Осциллографический фазометр

Осциллографический фазометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где широко применяются сигналы с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей фозометра путем визуальной оценки основных параметров сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией. Поставленная цель достигается введением в фазометр двух умножителей 16, 21 частоты на восемь и двух делителей 17, 22 частоты на восемь, блока регулируемой задержки 18, узкополосного фильтра 23, фазового детектора 24, фильтра низкой частоты 25, блока управления 26, преобразователя 27 частоты-напряжения, генератора 28 пилообразного напряжения, ЭЛТ 29, ключа 15. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ PECflYEiËÌH (g))g G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHpblTHRM

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 436) 351/24-21 (22) ) 1.01.88 (46) 1 5. 03. 90, Бюл. Н 10 (72) В.И. Дикарев и А.Д. Соболев (53) 621 ;317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1247778, кл. G 01 R 25/00, 1984. (54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где широко применяются сигналы с комбинированной линейной частотной модуляцией и фаэовой манипуляцией. Целью изобретения является расширение функ„SUÄÄ 1550435 А 1

2 циональных возможностей фазометра пу тем визуальной оценки основных пара, метров сигналов с комбинированной линейной частотчой модуляцией и фазовой манипуляцией. Поставленная цель достигается введением в фазометр двух умножителей 16, 21 частоты на восемь и двух делителей )7 22 частоты на восемь, блока регулируемой задержки

18, узкополосного фильтра 23, фаэового детектора 24, фильтра низкой частоты 25, блока управления -26, " преобразователя -27 частоты-напряжения, генератора 28 пилообразного напряжения, ЭЛТ 29, ключа 15. 1 ил.

1550435 Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где широко применяются сигналы с комбинированной линейной частотной

5 модуляцией и фазовой манипуляцией (ЛЧИ-ФМн) .

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей фазометра путем визуальной оценки основных параметров сигналов с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого осциллографи ческого фазометра.

Осциллографический фазометр со держит генератор 1 развертки, формирователь 2 импульсов, гетеродин

3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ 6, линию 7 за,,держки, накопитель 8, ЭЛТ 9, гене раторр 1 0 опорного напряжения, фазо1 .вращатель 11 на 90, усилитель 12, .25 о

ЭЛТ 13, усилитель 14, ключ 15, умно,житель 16 частоты на 8, делитель 17 частоты на 8, блок.18 регулируемой

,задержки, перемножитель 19, полосо;вой фильтр 20, умножитель 21 частоты на 8, делитель 22 частоты на 8, уз,кополосный фильтр 23, фазовый де тектор 24, фильтр 25 низкой частоты>

I управляющий блок 26, преобразователь

27 частота-напряжение, генератор 28

35 пилообразного напряжения, электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 29.

В осциллографическом фазометре последовательно включены генератор 1 развертки, второй вхог которого соединен с выходом накопителя 8, гетеродин 3, смеситель 4, второй вход которого соединен с входом фазометра, усилитель 5 промежуточной частоты, накопитель 8, второй вход. которого 45 соединен с выходом линии 7 задержки и с вертикальным электродом ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. К выходу генератора 10 50 опорного напряжения последовательно о подключены фазовращатель 11 на 90 усилитель 12 и горизонтальный элект-, род ЭЛТ 13, вертикальньй электрод которой через усилитель 14 соединен с выходом генератора 10 опорного напряжения, а управляющий электрод через формирователь 2 импульсов и ключ

6 подключен к выходу накопителя 8.

К выходу усилителя 5 промежуточной частоты последовательно подключены ключ 15, второй вход которого соединен с выходом накопителя 8, умножитель 16 частоты на восемь, делитель

17 частоты на восемь, блок 18 регулируемой задержки, перемножитель 19, второй вход. которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, полосовой фильтр 20, умножитель

21 частоты на восемь, делитель 22 частоты на восемь, узкополосный фильтр

23, фазовый детектор 24, второй вход которого соединен с выходом генератора 10 опорного напряжения, фильтр

25 нижних частот и управляющий блок

26, выход которого соединен с вторым входом блока 18 регулируемой задержки. К выходу делителя 17 частоты подключены преобразователь 27 частота — напряжение и генератор 28 пилообразного напряжения, выход которого соединен с горизонтальным электродом ЭЛТ 29, вертикальный электрод которой соединен с выходом преобразователя 27 частота-напряжение. В качестве формирователя 2 импульсов используются последовательно включенные частотный детектор и выпрямитель.

Ъ

Фазометр работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона частот осуществляется с помощью генератора 1 развертки, который периодически с периодом Т„ по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина .3. Одновременно генератор 1 развертки формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 9, которая используется как ось частот, причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона. Ключи- 6 и 15 в исходном состоянии закрыты.

