Осциллографический фазометр

Осциллографический фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где применяются фазоманипулированные сигналы. Изобретение обеспечивает повьшение точности измерения и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сигнала путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркашьному и комбинационным каналам. Предложенный фазометр содержит генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, усилители 5 и 14 промежуточной частоты, ключи 6 и 23, линию 7 задержки, накопитель 8, ЭЛТ 9, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 90, усилитель 12, горизонтальный злектрод второй ЭЛТ 13, амплитудный детектор 20, вторую и третью линии задержки 21 и 24, элемент 22 совпадения, перемножитель 25 и фильтр 26. Накопитель 8, функциональная схема которого приводится в описании изобретения, содержит три блока умножения частоты, два анализатора спект ра, два блока сравнения, два пороговых элемента и элемент ИЛИ. 3 ил. (Л фие.1 N

СОЮЗ СОВЕТ(;НИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ъ (19) (111

1 А2 (.">1) 4 С 01 R 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1247778 (21) 4038064/24-21 (22) 19. 03. 86 (46) 15.08.87. Бюл. № 30 (72) В.И.Дикарев и В.В.Федоров (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1247778, кл. G 01 R 25/00, 29.10.84. ных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам. Предложенный фазометр содержит генератор

1 развертки, электрбнный коммутатор

2, гетеродин 3, смеситель 4, усилите ли 5 и 14 промежуточной частоты, клю чи 6 и 23, линию 7 задержки, накопитель 8, ЭЛТ 9, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 90, усилитель 12, горизонтальный электрод второй ЗЛТ 13, амплитудный детектор

20, вторую и третью линии задержки

21 и 24, элемент 22 совпадения, перемножитель 25 и фильтр 26. Накопитель .8, функциональная схема которого приводится в описании изобретения, содержит три блока умножения частоты, два анализатора спектра, два блока сравнения, два пороговых элемента и элемент ИЛИ. 3 ил.

I (54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ФАЗОИЕТР (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где применяются фазоманипулированные сигналы. Изобретение обеспечивает повьппение точности измерения и однозначности визуальнбй оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сигнала путем подавления ложОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

О .t Т

Df

55 1 т 1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где применяются фазоманипулированные

5 сигналы, Цель изобретения — повьппение точности измерения и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сиг- 1 нала путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого осциллографичесйого фазометра, на фиг. 2 — структурная схема накопителя, на фиг, 3 — временные диаграммы, поясняющие принцип подавления ложных сигналов.

Осциллографический фазометр содер-,.

?U жит генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель .4, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ 6, линию 7 задержки, накопитель 8, электроннолучевую труб- 25 ку 9, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 90, усилитель 12, горизонтальный электрод второй электроннолучевой трубки 13, второй усилитель 14, умножители 15 — 15 частоты, анализаторы 16,-16 спектра, блоки 17,-17 сравнения, пороговые элементы 18, -18>,,ýëåìåíò ИЛИ 19, амплитудный детектор 20, вторую линию

21 задержки, элемент 22 совпадения, второй ключ 23, третью линию задержки 24, перемножитель 25 и фильтр 26. !

Выход генератора 1 развертки соединен с соответствующим входом электроннолучевой трубки 9 и через последова- 40 тельно включенные электронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, второй вход которого является входом устройства, усилитель 5 промежуточной частоты, амплитудный детектор 20, 45 вторую линию 21 задержки, элемент 22 совпадения, второй ключ 23, третью линию 24 задержки, перемножитель

25, фильтр 26 и первый ключ 6 соединен с вертикальным отклоняющим элект- 50 родом второй электроннолучевой трубки 13, второй вход электронного коммутатора 2 соединен с вертикальным электродом электроннолучевой трубки

9, с управляющим входом первого ключа 6 и через первую линию 7. задержки с входом накопителя 8, второй вход которого соединен с выходом фильтра

26, а выход — с управляющим входом

81 2 электронного коммутатора 2. Дополнительно выход амплитудного детектора

20 соединен с вторым входом элемента

22 совпадения, а выход второго ключа

23 — с вторым входом перемножителя

25. Генератор 10 опорного напряжения соединен через последовательно вклю.ченные фазовращатель 11 и усилитель

12 с горизонтально отклоняющим электродом, а через второй усилитель 14 с вертикально отклоняющим электродом электроннолучевой трубки 13. Вторые электроды вертикальных и горизонтальных отклоняющих пластин электроннолучевых трубок 9 и 13 заземлены.

Осциллографический фазометр работает следующим образом.Просмотр зацанного диапазона частот осуществляется с помощью генератора 1 развертки, который периодически перестраивает частоту гетеродина 3. Одновременно генератор 1 развертки формирует горизонтальную развертку электроннолучевой трубки (ЭЛТ) 9, которая используется как ось частот, причем ее длина.соответствует полосе обзора частотного диапазона.

