Осциллографический фазометр

Осциллографический фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для визуальной оценки несущей частоты и вида модуляции сигнала. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигнута введением в устройство трех каналов обработки сигнала промежуточной частоты, каждый из которых содержит электронно-лучевые трубки 16, последовательно соединенные умножитель частоты 13, делитель частоты 14, амплитудный детектор 15. В каналах обработки при умножении промежуточной частоты на два, четыре, восемь спектр фазоманипулированного сигнала "сворачивается" и трансформируется в одиночные спектральные составляющие. На чертеже показаны генератор развертки 1, гетеродин 3, смеситель 2, усилители 4 и 12 промежуточной частоты, накопитель 5, линия задержки 6, индикатор 7, генератор пилообразного напряжения 8, ключ 9, гетеродин 10, смеситель 11. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 5 G 01 .R 25/00

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 43951 60/24-21 (22) 25.01 .88 (46) 30.01.90. Бюл. У 4 (72) К.П. Бухвалов, В.И. Дикарев, Н.А. Закиров и Г.Ф. Провоторов

{53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1247778, кл. С 01 Р 25/00, 1 984. (54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ФАЗОРЕТР (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может оыть использовано для визуальной оценки несущей частоты и вида модуляции сигнала. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей — достигнута введением в устройство трек каналов обработки сигнала промежуточÄÄSUÄÄ 1539676 А1

2 ной частоты, каждый иэ которых содержит электронно-лучевые трубки 16, последовательно соединенные умножитель частоты 13, делитель частоты 14, амплитудный д ет ек т ор 1 5 . В к анал ах обработки при умножении промежуточной частоты на два, четыре, восемь спектр фаэоманипулированного сигнала сворачивается" и трансформируется в одиночные спектральные составляющие. На чертеже показаны генератор развертки

1, гетеродин 3, смеситель 2, усилители 4 и 12 промежуточной частоты, накопитель 5, линия задержки 6, индикатор 7, генератор пилообразного напряжения 8, ключ 9, гетеродин 10, смеф ситель 11. 2 ил.

1539676

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для визуальной оценки несущей частоты и вида модуляции принимаемого сигнала.

Целью изобретения является расширение области применения путем визуальной оценки вида модуляции и основных параметров принимаемого сигнала. 10

На фиг. 1 представлена структурная схема осциллографического фазометра, на фиг. 2 — осциллограммы для сигналов с различными видами модуляции.

Осциллографический фазометр содер- 15 жит последовательно включенные генератор 1 развертки, гетеродин 2, смеситель 3, второй вход которого соединен с входом устройства, усилитель

4 промежуточной частоты и накопитель 20

5, второй вход соединен с вьгходом линии 6 задержки, а выход — с вторым входом генератора 1 развертки и с вертикальным электродом ЭЛТ 7, горизон-. тальный электрод которой соединен с 25 вторым выходом .генератора 1 разверт- ки. К выходу накопителя 5 подключены. генератор 8 пилообразного напряжения,, ключ 9, второй вход генепатопа 8 соединен с выходом линии задержки 6, первый — последовательно с гетеродином 10, смесителем 11, второй вхрд которого соединен с выходрм,ключа 9, усилителем l 2 второй промежуточной, частоты и тремя каналами обработки сигнала, каждый из которых состоит из последовательно включенных умножителя частоты 13,(13, 13 ), делителя 14,(14, 14 ), амплитудного детектоРа 15„(15, 15з) и веРтикаль- 4Р ного электрода ЭЛТ 16,(16, 16 ), горизонтальный электрод которой соединен с выходом генератора 8 пилообразного напряжения. В первом канале обработки сигнала вторая про- 45 межуточная частота умножается и делится на два, во втором — на четыре и в третьем — на восемь.

Принцип работы устройства основан на поиске в заданном диапазоне частот сигнала и визуальной оценке вида модуляции и основных его параметров.

Осциллографический фазометр работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона частот осуществляется с помощью генера тора 1 развертки, который периодиче-, ски с периодом по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 2. Одновременно генератор 1 развертки формирует горизонталънук развертку ЭЛТ 7, которая используется как ось частот, причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона.