Принимаемый ЛЧМ вЂ” ФМн сигнал и, ()=11,соз(ю, +Г + p„(t)++,7, 0 t4Т где Ц „(d Т ., с - амплитуда, начальная несущая частота, длительность и начальная фаза сигнала; — скорость измеие% ния чистоты внутри импульса;

- девиация частоты, 5 15504

q„(t) — манипулируемая с ос тав ляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, 5 причем q „(t) =

=const при К < (t ((К+1}7„и может изменяться скач- !0 ком при t=K Г

"nf т.е. на границах между элементарными посылками (К=1)2 ° ° ° °,N-1); 15 а„, N — длительность и количество элементарных посы" лок, из которых составлен сигHRJI 20 длительностью т, (т,= и i i„); поступает на первый вход смесителя 4, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 3 линейно изме- 25 няющейся частоты

"г (t) =Uãcos (wit+ "3 г + М где Бг, у, у„- амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина; у = — — скорость изменения частоты

Dg 30 г т„ гетеродина.

На выходе смесителя 4 образуются напряжения комбииационньгх частот.

Усилителем 5 промежуточной частоты выделяется напряжение промежуточной частоты

П пр f(t) П д cos I. opt+ ф + Ч,()

- 7(у t + V„p 3; 04 the, где U«= 2 К ц.ц40

К, — коэффициент передачи ° смесителя;

И р=ю -юг — промежуточная частота;

9„ = — Чг — промежуточная начальная фаза, которое после накопления и превьппения порогового уровня в накопителе

8 воздействует на управляющий вход генератора 1 развертки, переводя его 50 в режим остановки на управляющий вход ключа 6, открывая его, на вход . линии 7 задержки, и на вертикальный электрод ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой соединен с вторым входом 55 генератора 1 развертки. С этого мо-. мента просмотр заданного частотного диапазона и поиск ЛЧМ-ФМн сигналов прекращается на время визуального где П =

1

К UÄp, коэффициент передачи перемножителя; — частота биений;

35 6 анализа основных параметров обнаруженного ЛЧИ-ФМн сигнала, которое оп-: ределяется временем эадермжи;" ли— нии 7 задержки. При этом на экране

ЭЛТ 9 образуется импульс (частотная метка}, положение которого, на горизонтальной развертке .однозначно определяет начальную несущую частоту принимаемого ЛЧМ-ФМн сигнала.

Время накопления и пороговьп уро-вень в накопителе 8 выбираются таким, чтобы этот уровень не превышал случайные помехи.

При прекращении просмотра заданного частотного диапазона усилителем

5 промежуточной частоты будет выделяться напряжение

Upp я (t)=Ь„со$Г(42„1+ lIgt + /t)+ „г 1 °

0ct

Upp з (t) =U ир co$ Г8< прг+8п t +8 ppp) f

О МT .

Так как Scg„(t)=0,8п при однократной фазовой манипуляции; 8 „(}=

=0 4М 8 и 12п при двухкратной фазовой манипуляции; 8 „(Т) =О, 29, 4, 6Г, 8(i, 1О!!, 126, 14Х, то в указанном напряжении манипуляция фазы уже отсутствует, Напряжение U др 3(t} поступает на вход делителя 17 частоты на восемь, на выходе которого образуется напряжение

Б„р4 (t)Uпp cos (Eel„p t+777t + Qzp представляющее собой ЛЧМ сигнал. Напряжение " np4(t) поступает на первый вход блока 18 регулируемой задержки, на выходе которого образуется напряжение

Up 5()=П пр 4 ()=Ппр соз (p(t )+

+f>y(t ") + gyp)y 0-" тс в которое поступает на второй вход перемножителя 19, на первый вход которого подается ЛЧМ- Мн сигнал промежуточной частоты „р (t), На выходе перемножителя 19 образуется напряжение биений

Uz (t)=U cos(t+ q,/ )+, 0 1 Т, 1550435

4 = м „ — Уу 7 — начальная фаза биений, которое представляет собой ФМн сигнал на частоте биений. Причем частота биений о определяется скоростью изменения частоты сигнала у и величиной задержки

Напряжение U„ (t) выделяется полосовым фильтром 20 и поступает на вход 10 умножителя 21 частоты на восемь, на выходе которого образуется напряжение

U г (t) =Uscos(8u

Напряжение U () поступает на вход делителя 22 частоты на восемь, на выходе которого образуется напряжение

U (t) =U <. co s (uJ

Напряжение U sz(t) выделяется уз1. кополосным фильтром 23 и поступает ! на первый вход фазового детектора 25

24, на второй вход которого подается напряжение с выхода генератора 10 опорного напряжения

U (t)=П,. соз(о,С+Ч,), где Uð, ь,, ц — амплитуда, частота и 30

I начал ьна я фа э а нап ряжения генератора, Если указанные напряжения отличаются друг от друга по частоте и фазе, то на выходе фазового детектора 24 образуется управляющее напряжение.

Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависят от степени и направления отклонения частоты биений и от частоты ы, генератора 10 опор- 40 ного напряжения. Управляющее напрКжение выделяется фильтром 25 нижних час тот и с помощью управляющего блока 26 воздействует на блок 18 регулируемой задержки, изменяя величины 45 задержки .в так, чтобы выполнялось рав енс тв о

00 =2 ЦТ" в

Для визуальной оценки величины скачков фазы дци кратности фазовой манипуляции ш принимаемого ЛЧМ-ФМн используется ЭЛТ 13 с круговой разверткой. Причем круговая развертка формируется с помощью генератора 10 опорного напряжения, частота о которого поддерживается равной частоте биений ь> (1 = ь1, с помощью системы фаэовой автоподстройки частоты. Напряжение Ug (t) на частоте биений с

1 выхода полосового фильтра 25 через открытый ключ 6 поступает на вход формирователя 2 импульсов, который формирует короткие положительные импульсы в моменты скачкообразного из- менения фазы сигнала. Сформированная последовательность импульсов поступает на управляющий электрод ЭЛТ 13 и осуществляет модуляцию электронного луча по 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

ЛЧМ-ФМн сигнала. При неравенстве частот „ и ор (у ФОу-) яркостные метки о б о двигаются по окружности с разиостной частотой.

Для визуальной оценки параметров линейной частотной модуляции исполь- зуется ЛЧМ сигнал Uд (t) с выхода делителя 17 частоты йа восемь, Можно визуально оценить основные параметры JPiM сигнала (девиацию частоты

Bfy скорость изменения частоты у внутри импульса и его длительность т„).

Время задержки с, линии 7 эадержки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ЛЧМ-ФМн сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах

ЭЛТ 9, 13 и 29. По истечении этого времени напряжение с выхода линии 7 задержки поступает на вход сброса

- накопителя 8. При этом генератор 1 развертки переводится в режим перестройки и ключ 6 закрывается, т.е. переводится в свое исходное состояние. С этого момента просмотр заданного частотного диапазона и поиск

ЛЧМ-ФМн сигналов продолжается.

Формула и э о б р е т е н и я

Осциллографический фазометр, содержащий последовательно включенные гетеродин, смеситель, второй вход которого является входом фазометра, усилитель промежуточной частоты и накопитель, второй- вход которого соединен с выходом линии задержки, а выход — с входом линии задержки, с вторым входом ключа, первый вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и с вер!

О!

550435

Составитель В. Новоселов

Редактор Ю. Середа Техред Л,Олийнык Корректор В, Кабацрп

Заказ 269 Тираж 544 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101 тикальным электродом первой электронно-лучевой трубки, горизонтальный электрод которой соединен с выходом генератора развертки а также послеЭ

S довательно включенные генератор опорного напряжения, фазовращатель на

90, первый усилитель и горизонтальный электрод второй электронно-лучевой трубки, вертикальный электрод которой через второй усилитель соединен с выходом генератора опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй ключ, два умножителя частоты на восемь, два делителя частоты на восемь, блок регулируемой задержки, перемножитель, полосовой фильтр, фа" зовый детектор, фильтр нижних.час- 20 тот, управляющий блок, преобразователь частота — напряжение, генератор пилообразного напряжения, формирователь импульсов, узкополосный фильтр и третья электронно-лучевая трубка, причем между выходом усилителя промежуточной частоты и первым входом второго ключа последовательно включены перемножитель и полосовой фильтр, между выходом второго ключа и уп- 30 равляющим электродом второй электронно-лучевой трубки включен формирователь импульсов, второй вход второго ключа соединен с выходом накопителя, к. выходу первого ключа подключены последовательно соединенные первый умножитель частоты на восемь, первый делитель частоты на восемь и блок регулируемой задержки, выход которого соединен с вторым входом перемножителя, к выходу полосового фильтра последовательно подключены второй умножитель частоты на восемь, второй делитель частоты на восемь, узкополосный фильтр, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, фильтр нижних частот и управляющий блок, выход которого соединен с вторым входом блока регулируемой задержки, к выходу первого делителя частоты на восемь последовательно подключены преобразователь частота -. напряжение и вертикальный электрод третьей электронно-лучевой трубки, горизонтальный электрод которой соединен с выходом генератора пилооб-. разного напряжения, вход которого соединен с выходом первого делителя частоты на восемь.