Осциллографический фазометр

Осциллографический фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в радиолокации и связи, где широко применяются сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Фазометр содержит генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ 6, линию 7 задержки , накопитель 8, ЭЛТ 9 и 13, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 90°, усилители 12 и 14 и амплитудный ограничитель 15. Введение перемножителя 16, полосового фильтра 17 и ЭЛТ 18 позволяет не только оценить фазовый сдвиг между двумя гармоническими сигналами и осуществить поиск в заданном диапазоне частот фазоманипулированных сигналов и визуальную оценку их основных параметров , но и обеспечить поиск в заданном диапазоне частот сигналов с ампли- s тудной модуляцией и сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией и визуальную оценку их основных параметров. 3 ил. S сл тВлод гю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()1) 4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1247778 (21) 4007135/24-21 (22) 13.01.86 (46) 15.09.87. Вюл. Ф 34 (72) В.И.Дикарев, В.В.Федоров и И,Г.Уразбахтин (53) 621.317 (088,.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1247778, кл. G 01 R 25/00, 29.10.84. (54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ФАЗОИЕТР (57) Изобретение может быть использовано в радиолокации и связи, где широко применяются сигналы с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. Фазометр содержит генератор 1 развертки, элек„„SU„„1337808 А 2 тронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточ- ной частоты, ключ 6, линию 7 задержки, накопитель 8, ЭЛТ 9 и 13, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 90, усилители 12 и 14 и амплитудный ограничитель 15. Введение перемножителя 16, полосового фильтра 17 и ЭЛТ 18 позволяет не только оценить фазовый сдвиг между двумя гармоническими сигналами и осуществить поиск в заданном диапазоне частот фазоманипулированных сигналов и визуальную оценку их основных параметров, но и обеспечить поиск в заданном диапазоне частот сигналов с амплитудной модуляцией и сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией и визуальную оценку их основных параметров ° 3 ил.

1 1337808 2

25

35 с его 1311ходом, а выход соединен с вторым входом электронного коммутатора

2 и вертикальным электродом ЭЛТ 9, IopHэонтальный электрод KQTopoH соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. К выходу амплитудного

<граничителя 15 последовательно подключены к:ввч б, второй вход которого соединен с выходом накопителя 8, п<.pe«H0mIтель 16, второй вход которого со< дггнен с входом фаэометра, iIОлOCOI30й <111гльTp 1 7 11 перTHKII IBHbIH электрод Х1Т 18, I opiisoнтальг<ый

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где применяются сигналы с комбинирован вЂ, ной амплитудной модуляцией и фаэовой манипуляцией (А31-ФМн).

Целью изобретения является рас1ггирение функциональньгх возможностей фазометра путем поиска по частоте 1ð сигнала с комбиниронанной амплитудной модуляцией и фаэовой манипуляцией.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого фазометра; на фиг.2 — осциллограммы для сигналов с различной кратностью фазовой манипуляции; на фиг.3 — с груктурная схема накопителя.

Фазометр содержит последовательно нключенные генератор 1 развертки, 2р электронный коммутатор 2, гетеродин

3, смеситель 4, усилите Ib 5 промежу-

T0чной час-.оты, ключ 6, линию 7 задержки, накопитель 8, первую ЭЛТ 9, генератор 10 опорного напряжения, C ф..<эовращатель 11 на 90, усилитель

12, вторую 3JIT 13, усилитель 14, амп.гитудный 01 раничитель 15, перемножитель 16, полосовой фильтр 17 и третью Э:П 18. 30

Накопитель 8 (фиг.3) содержит умножители 19,, 19„ 11 19э частоты

co0тветственн0 на два, четыре и восемь, anna<1»saTopII 20, 2<1,, 20,, 20 спектра, блоки 21, у 21„ и 21., сравнения, пороговые элементы 22<, 22 и 22, и элемент ЮП! 23.

В ос1гиллографическом фазометре последовательно соедггненьг генератор

1 ра.

