Устройство для измерения девиации и скорости изменения частоты в течении импульса

Устройство для измерения девиации и скорости изменения частоты в течении импульса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения девиации частоты линейно-частотно-модулированных сигналов и скорости изменения частоты в течение импульса. Для этого в измеритель, содержащий последовательно соединенные линию задержки 3, смеситель 4, второй вход которого соединен с входом линии задержки, введены функциональные элементы, позволяющие точно измерить частоту и число периодов сигнала на выходе смесителя в течение импульса: триггеры 10, 21, 23, счетчики 12, 14, 19, 25, элементы И 11, 13, 17, 18, 22, 24, запоминающий регистр 15, эталонный генератор 20. Кроме того, устройство содержит модулятор 1, управляемый генератор 2, компаратор 7, блок 8 дифференцирования, преобразователь 9. 2 ил.

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1575127 (gg)$ С 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH fWHT СССР (21) 4481714/24-21 (22) 12.09.88 (46) 30.06.90. Бюл. Ф 24 (71) Уральский политехнический институт им. С.M. Кирова (72) В.И. Елфимов и А.Б. Сапегин (53) 621,317 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 652500, кл. G 01 R 23/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕВИАЦИИ И СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ В

ТЕЧЕНИЕ ИМПУЛЬСА (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения девиации частоты линейно-частотно-модулированИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения девиации частоты линейно-частотно-модулированных сигналов, а также для измерения скорости изменения частоты в течение импульса, Цель изобретения — повышение точности измерения девиации и скорости изменения частоты в -течение импульса путем заполнения периодов преобразованного сигнала счетными импульсами и устранения ошибок измерения в начале и конце импульса линейночастотно-модулированного сигнала.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства для измерения девиации и скорости изменения часных сигналов и скорости изменения частоты в течение импульса. Для этого в измеритель, содержащий последовательно соединенные линию 3 задержки,- смеситель 4, второй вход которого соединен с входом линии задержки, введены функциональные элементы, позволяющие точно измерить частоту и число периодов сигнала на выходе смесителя в течение импульса, триггеры

10,21,23, счетчики 12,14,19,25, элементы И 11,13,17,18,22,24, запоминающий регистр 15, эталонный генератор

20. Кроме того, устройство содержит модулятор 1, управляемый генератор

2, компаратор 7, блок 8 дифференци —рования, преобразователь 9. 2 ил. тоты в течение импульса, на фиг.2— временные диаграммы, поясняющие °

его работу.

Устройство для измерения девиаМ®в4 ции и скорости изменения частоты в

Ю течение импульса содержит модулятор

1, управляемый генератор 2, линию 3 задержки, смесптель 4, регулируемый элемент 5 задержки, генератор 6 стробирующих импульсов, компаратор 7, блок 8 дифференцирования,преобразователь 9,первый триггер 10,первый элемент,Ь

И ll,первый счетчик 12,второй элемент

И 13, второй счетчик 14, запоминающий регистр 15, вторую линию 16 задержки, третий элемент И 17, четвертый элемент И 18; третий счетчйк 19 эталонный генератор 20, вто .. .

1575127 рой триггер 21, пятый элемент И 22, третий триггер 23, шестой элемент

И 24, четвертый счетчик 25. .В устройстве для измерения девиации и скорости изменения частоты в течение импульса (фиг.l) лоследовательно соединены модулятор 1, управляемый генератор 2, линии 3 задержки, смеситель 4, второй вход которого соединен с выходом управляемого"

,генератора 2, компаратор 7, блок 8 дифференцирования,преобразователь 9, после довательно соединены регулируемый эле, мент 5 задержки, вход которого подключен 5 к выходу модулятора 1, генератор 6 стробирующих импульсов. Выход преобразова теля 9 соединен с первым входом первого триггера 10, с входом второй линии 16 задержки, с первыми входами четвертого 18 и пятого 22 элементов

И..Выход генератора 6 стробирующих импульсов соединен с вторым входом первого триггера 10, с первыми входами второго 21 и третьего 23 триггеров, с первыми входами второго 13 и третьего 17 элементов И, а также с вторым входом четвертого элемента

И 18, Выход первого триггера 10 подключен к последовательно соединенным первому логическому элементу И 11, первому счетчику 12 импульсов. Выход второго логического элемента И 13 подключен к последовательно соединенным второму счетчику 14 импульсов, второй вход которого соединен с выходом второй линии 16 задержки через третий элемент И 17, и запоминающему регистру 15. Выход четвертого элемента И 18 подключен к второму входу запоминающего регистра 15 и входу третьего счетчика 19 импульсов. Выход второго триггера 21 соединен с последовательно включенными пятым элементом И 22, третьим триггером 23, выход которого подключен также к второму входу второго триггера

21, шестым элементом И 24 и четвертым счетчиком 25 импульсов. Выход эталонного генератора 20 соединен с вторы50 ми входами первого 11, второго 13 и шестого 24 логических элементов И.

