Цифровой измеритель частоты

Цифровой измеритель частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ содержащий два идентичных канала, содержащих последовательно соединенные смеситель, фильтр низкой частоты , дискретизатор и аналого-цифровой Преобразователь, а также генератор частоты дискретизации, управляемый генератор частоты дискретизации, блок дискретного преобразования Фурье, квадратор, определитель максимума и интерполятор, причем первые входы смесителей соединены между собой и являются входом устройства, вторые входы смесителей соединены с выходами генератора частоты дискретизации , вторые входы дискретизаторов соединены с выходами управ11яемогс генератора частоты дискретизации, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами блока дискретного преобразования Фурье, а выхощл квадратора - с входами определителя максимума и первым входом интерполятора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с цеЛью повыше ния достоверности, в него введены сумматор, запоминающее устройство и блок сравнения оценок, причем выход блока дискретного преобразования Фурье соединен с входом (Л сумматора, выход которого соединен с входом квадратора, выход определителя максимума соединен с входом запоминающего устройства, выход § которого соединен с входом блока сравнения оценок, выход которого соединен с вторым входом интерполятора . ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ симл

РЕСПУБЛИК

m ЯОцр 1Д С 01 R 23/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ASTOPCN(MIV CHAEI%%IOÑÒÂÌ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЙ.(21) 3534915/18-21 (22) 04.01.83 (46) 07.05.84. Вюл. У 17 (72) В.И. Андриянов и А.А.Андреев (53),621 ° 317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 789852, кл. G 01 R 23/00, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

У 569961, кл. С 01 R 23/00, 1977. (54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ; содержащий два идентичных канала, .содержащих последовательно соединеннь1е смеситель, фильтр низкой частоты, дискретизатор и аналого-цифро« вой преобразователь, а также генератор частоты дискретизации, управляемый генератор частоты дискретизации, блок дискретного преобразования

Фурье, квадратор, определитель максимума и интерполятор, причем первые входы смесителей соединены между собой и являются входом устройства, вторые входы смесителей соединены с выходами генератора частоты дискретизации, вторые входы дискретизаторов соединены с выходами управляемогс генератора частоты дискретизации, выходы аналого-цифровых преобразователей соединены с входами блока дискретного преобразования Фурье, а выходы квадратора — с входами определителя максимума и первым входом интерполятора, о т л и ч а юшийся тем, что, с цеЛью повыше ния достоверности, в него введены сумматор, запоминающее устройство и блок сравнения оценок, причем выход блока дискретного преобразования Фурье соединен с входом сумматора, выход которого соединен с входом квадратора, выход определи- теля максимума соединен с входом запоминающего устройства, выход которого соединен с входом блока сравнения оценок, выход которого соединен с вторым входом интерполятора.

1091086

Изобретение относится к измерительной и радиолокационной технике.

Известны цифровые измерители частоты, содержащие генераторы, смесители, АЦП, преобразователи и фильтр

5 (13

Недостаток устройств - низкая помехоустойчивость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измеритель частоты, содержащий два идентичных канала, содержащих последовательно соединенные смеситель, фильтр низкой частоты, дискретизатор и аналого-цифровой

15 преобразователь, а также генератор частоты дискретизации, управляемый . генератор частоты дискретизации, блок дискретного преобразования

Фурье, квадратор, определитель максимума H интерполятор, причем первые входы смесителей соединены между собой и являются входом устройства, вторые входы смесителей

25 соединены с выходами генератора частоты дискретизации, вторые входы дискретнзаторов соединены с выходами управляемого генератора частоты дискретизации, выходы аналого-цифровых преобразователеи соединены

30 с входами блока дискретного преобразования Фурье, выход которого соединен с входом квадратора, входы определителя максимума и интерполя" тора соединены с выходами квадратора,35 а выход определителя максимума соединен с входом интерполятора (2).

Недостатком известного измерителя является малое быстродействие при изменяющемся значении отношения 4o сигнал/шум на входе.