Если на вход фазометра поступает сигнал с однократной фазовой манипуляцией (ОФМН), который после накопления и превышения порогового уровня в накопителе 5 воздействует на управляющий вход генератора 1 развертки, переводя его в режим остановки, на управляющий вход ключа 9, открывая его, на первый вход. генератора 8, включая его, и на вертикальный электрод ЭЛТ 7, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки, то с этого момента времени процесс поиска сигналов прекращается на время визуального анализа, которое определяется временем задержки линии 6 задержки.

Время накопления и пороговый уровень в накопителе 5 выбираются такими, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи. При этом на экране ЭЛТ 7 образуется импульс (частотная сетка),. положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту . принимаемого ОФИн сигнала (фиг. 2) .

Для визуальной оценки вида модуляции (манипуляции) принимаемого сигнала используются второе преобразование частоты, принимаемого сигнала и три канала обработки сигнала второй промежуточной частоты.

На выходах умножителей частоты на два 131, четыре 13 и восемь 13З образуются соответствующие колебания, в которых манипуляция фазы уже отсутствует. Ширина спектра второй

d f, четвертой d f 4 и восьмой d f > гармоник определяется длительностью

Тс сигнала (df = df< = df< =

= — ) . Тогда ширина спектра df

Т, с

ОФМн сигнала определяется длительHocTblo С его элементарных посыи

1 лок (йй = — ) . Следовательно, и при умножении второй промежуточной частоты на два, четыре и восемь спектр ОФИн сигнала сворачивается в N раз (— = И)

4йс dfc fc

1 4 ф

5 15396 и трансформируется в одиночные спектральные составляющие, которые после деления в делителях частоты 14, 14>, 14> и детектирования в амплитудных детекторах 15,, 15<, 15 > просматриваются на экранах ЭЛТ 16, 16, 16 (фиг. 2,а,б,в). Это обстоятельство и является признаком поступления на вход фазометра ОФМн сигнала, у кото- 10 рого кратность фазовой манипуляции ш = 2, а величина скачков фазы д cg = 6 ..

Время с задержки линии 6 задержки выбирается таким, чтобы можно было 15 визуально оценить основные параметры принимаемого ОФМн сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах 7, 16,, 16, 16З. По истечении этого времени напряжение с выхода линии 6 задержки 20 поступает на второй вход генератора 8 пилообразного напряжения, включая его, и на вход сброса накопителя 5, сбрасывая его содержимое в начальное состояние. При этом генератор 1 разверт- 25 ки переводится в режим поиска, а клкч

9 закрывается, т.е. переводится в свое исходное состояние. С этого момента просмотр заданного частотного диапазона и поиск сигналов продолжа- 30 ется. В случае обнаружения следующего

СФМн сигнала работа фаэометра происходит аналогичным образом.

Следовательно, генератор 8 формирует пилообразное напряжение, длительность которого определяется временем задержки ьэ линии 6 задержки. Укаэанное напряжение необходимо для спектрального разложения принимаемого сигнала. 40

Если на вход фазометра поступает сигнал с двукратной фазовом манипуляцией (ДФМн, Lf (t) = О, 3 — k, то на выходе умножителя часто- 45 ты 13, на два образуется ОФМн сигнал pggt) = О, 7II, 2 fi, 3, спектр которого наблюдается на экране ЭЛТ

16,(фиг.2г), а на выходах умножителей частоты 13 на четыре и 13 на восемь образуются соответствующие гармонические колебания U.i(t) .и Uy (), которые наблюдаются на экранах ЭЛТ 16 (фиг.2д) и 16 (фиг.2e) . Параметры принимаемого ДФМн сигнала оцениваются аналогичным образом.

76 у 3

0 4У 2У % ляцией (ТФМн, ч„(t) 0(t 4Т с где V, Т, 4, ар+

4" — ча с то та, соотв етствующая символу — 1 .