Устройство работает следунпцим образом.

Преобразованный сигнал разностной

"частоты f цр с выхода смесителя (U,ôèã.2г) поступает на вход компаратора 7 (фиг. 1), в котором происходит формирование импульсного сигнала U7 (фиг.2д) из гармонического колебания равностной частоты U< (фиг.2г). Импульсный сигнал U c выхода компаратора 7 подается на блок

8 дифференцирования, с выхода которого напряжение U (фиг.2е) подводится к преобразователю 9. На выходе преобразователя 9 формируются импульсы U> (фиг,2ж), соответствующие моментам перехоца через нуль преобразованного сигнала 0,(фиг.2г). Одновременно напряжение с выхода модулятора 1 че- рез регулируемый элемент 5 задержки в котором происходит задержка модулирующего сигнала на время,, запускает генератор 6 стробирующих импульсов. На выходе генератора 6 стробирующих импульсов формируется импульс строба U q (фиг.2з), длительность которого определяется периодом модуляции исходного линейно-частотно-модулированного сигнала (фиг,2а). Четвертый логический элемент И 18 при воздействии сигналов Ur, и U вьщеляет напряжение U (фиг.2м), соответствующее числу целых полупериодов преобразованного сигнала U< (фиг.2г) . за время действия импульса строба

11ь (фиг,2з). Импульсы U 1В(фиг.2м с выхода четвертого логического элемента И 18 поступают на вход третьего счетчика 19 импульсов, на выходе которого получают число N, определяющее целую часть, Импульс строба U (фиг, 2з) подается на второй вход первого триггера 10, на первый вход которого воздействуют импульсы U > с выхода преобразователя 9. В результате на выходе первого триггера 10 формируется импульс U (фиг,2к), длительность д, го которого определяется разностью между моментом времени появления первого перехода через нуль преобразован- ного сигнала и началом строба U (фиг,2э). С помощью первого элемента 11 И временной интервал 0, сигнала U (фиг.2к) заполняется импульго сами эталонного генератора 20 (Б д, фиг. 2и), и на выходе первого эле мента ll И формируется напряжение (фиг.2л),-подаваемое на вход первого счетчйка 12 импульсов. скисло N

1 на выходе первого счетЧика 12 импульсов характеризует дробную часть периода U на начальном участке моду3 ляции линейно-частотно-модулированного сигнала. Для выделения интервала времени 0 «(U» фиг. 2д), определя

15751?7

Nr N.g

1 — 1 + -- +

1 4 145

35 где N

N4 ющего дробную часть, вызванную набегом фазы преобразованного сигнала

Ц,„ (фиг.2г) в конце периода модуляции, в устройство введены элемент И 13, счетчик 14, регистр 15, линия 16 задержки, элемент И 17.

Второй элемент И 13 по приходе импульса строба U< (фиг,2з) начинает пропускать на выход импульсы эталонного генератора 20 (Ь о,фиг.2и), поступающие на второй вход второго элемента И 13, и далее на вход второго счетчика 14 импульсов. На второй вход второго счетчика 14 импульсов поступают импульсы Б (фиг. 2ж) с выхода преобразователя 9 через вторую линию 16 задержки и третий ,элемент И 17. Импульсы Ь (фиг.2ж), / задержанные во второй лйнии 16 задержки и выделенные с помощью импульса строба U< (фиг.2з) в третьем элементе И 17, осуществляют сброс второго счетчика 14 импульсов в исходное состояние в соответствии с каждым переходом через нуль преобразованного сигнала U (фиг.2г). Число N> им пульсов эталонного генератора 20, подсчитанных вторым счетчиком 14 импульсов в каждый полупериод преобразованного сигнала разностной частоты f» записывается в запоминающий пр регистр 15 по приходе каждого импульса с выхода четвертого элемента И 18 на второй вход регистра 15. Необходимость второй, линии 16 задержки вызвана тем, чтобы согласовать процессы записи информации с выхода второго счетчика 14 импульсов в запоминающий регистр 15 по сигналу 0 (фиг.2м) 11 и установить в исходное состояние счетчик 14. Время задержки линии 16 определяется минимальной длительностью процесса записи информации в регистр 15. По окончании импульса строба 11 (фиг.2з) в запоминающем регистре 15 записано число 14, соответствующее длительности последнего целевого полупериода преобразованногс сигнала П 4 (фиг. 2д} за вре" мя действия импульса строба, = на выходе счетчика 14 импульсов имеется числО М, которое onpepeë÷eò длительность 4. Кроме этого введен дополнительный измерительный канал, включающий триггеры 21, 23, элементы