Принимаемый фазоманипулированный ,(ФИн) сигнал !

U (t) U, соя у, +с,(t)+ q,), где U G3,, T Ч, — амплитуда, несущая частота, длительность и начальная фаза. сигнала, cp„(t) — манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, поступает на первый вход смесителя

4, на второй вход которого подартся напряжение гетеродина 3 линейно изменяющейся частоты

U„(t) =Н.соз(сд t+ ii |t,t + q ), где U,È„, g — амплитуда, начальная частота и начальная фаза напряжения гетеродина;, — скорость изменения частоты гетеродина, На выходе смесителя 4.образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 5 промежуточной частоты вы1

ФМн-сигнала только по основному кана.лу на частоте у, (фиг. З,г). Данный импульс поступает на управляющий вход ключа 23, открывая его. В исходном состоянии ключи 6 и ?3 всегда закрыты. При этом сигнал Б„р (г.) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты через открытый ключ 23 поступает на вход перемножителя 25 и на вход линии 24 задержки, на выходе которой образуется сигнал

133058

0 t Т, передачи смеси-10

0 t Т

25

30 гдето =,с,1z Vf p""р

Fi б 2

2fnp . 2йпо

T, — -- Т = — --,.

8% З5

af, ьй

° 2 °

2 ц„,(t) деляется только напряжение промежуточной частоты

U, (t) =U, cos (а, t-cp (t)+ y t i ù„), 1 где U — -KU U пР 2 с г1

К вЂ” коэффициент теля, Я =Ц пр г — G3, — промежуточная частота, рг ЧсЭто напряжение .представляет собой преобразованный по частоте сигнал с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией (ЛЧИ-ФИн).

В процессе перестройки гетеродина

3 непрерывный ФМн-сигнал попадает в полосу пропускания hf óñèëèòåëÿ 5 промежуточной частоты четырежды: по зеркальному каналу на частоте Я, по основному каналу на частоте а, по первому комбинационному каналу на частоте(а „<и по второму комбинационному каналу на частоте а „ (фиг. 3).

При этом.на выходе амплитудного детектора 20 в каждом периоде T„ перестройки гетеродина 3 образуются 4 импульса (фиг. Зб) с параметрами .

U„(t)=U, (t- )=U COS(CJ (t-t,v )ц (g — q )+ у (t- )2+q ) где — время задержки линии 24 за."р держки.

Напряжение U„< (t) подается на вход перемножителя 25. Линия 24 задержки, перемножитель 25 и полосовой фильтр 26 образуют автокоррелятор, на выходе которого (фильтра 26) появляется сигнал биений

U (t) = U сов(а с+у t+tp ), частота сигнала биений, начальная фаза сигнала биений, ц „(t-,)-q„(t) . где T,, Т, — длительность и временной интервал между импульсами, образованными при приеме сигнала по основ- чО ному и зеркальному каналам;

,Т вЂ” длительность и временной интервал между импульсами, образованными при 45 приеме сигнала по первому и второму комбинационным каналам.

Указанные импульсы поступают на . 50 первый вход элемента 22 совпадения и на вход линии 21 задержки, время задержки которой выбирается равным а

Задержанные импульсы с выхода линии 21 задержки (фиг. З,h) поступают на второй вход элемента 22 совпадения, на выходе которого образуется один импульс, соответствующий приему

Указанный сигнал представляет собой фазоманипулированный сигнал на частоте биений wg,ëèíåéíàÿ частотная модуляция в нем уже отсутствует.

Сигнал U,(t) с выхода фильтра 26 поступает на вход накопителя 8, где он после накопления и превышения порогового уровня U„ воздействует на управляющий вход электронного коммутатора 2, отключая гетеродин 3 от генератора 1 развертки, на управляющий вход ключа 6,. открывая его, и на вертикальный электрод первой пары

ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. С этого момента процесс поиска ФМн-сигналов прекращается.

Накопитель 8 может быть выполнен в различных вариантах.

Накопитель, показанный на фиг.2, представляет собой три параллельно включенных канала, сбединенных с пер25

= Б соз(8а,е+8< „р ) .

Т

5 13305 вым входом. Каждый из каналов, например первый,. содержит последовательно включенные умножитель 15,, анализатор 16 спектра, блок 17, сравнения и пороговый элемент 18, . Вторые входы пороговых элементов 18 соединены с вторым входом накопителя, а выходы пороговых элементов, являющиеся выходами каждого канала, соединены с входами элемента ИЛИ 19, выход ко- 10 торого является выходом накопителя.

Первый вход накопителя через дополнительный анализатор 16» спектра соединен с вторыми входами блоков 17„-173 сравнения, а умножители 15», 15 и 15

15> частоты имеют коэффициенты умножения соответственно 2,4,8.