2, гt терод11H cмеситель 4, второй

ВХОД КотОРОГО СОЕДИIIЕН С ВХОДОМ фазометра, усилитель 5 промежуточной частоты, амплитудный ограничитель

15 и накопитель 8, второй вход которого черс3:гинию 7 задержки соединен электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. К выходу генератора 10 опорного напряжения последовательно подключены фазовращатель 11 на 90, усилитель

12 и горизонтальный электрод 3JIT 13, вертикальный электрод которой через усилитель 14 соединен с выходом генератора 10 опорного напряжения, а управляющий электрод соединен с выходом ключа 6.

Принцип работы предлагаемого фаэометра основан на поиске в заданном диапазоне частот Df сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фаэовой манипуляцией и визуальной оценке основных его параметров: несущей частоты Q,, величины скачков фазы игр, кратности фазовой манипуляции m и закона амплитудной модуляции M (t) на экране трех ЭЛТ.

Фазометр работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона частот Df осуществляется с помощью генератора 1, который периодически с периодом Т„ по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 3.

Одновременно генератор 1 формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 9 и 18, которая используется как ось частот, причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона. где Uñ % Ыс< с амплитуда, несущая частота и начальная фаза сигнала; модулирующая функция амплитудной модуляции; манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазоной манипуляции, причем е,(г) = const npu с., t ЗА+1) . „и может изменяться скачком на

I

Принимаемый сигнал с комбинированной модулированной амплитудной модуляцией и фаэовой манипуляцией (AM-ФМн)

U (г) =Пс (1+Я(г.) cos < и,г.+ <г,(t )+p,, 1337808

15 дГ, Д1-, Ь»

4 дЕ»

N д в жение

55 состоит сигнал длительностью Т,(Т =Г1» ), поступает на первый вход смесителя

4, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 3 линейноизменяющейся частоты

U, Ы =U cos (n t+7i)t2+ p ) где U,, Ы,, <р, — амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина; — скорость изменения

Т и частоты гетеродина.

На выходе смесителя 4 образуется напряжение комбинационных частот. усилителем 5 выделяется напряжение только промежуточной частоты (t) <Ä (1+m(t)J cos(u„ t+

+ < „() " (Чпр) )

1 гдето = —,— KU и 2 е» г )

К, — коэффициент передачи смесителя;

4)п =И» — И, — промежуточная частота;

Ч пр = » -Ч,) которое после накоплнния и превышения порогового уров)1я U „, в накопителе 8 воздействует на управляющий вход электронного коммутатора 2, от,ключая гетеродин 3 от генератора 1, на управляющий вход ключа 6, открывая

его, а на вертикальный электрод.

ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 ° С этого момента процесс поиска АМ-ФМн сигналов прекращается, Напряжение V„< (0 с выхода усилителя 5 промежуточной части поступает на вход амплитудного ограничителя 15, на выходе которого образуется напряU, (0 =-О,сов(и „ с+ср„(с)- уС +су ) н котором амплитудная модуляция устранена и присутствует только фазовая манипуляция (ФГ1н).

Если на вход накопителя 8 поступает ОФ11н-сигнал g„(t) =0,1, то на выходе умножителей 19,, 19 и 19 частоты образуются колебания соответственно:

U (t )=Б, cos (2 а „ t-2 II t +2 Рпр) у г

U (t ) = U» c o s (4 < ) „ t -4 и г. + 4 р и )

U 3(t ) =U,. cos (8()„, t-8 (t +8 напр ) э

Так как 2q„(t)=0,2 ; u

8 g„(t )=0,8 то н указанных колебаниях манипуляция фазы уже отсутствует.

Ширина спектра второй дЙ, четвертой д f4 и восьмой д f гармоник определяется длительностью сигнала

Т, дЕ =Af =дГ = 1/Т,, тогда как ширина спектра дй ОФМн-сигнала определяется длительностью его элементарных посылок (дf, =1/ „), т.е. ширина спектра указанных гармоник н N раз меньше ширины спектра входного сигнала

Следовательно, при умножении частоты ОФМн-сигнала на дна, четыре и восемь его спектр сворачивается в

N раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ОФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе накопителя меньше мощности шумов. Ширина спектра д<. входного сигнала измеряется с помощью анализатора 20 спектра, ширина спектра второй A f, четвертой )),f и восьмой df гармоник сигнала измеряется с помощью анализаторон 20,, 20 и 20 спектра. Напряжения U,, 13 и Б,, пропорциональные дЙ и д f соответственно, с выходов анализаторов 20<, 20 и 20в спектра поступают на первые входы блоков 21,, 21 и 21 сравнения, на вторые входы которых подается напряжение U с выхода анализатора 20 спектра, пропорциональное д),. Так как U»U< U U, U» U» то на выхо< ) де блоков 21,, 21 и 21З образуются положительные импульсы, которые превышают пороговый уровень И„, в пороговых элементах 22, 22 и 2 и через элемент ИЛИ 23 поступают на выходе

Е сли на вход накопителЯ 8 поступает сигнал с двукратной ФМн

<.р,(t)=0, — —, п; — — iig, то на выходе умножителя 19< на два образуется фазоманипулированный сигнал, а на выходе умножителей 19 и 19 частоты на четыре и восемь образуются кслебания 11 (С) и 0з (О соответственно, т.е. в указанных каналах осуществляется свертка входного сиг— нала.

1337808

Если на вход накопит" ëÿ H поступчет сигнал с трехкратной флзоной манипуляцией то свертка его спектра осуществляется только на выходе умножитепя 19 частоты на восемь. При этом положительное напряжение формируется только на выходе блока 211 срлнне333<я.

Время накопления и пороговый уровень (1 „„н накопителе 8 ныб3<рлют Il с>Г»,> oToT P of< e II I 3« сцл33 случайные помехи. При этом tta экране ЭЛТ 9 образуется импульс (члстотная метка), It<>:foæeíkfå которого на горизонтальнс>й рлзнертке однозначно опРеД< пнет несУ>ЦУю частотУ tt)e принимаемого сигнала с комбиниронанной амплитудной модуляцией и флзоной млнипуляцией (фиг.2а), Для визуальной оценки kfe;33«tif fit l скачков фазы QQ 33 k;paTktocTII @aifokfokl манипуляции 333 принимаемого сигнала использую г Э 1Т 13 с круговой разверткой, пр31чем круго33ля рлзвертка Аорм33руется с помощью генерлторл 10 опорного напряжения, частота Ы, которого равна промежутос3ной< частоте 3„ принимаемого сигнала:С3, = снап, ll,чпряжение генератора 10 поступает через усилитель 14 на вертикальный электрод а через фазонрацатель 11 и усилитель

12 — на гор33зонтл-Зьный электрод ЭЛТ 13 на управляющий электрод которой через открытый ключ б поступает ФА>3-сигнал

0 () промежуточной частоть3 с ныхода амплитудного ограничителя 15. Слецоватепьно, напряжение генератора 10 используется для образования круговой развертки луча ЭЛТ 13, л принимаемый ФА<3-сигнал промежутс>чной ччс— тоты осуществляет модуляцию его яркости. На экране ЭЛТ 13 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг.2в, г, д). Количество точек определяет кратность фазовой манипуляции 333, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемого сигнлла. При нс равенстве частот сн и сО, ЯРкостные метки бУдут сдвигаться;<О окружности < разностной частотой °

Для визуальной <>lie нки м<3дус<313>у><>ще31 <1>p Ilk Ifktif. 331 г < ;Ill <>ll 1оду—

:<яции пршшмаемого А<1 ????” <1><<31 — сигнала

31спопьзуется Х1Т 18 с .3ин< йной рлз5 нерткой, При этом Ф. 133 — < ltl ll;1 I 0„(t) с выхода ампгн<тудного Огp;litkf tlfтепя

l 5 через Открытый ti >lie>

1с> пер33ый вход которого 33одается принимаемь<й ЛМ-ФМ33-сигна,t с3, (t.) с входа фаЗОМЕтРа. Б РЕЗУЛЬтатс ПС РЕМНОжЕния указанных сигнл:toit ремножителя 16 Обрлзуе рующее колебание