22, 24 И, счетчик 25, для вычисления длительности первого с начала модуляции целевого полупериода преобра;ованного сигнала Г (фи .*д}. Импульс cTpnna U < (фиг.2з) устянавли ает второй триггер 21 в состояние, 5 разрешающее пятому элементу 22 П пропускать на его выход импульсы Ь (фиг,2ж) с выхоца преобразователя

9 ° Напряжение П (фиг,2п) поступает на вход третьего триггера 23, работающего в режиме деления частоты, I. и на его выходе образуется импульс

U. (фиг.2p)., по заднему фронту которого производится установка второго триггера 21 в исходное состояние

15 (1 1,, фиг.2н), Для начальной установки третьего триггера 23 в исходное состояние на его второй вход посту пает импульс строба U< (фиг.2з).

С пом:щью сигнала U (фиг.2р) шестой элемент И 24 выделяет определенное количество импульсов (U фиг ° 2c) эталонного генератора 20 ° Импульсы (фиг.2с) поступают на четвертый г счетчик 25 импульсов, на выхоце которого образуется число N4, соответствующее длительности первого с начала модуляции целого полупериода преобразованного сигнала. Используя измеренные числовые данные, девиацию

30 частоты исходного линейно-частотномодулированного сигнала находят из выражения число, записа:". ное в первом счетчике 12 импульсов и опредляющее длитель-

НОСТЬ с, число, записанное во втором счетчике 14 импульсов и определяющее длительность число, записанное в третьем счетчике 19 импульсов " и определяющее количество целых полупериодов преобразованного сигнала за время действия импульса строба; число, записанное в четвертом счетчике 25 импульсов и определяющее длительность первого с .начала модуляции целого пслупериода преобразованного сигнала;

1575127 где Р— длительность импульса строба, Таким образом, заполнение временных интервалов преобразованного сигнала счетными импульсами позволяет существенно повысить точность измерения девиации и скорости изме нения частоты в течение импульса.

Формула из обретения

Устройство для измерения девиации и скорости изменения частоты в течение импульса, содержащее последовательно соединенные модулятор, управляемый генератор, первую линию задержки, смеситель, второй вход 40 которого соединен с выходом управляемого генератора, последовательно

N - число, записанное в запоминающий регистр 15 и определяющее длительность последнего целого полу- 5 периода преобразованного.ñèãíàëà за время действия импульса строба.

Для измерения скорости изменения частоты устоойство работает анало- 10 гично, но при этом длительность им пульса строба U<(фиг.2з) может быть меньше и с помощью регулируемого эле,мента 5 задержки можно .измерять ско, рость изменения частоты на любом участке длительности исходного линейно-частотно-модулированного сигнала.

Скорость изменения частоты вычисляется по формуле

N — 1 + — +—

Ng Nк

$ э rá l1

3 "стр соединенные регулируемый элемент задержки, вход которого подключен к выходу модулятора, генератор стробирующих импульсов, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения точности измерения девиации и скорости изменения частоты в течение импульса, в него введены последовательно соединенные компаратор, блок дифференцирования, преобразователь и вторая линия задержки, три триггера, запоминающий регистр, четыре счетчика

I шесть элементов И и эталонный генератор, к выходу преобразователя подключены входы первого триггера, четвертого и пятого элементов II, выход первого триггера подключен к входу первого элемента И, выход которого соединен с входом первого счетчика импульсов, выход второго элемента И подключен к входу второго счетчика импульсов, выход которого;соединен с входом запоминающего регистра, вы- . ход четвертого элемента И подключен к второму входу запоминающего регистра и третьему счетчику импульсов, выход второго триггера соединен через пятый элемент И с третьим триггером, выход которого подключен к шестому элементу И и первому входу второго триггера, выход генератора стробиру ющих импульсов соединен с вторыми входами первого, второго, третьего триггеров, четвертого элемента И и первыми входами второго и третьего элементов И, выход эталонного гене— ратора соединен с вторыми входами первого, второго и шестого элементов

И, выход второй линии задержки через третий элемент И соединен с вторым входом второго счетчика.

1575127

0 Ц7

0g йф

ZD

К

Л 0

„ugly

И Z1

П

egg

Р ид и

Составитель В. Новоселов

Техред И,Ходанич

Корректор В. Кабаций

Редактор Л. Веселовская

Заказ 1782 Тираж 559 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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