Цель изобретения — повышение достоверности.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель частоты, содержащий два идентичных канала, содержащих последовательно соединенные смеситель, фильтр низкой частоты, дискретизатор и аналогоцифровой преобразователь, а также генератор частоты дискретизации, управляемый генератор частоты дискретизации, блок дискретного преобразования Фурье, квадратор, определитель максимума и интерполятор, причем первые входы смесителей соединены между собой и являются входом устройства, вторые входы смесителей соединены с выходами генератора частоты дискретизации, вторые входы дискретизаторов соединены с выходами управляемого генератора часто-ты дискретизации, выходы аналогоцифровых преобразователей соединены с входами блока дискретного преобразования Фурье, а выходы квадраторас входами определителя максимума и первым входом интерполятора, введены сумматор, запоминающее устройство и блок сравнения оценок, причем выход блока дискретного пре- . образования Фурье соединен с входом сумматора, выход которого соединен с входом квадратора, выход определителя максимума соединен с входом запоминающего устройства, выход которого соединен с входом блока сравнения оценок, выход которого соединен с вторым входом интерполятора.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Цифровой измеритель частоты включает в себя два идентичных канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные смесители 1 и 2,, фильтры 3 и 4 низкой частоты, дискретизаторы 5 и 6 и аналого-цифровые преобразователи 7 и 8, а также генератор 9 частоты дискретизации, управляемый генератор 10 частоты дискретизации, блок 11 дискретного преобразования Фурье, сумматор 12, квадратор 13, определитель 14 максимума, запоминающее устройство 15, интерполятор 16 и блок 17 сравнения оценок, причем первые входы смесителей 1 и 2 соединены между собой и являются входом устройства, вторые входы смесителей 1 и 2 соединены с выходами генератора 9, вторые входы дискретизаторов 5 и 6 соединены с выходами генератора 10, выходы преобразователей 7 и 8 соединены с входами блока 11, выход которого . соединен с входом сумматора 12, выход которого соединен с входом квадратора 13, выходы которого соединены с входами определителя 14 и первым входом интерполятора 16, выход определителя 14 соединен с входом запоминающего устройства 15, выход которого соединен с входом блока 17, выход которого соединен с вторым входом .интерполятора 16., 1091086

Измеритель работает следующим образом.

С помощью двух идентичных каналов генераторов 9 и 10 и блока 11 вычисляется комплексный спектр входного сигнала, который поступает на сумматор 12, где выполняется опера- . ция почленного сложения коэффициентов

Фурье - преобразования, формируемых

10 от, радиоимпульса к радиоимпульсу, согласно формуле (1)

В

S (n4f) =,, Я S> (nhf), (1?

15 где S (oaf ) — дискретные отсчеты комплексного спектра;

n = 0,1, ..., N-1;

Ь Е - частота дискретизации, выбранная согласно теореме

Котельникова;

1,2, ..., К - количество принятых радиоимпульсов.

На участке когерентности входного сигнала сложение дискретных отсчетов

25 спектров полезного сигнала происходит в фазе, а шумовые составляющие имеют случайный характер, вследствие этого компенсируют один другого.

Сформированный суммарный спектр поступает на квадратор 13, где нахо30 дится квадрат модулей дискретного комплексного спектра и формйруются отсчеты .энергетического спектра. В определителе 14„находится грубая оценка частоты Р, которая хранится 35 в запоминающем устройстве 15.

После получения нескольких Грубых оценок частоты в блоке сравнения . оценок выполняется операция сравнения оценок согласно формуле (2)

)Р . -F .) Ф 6f (2) ",4 Ж где Р— грубая оценка частоты, ч полученная по суммарномуспектру из i радиоимпуль" сов..

Если выполнение условия (2) соответствует выбранному критерию досто верности, например выполняется не менее трех раз подряд, то последняя оценка считается истинной Г, и ее значение поступает в интерполятор 16, на первый вход которого пос" тупают отсчеты суммарного энергетического спектра, сформированного из (i+1) радиоимпульсов. Интерполятор формулирует точную оценку, так как

1 при дискретизации .,возможно

2Т точное восстановление спектра в интервале между вычисленными спект-. ральными отсчетами с помощью ряда

Котельникова. Это позволяет определить точное значение координаты максимума энергетического спектра, т.е. получить оценку частоты, совпадающую в данном случае с оценкой максимального правдоподобия.

Таким образом, достоверность предлагаемого по сравнению с известным значительно улучшается при расширении относительного диапазона измерения отношений сигнал/шум выхОднОГО сиГнала»

1091086

Составитель В. Латышев

Техред Т.Иатоика

Редактор А. Курах

Корректор И. ШаРошн

Заказ 3075/41

Тираа 711

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4