратора 8, выход которого подключен к второму входу временного селектора 3. Сущность предложенного изобрете- ния заключается в формировании цифровым способом управляющих видеоимпульсов на выходе триггера длительностью равной сумме периодов ВЧ импульсов пачки и использовании данных импульсов для коммутации счетчика опорных импульсов, предназначенного для формирования временного интервала. Упрощение устройства достигается за счет исключения видеодетектора и узлов, позволяющих корректировать длительность видеоимпульсов с целью формирования временного интервала из отрезков, кратных периоду входных ВЧ импульсов. Устройство для измерения несущей частоты радиоимпульсов работает следующим образом. В начальный момент измерения производится установка триггера 7 и счетчиков , 6 и 9.делители 10 в нулевое состояние, при этом на выходе счетчика 4 имеет место единич.ный потенциал (цепи установки на схеме не показаны. Пачки радиоимпульсов поступают на вход формирователя 5, который вырабатывает короткие положительные импульсы, подсчитываемые счетчиком 6 на заданном временно интервале. Первым ВЧ импульсом первой па ки производится запись на установоч ные входы делителя 10 нулевого ко да с выходов дополнительного счетчика 9 и установка триггера 7 в еди ничное состоянние. Этим же импульсом несколько заде1эжанным, производится установка дополнительного счетчика 9 в исходное состояние, соответствующее коду некоторого числа К ( например, или 3J. В момент установки триггера 7 в единичное состояние положительным перепадом запускается одновибратор 8, формирующий отрицательный импульс длительностью, равной периоду опорной частоты Т, умноженному на число К, которое устанавливается в счетчике 9 в начальный момент, а на входы дополнительного счетчика 9 и делителя 10 через временной селектор 2 начинают поступать импульсы с {выхода генератора 1 опорной частоты при этом делитель 10 на интервале ме ду первым и вторым ВЧ импульсами пер ВОЙ пачки не считает опорные импул сы, так как на установочные входы за писан нулевой код, задающий коэффициент деления данного делителя. На вход счетчика k опорные импульсы начинают поступать через дополнительный временной селектор 3 в момент окончания выходного импульса одновиб ратора 8, т.е. с задержкой на К периодов опорных импульсов относительно первого измеряемого ВЧ импульса. С приходом второго ВЧ импульса пе вой пачки производится запись на установочные входы делителя Л О кода числа опорных импульсов, подсчитанных дополнительным счетчиком 9 на интервале между первым и вторым вход ными ВЧ импульсами с учетом начальной установки дополнительного счетчика 9. Этим же импульсом, несколько задержанным, производится установка дополнительного счетчика 9 в исходное состояние, соответствующее коду некоторого числа (например,2 или 3). На интервале между вторым и третьим входными ВЧ импульсами, а также между последующими ВЧ импульсами пер вой пачки,дополнительный счетчик 9 подсчитывает опорные импульсы с уче906том начальной устьновки, а делител) JO - в соответствии с установленным коэффициентом деления по установочным входам, при этом переполнение делителя 10 не происходит, так как число опорных импульсов, поступивших на его вход на данном интервале, меньше на 2 или 3 числа, записанного по установочным входам. После поступления последнего ВЧ импульса первой пачки на выходе делителя 10 после подсчета числа опорных импульсов, равного установленному коэффициенту деления, формируется импульс, который устанавливает триггер 7 в нулевое состояние, при этом временной селектор 2 блокируется на время паузы,и поступление опорных импульсов на счетные входы счетчиков и 9 и делителя 10 в паузе прекращается. Таким образом, на выходе триггера. 7 формируется управляющий импульс, открывающий временной селектор 2 длительностью Т, п где п, - число ВЧ импульсов в первой пачке, Т(. - период ВЧ импульсов пачки, - интервал, соответствующий времени счета лишних К-импулъсов делителем 10 перед формированием выходного импульса делителя 10. Однако,на счетчик. опорные импульсы поступают на интервале п-Т за счет блокировки временного селектора импульсом с выхода одновибратора 8 длительностью К-То. С приходом первого ВЧ импульса второй пачки производится запись на установочные входы делителя 10 кода числа-импульсов, подсчитанных дополнительным счетчиком 9 на интервале между последним ВЧ импульсом первой пачки и