Фазовая функция во времени на кая дом символьном интервале изменяется линейно. За время одного символьного интервала набег фазы равен + — . На

fi

1 интервале -q> (t (ao фазовая функция

q(t) является непрерывной кусочнолинейной функцией. Индекс частотной манипуляции И С сигнала равен

I

Если на вход фазометра поступает сигнал с трехкратной фазовой манипуfj =4-Pj ° — 2 -4" то на вьходах

5 3 7 ножителей частоты 13, на два и 13 на четыре образуются ДФМн и ОФРн сиг- налы, спектры которых наблкдаются на экранах ЭЛТ 16, (фиг.Зж) и 16 (фиг.2э) соответственно, а на выходе умножителя частоты 13> на восемь образуется гармоническое колебание U>(t),спектральная составляющая которого наблюдается на экране ЭПТ I бз (фиг.2и) . Кратность фазовой манипуляции m в этом случае равна 8 (m = 8), а величина у % я скачков фазы 4 = — .4

Если на вход фазометра поступает сигнал с частотной манипуляцией с минимальным сдвигом (Ж С), то его аналитически можно представить следующим образом

U(t) = V cos (2fIf t + (g(t) + амплитуда, длительность и начальная фаза сигнала, изменяющаяся во времени фазовая функция, — средняя частота сигнала.

f,+f ср

fCI

47 и — частота, соответствующая символу + 1, При умножении частоты принимаемого MNC сигнала на два, четыре и восемь его спектр трансформируется в две спектральные составляющие с индексами D = 1,2,4 соответственно!

539676 (фиг. 2к,л,м) . По взаимному расположению спектральных составляющих и зная среднюю частоту принимаемого

ИИС сигнала (она визуально оценива5 ется по экрану ЭЛТ 7), можно визуально оценить частоты f, f и длительность элементарных посылок ь (сими вольных интервалов).

Если на вход фазометра поступает 10 сигнал с частотной модуляцией (ДЧМ), у которого имеются три мгновенные частоты, а именно . 1

f = f р 4ь„

"и

+

2 ср 4 2 15

4 = ср то на выходе умножителей частоты на четыре 13< и на восемь 13 его спектр

20 трансформируется в три спектральные с ос тавляющие (фиг . 2о, п) . Эти спектральные составляющие наблюдаются на экранах ЭЛТ 16 2 и 16 . Ha экране

ЭЛТ 16 наблюдается спектр ДЧМ сигнала (фиг.2н).

Если на вход фазометра поступает сигнал с частотной модуляцией со скруглением (ЧИС), у которого имеются пять мгновенных частот

f =f f =f

cp 1 р я "и

1 1 ср 4 cp

"и и

1 р "и то на выходе умнохмтеля частоты 13з на восемь образуются пять спектральных составляющих. Указанные спектральные составляющие визуально оцениваются на экране ЭЛТ 16з(фиг.2т). На экранах ЭЛТ 16, и 16 2 визуально наблюдаются спектры принимаемого ЧМС сигнала (фиг .2р,с) .

Таким образом, предлагаемый осциллографический фазометр по сравнению с базовым объектом обеспечивает не только поиск сигналов в заданном частотном диапазоне и визуальную оценку их несущей частотой, кратности фазовой манипуляции и величины скачков фазы, но и визуальную оценку вида модуляции (манипуляции) принимаемых сигналов. Тем самыМ функциональные возможности фазометра значительно расширены.

Формула изобретения

Осциллографический фа зометр, содержащий последовательно включенные гетеродин, смеситель, второй вход которого является входом анализатора, усилитель промежуточной частоты и накопитель, второй вход которого соединен с выходом линии задержки, а выход подключен к входу генератора развертки, к входу линии задержки, к вертикальному электроду ЭЛТ и к.второму входу ключа, первый вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, горизонтальный электрод ЭЛТ соединен с выходом генератора развертки, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены последовательно подключенные к выходу накопителя генератор пилообразного напряжения, второй вход которого соединен с выходом линии задержки, второй гетеродин, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом ключа, усилитель второй промежуточной частоты и три канала обра ботки сигнала, каждый из которых содержит ЭЛТ и последовательно включенные умножитель частоты, делитель частоты, амплитудный детектор, соединенный с вертикальным электродом ЭЛТ, соединены с выходом генератора пилообразного напряжения.

1539676

А мю Я к

-Ь

Н юс ®

Ю Ю Составитель В. Новоселов

Техред М. Ходанич Корректор М. Кучерявая

Редактор M. Циткина

Заказ 215

535

Подписное

Тирах

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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