Если на вход накопителя 8 поступает ФМн сигнал (

U» (t) U> cos (22

U (t) U cos(42

Так как 2 „, (й) = 0,2 » 4(У„()

0,4; 8 g „, (t) = 0,8 »», то в указанных колебаниях манипуляции. фазы Уже отсутствуют. Ширина спектра второй гармоники A f, четвертой <йа и восьмой дЙ определяется длительностью

cHrHazza (sf = f = hf - 1/Т,), тогда как ширина спектра ФМн-сигнала определяется длительностью его эле1 ментарных посылок. (hf = - -, т.е. н ширина спектра указанных гармоник стала в N pas меньше ширины спектра входного сигнала:

Следовательно, при умножении частоты ФМн-сигнала на два, четыре и восемь спектр ."сворачивается" в N раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе накопиТеля меньше мощности шумов. Ширина

° 1спектра sf входного сигнала измеряется с помощью анализатора 16, спектра, ширина спектра второй д f, четвер81 6 той 4f4 и восьмой а f гармоник сигнала измеряется с помощью анализаторов

16, 16 и 16а =пектра соответственно. Напряжения О,, У, Б, пропорциональные ЬЙ,, nf4 и n f соответственно, с выходов анализаторов 161, 16 и 16а спектра поступают на первые входы блоков 17< 172 и 173 сравнения, на вторые входы которых подается напряжение U с выхода анализатора

16» спектра, пропорциональное g f

С

Так как <» )) У<, <» » У, U w U, то на выходе блоков 17,, 17 и 17 образуются положительные .импульсы, которые превышают пороговый уровень U„,», в пороговых элементах 18» 18 и 18 и через элемент ИЛИ 19 поступают на выход.

Если на вход накопителя 8 поступает сигнал с двукратной фазовой манипуляцией (ФМ»», q „(t) = 0, II /2,»

3/2»<), то на выходе умножителя 15» частоты на два, образуется фазоманипулированный сигнал (

2»<, 3»i), а на выходах умножителей 15

2 и 15 частоты на четыре и восемь образуются гармонические колебания

V,(t) и У. (t) соответственно, т.е, в указанных каналах осуществляется свертка входного сигнала.

Если на вход устройства поступает сигнал с трехкратной фазовой манин»» 3 пуляцией» ц (t) = 0 к< 4 ° 2 а

»<

5 3,- 7 l — — Н ---ll — — II) тО Свертка

4 2 4 его спектра осуществляется только на выходе умножителя 15 частоты на восемь; при этом положительное напряжение формируется только на выходе блока 17З сравнения.

Время накопления и пороговый уровень в накопителе 8 выбирают такими, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи. При этом на экране ЭЛТ

9 образуется импульс (частотная метка), положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту принимаемого

ФМн-сигнала.

Для визуальной оценки величины скачков фазы h

10 опорного напряжения, частота Яо„ которого равна частоте биения и при5 нимаемого ФМн-сигнала (Q> Q«) . На133Г 581

gbua 2 пряжение генератора 10 поступает через усилитель 14 на вертикальный электрод, а через фазовращатель 11 и усилитель 12 — на горизонтальный элект5 род второй ЭЛТ 13, на управляющий электрод которой через открытый ключ

6 поступает ФМн-сигнал Ub(t) с выхода полосового фильтра 26. Следовательно, напряжение генератора 10 йспользуется для образования круговой развертки луча ЭЛТ 13, а принимаемый

ФМн сигнал на частоте биений осуществляет модуляцию его яркости. На экране ЭЛТ 13 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности. Количество точек определяет кратность фазовой манипуляции m а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемого ФМн-сигнала. При неравенстве частот у „ и ы 5 якркостные метки будут двигаться по окружности с разностной частотой.

Время задержки линии 7 задерж is

5 ки выбирают таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ФМн-сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах ЭЛТ 9 и 13. По истечении этого времени напряжение с выхода линии 7 задержки поступает на вход сброса накопителя

8 и сбрасывает его элементы 18,, 18 и 18э в начальное состояние. При г этом электронный коммутатор 2 переводится в свое исходное состояние, 35 при котором гетеродин 3 оказывается подключенным к выходу генератора 1 развертки, а ключ 6 закрывается. С этого момента просмотр заданного частотного диапазона и поиск ФМн сигналов прекращаются. В случае обнаружения следующего ФМн-сигнала фазометр работает аналогично описанному.

Таким образом, предлагаемый осциллографический фазометр обеспечивает повышение точности и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого ФМн-сигнала, что достигается путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

Формула и э о б р е т ения

Осциллографический фазометр по авт. св. - 1247778, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сигнала путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, в него введены последовательно включенные между выхо-. дом усилителя промежуточной частоты и входами ключа и накопителя амплитудный детектор, вторая линия задержки, элемент совпадения, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, второй ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, третья линия задержки, перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, и полосовой фильтр.

1330581

Составитель А.Шубин

Редактор А.Лежнина Техред В .Кадар, Корректор А.Зимокосов

Заказ 3579/48 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4