Ila выходе пется рсзультин (ci t+,Yt с1

) 3:+2ep,(t)-: PIt +

Г,(t) =U. L1+M(tn.Г 1+ 1(t)1 cos (23,-и

+2 el, — сГ,), 20 где l; = --, К,, 13

К вЂ” 3соэфф31ц31ент пе ножитепя

ИЗ К О ТОРО Г<> П<>:1<? С О1>Ь>М

25 ныдепяеTckf нчпряжеll?IE ре алчи перем<,>«.литром 1 7

pa a It nc T kt ok1t частоты

П (t)=l. — t1+il(t,k) . (, + 1t. + Е,), 30 33 к О т О Р О й3 ф л 3 О 33 <3 Я kl Q I I I f I i Q i t sf I I k i kk Уж е отсутствует, л присутствует только

alt if.ktIf TyjqItak3»e>;3óïÿöèÿ lla >I;I<. T >Tv гетеродина 3. Это напряжение с выхода полосоного фильтра 17 поступает на

35 нертикап3 ный электрод Э:1Т 18 нл гоУ рllзонтальный электрод кoтîpokf подается напряжение с Ik Topoi <> lf»! o;ta генератора 1 развертки. Б р .зу:п.тате на

oI3>àIlå ЭЛ13 18 появляс тся о< циплограмll;l All-сиг<<л:<а н 3 идс U =f (<.) (Фиг. 2б), Бремя < злдс ржки flit, t»I3 7 зацерж 1 . . ки ныбирают таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры

ttpktltk3«act toro Л:1 — C>Nki-e-ktãttaëef, нлбпю45 дая осциппогрлммьt на .>3;;>лял>х 3JIT 9, 13 и 18. По истечеttklkt этого нрс:мс lilt напI>kt>k:eIfkt< с ныхоцл:1<ши>1 > злдержк33 поступает на вход сброса нлкопитепя

8 и сбрасывает егo зпеме><тt t .,, 22, э ) и 22 3 н 33с<члп3 33 >е с< с тоя><ис . При этом электронный к?Mlt) Taò<.ð 2 Ile рс— н Одится 33 it< с>цll kf котором гетс-ро,tktll 3 о Äl >милетc!> подIi JII<>ete 333<ь<м к нюх<>ду . < II< рлтор;3 1 рл 3

33 -PTkikf a к! юч (> зс>3<3»:>33<>етсЯ, т. e.. переводится н 3<сходн >е c<>cT< ktktk . С этого моментл llpo< мотр k l;I;lklllol < члс— 3 OTIIO го «31л па 3Olf;l ll IO I tO 3. М. — k. 1>! — с . t tl — надоя продоп3 <<ются. Б о..<учле >бнлру—

1337808

Vue2

Ф:

Составитель Л.Воронина

Техред И.Попович Корректор E,Ðîøêî

Редактор A.Ëåæíèíà

Заказ 4126/43 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Произв< я< твенно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 жения <.леду<о<ч< го ЛМ вЂ” <И1н-сигнала фазометр работает аналогично.

Если на вход фазометра поступает

ФМн-сигнал то его параметры визуальу < с

5 но оцениваются на экранах ЭЛТ 9 и 13.

Если на вход фазометра поступает

ЛМ-сигнал, то его параметры визуально оцениваются на экранах ЭЛТ 9 и 18.

Таким образом, предлагаемый осциллографический фазометр по сравнению с прототипом позволяет не только оценить фазовый сдвиг между двумя гармоническими сигналами и осуществить 15 поиск в заданном диапазоне частот фазоманипулированных сигналов и визуальную оценку их основных параметров, но и обеспечить поиск в заданном диа-. пазоне частот сигналов с амплитудной модуляцией и сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией и визуальную оценку их основных параметров (несущую частоту, величину скачков фазы, кратность фазо-25 вой манипуляции и закон амплитудной модуляции), что расширяет функциональные возможности осциллографического фазометра.

Формула изобретения

Осциллографический фазометр по авт.св. Ф 1247778, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей фазометра путем поиска по частоте сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией, в него введены последовательно соединенные перемножитель, полосовой фильтр и вертикальный электрод введенной третьей ЭЛТ, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора развертки, а также амплитудный ограничитель, включенный между выходом усилителя промежуточной частоты, первым входом ключа и вторым входом накопителя.