задним фронтом импульса с выхода триггера 7, и установка триггера 7 в единичное состояние. Этим же импульсом, несколько задержанным, производится установка дополнительного счетчика 9 в исходное состояние, а передним фронтом импульса с выхода триггера 7 запускается одновибратор 8, формирующий отрицательный импульс длительностью и процессы подсчета счетчиком 6 числа п измеряемых ВЧ импульсов во второй пачке, счетчиком 4, формирующим временной интервал, числа опорных импульсов на интервале и формирование триггером 7, дополнительным счетмиком 9, делителем 10 управляющего импульса длительностью TQ повторяется. При этом сшивание временного интервала не сказывается на точности измерения несущей частоты. Во время действия следующих пачек радиоимпульсов процесс измерения несущей частоты продолжается. В момент окончания формирования заданного вре менного интервала на выходе счетчика 4 формируется нулевой потенциал, блокирующий формирователь 5 по блокировочному входу и поступление измеряемых ВЧ импульсов на вход счетчика 6 прекращается. После прохождения последнего измеряемого ВЧ импульса на выходе делителя 10 после подсчета числа опорных импульсов, равного коэффициенту деления, формируется импульс, устанавливающий триггер 7 в нулевое состояние, при этом временной селектор 2 блокируется и поступление опорных импульсов на счетчики прекращается. Код измеренной несущей частоты ра диоимпульсов может быть использован для дальнейшей обработки в приемоана лизирующей аппаратуре, либо выведен на индикаторное устройство. Погрешность измерения несущей частсггы радиоимпульсов в предлагаемом устройстве, как и в известном, не пр вышает погрешности измерения частоты непрерывных импульсных последователь ностей обычным частотомером на одина ковых временных интервалах, однако предлагаемое устройство является зна чительно проще и надежнее известного за счет исключения амплитудного детектора и упрощения формирователя временного интервала. Так при 10 мГц, f 1 мГц,Г4 100 МКС, Т,д 10 мс при построении в известном устройстве исключенных узлов сумматора кодов, элемента памяти, элемента ИЛИ требуется соответственно пять микросхем 133ИМЗ, пять микро схем 133ТМ7, одна микросхема 133ЛЛ1. Кроме того, необходимо двадцать различных микросхем серии 133 при построении дешифратора в пяти разрядах двоично-десятичного сумматора, применение схем ускоренного переноса и аналоговых элементов при построении амплитудного детектора. 93 8 При построении в предлагаемом устройстве при тех же параметрах сигналов вновь введенных узлов одновибратора 8, счетчика 9, делителя 10 требуется соответственно одна микрохема 133ЛАЗ, две .микросхемы 133ИЕ6, две микросхемы 133ИЕ6, при этом полностью исключаются аналоговые узлы , снижающие надежность устройства. Таким образом, введение в устройство для измерения несущей частоты радиоимпульсов одновибратора, временного селектора, дополнительного сметчика и делителя позволяет значительно упростить устройство при сохранении высокой точности измерений и повысить надежность. Формула изобретения Устройство для измерения несущей частоты радиоимпульсов, содержащее временной селектор, счетчик опорной ч,астоты, счетчик измеряемой частоты формирователь;Триггер, генератор опорной частоты, выход которого соединен с первым входом временного селектора, второй вход которого соединен с выходом триггера, S-вход которого подключен к выходу формирователя, первый вход которого соединен с входной шиной устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства в него введены одновибратор, дополнительный временной селектор, дополнительный счетчик и делитель, счетный вход которого соединен с первым входом дополнительного временного ce-i лектора, со счетным входом дополнительного счетчика и с выходом временного селектора, вход записи делителя соединен с установочным входом дополнительного счетчика, с входом счетчика измеряемой частоты и с выходом формирователя, выход делителя подключен к R-входу триггера, выход которого соединен с входами временного селектора и одновибратора, выход которого подключен к второму входу дополнительного временного селектора, выход которого соединен со счетчиком опорных импульсов, выход которого подключен к второму входу формирователя,при этом выходы дополнительного счетчика соединены с дополнительными входами делителя.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 260397, 13.09.78.