Быстродействующий радиоимпульсный преобразователь фаза-код
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Союз Советскик
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
<11>855528 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 170779 (21) 2796216/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 15,0881. Бюллетень Но 30
Дата опубликования описания 180881 (51)М. Кл.3
G 01 R 25/00
Государственный иомитет
СССР по делам изобретений и открытий (5З) >АК 621. 317 °.77(088.8) (72) Авторы изобретения
В.И. Мордвс ва, В.Ф. Сиверцев и Н.Н. Штар
Томский институт автоматизированных сист управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54 ) БЫСТРОДЕЙСТВУИМЦИЙ РАДИОИМПУЛЬСНЫЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ФАЗА- КОД
i=a
Ц e*.C 2
1=0
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть ис-. пользовано для измерения разности фаз радиосигналов в фазовых системах.
Для измерения разности фаз в случае коротких и одиночных радиоимпульсов используется метод с промежуточным преобразованием разности фаз входных сигналов в частотно-независимые квадратурные компоненты. Формирова10 ние частотно-независимых квадратурных компонент осуществляется двумя фазовыми детекторами. Максимальное быстродействие достигается применением параллельной пространственно интерполяционной обработки квадратурных компонент.
Известен быстродействующий радиоимпульсный преобразователь фаза-код, использующий известный метод преобразования и содержащий формирователь квадратурных составляющих (два усилителя -ограничителя, два фазовых детектора и фазосдвигающие цепи), блок интерполятора и преобразователь позиционного кода в двоичный. Выходы формирователя квадратурных составляющих соединены с входами блока интерполятора, выходы интерполятора подключены к входам преобразователя по 30 зиционного кода в двоичный код. Формирователь квадратурных составляющих преобразует радиоимпульсы, разность фаз между высокочастотными заполнениями которых необходимо измерить, в видеоимпульсы с амплитудами, пропорциональными + s i и Чи + cos9, где т измеряемая разность фаэ. Сигналы с выходов формирователя квадратурных составляющих поступают в блок интер оляторов, осуществляющих сложение видеоимпульсов (+ в!лч, + cosv) с определенными весами. В результате значения квадратурных составляющих преобразуются в позиционный код, однозначно связанный с измеряемой разностью фаэ соотношением
Ом - u s i эл ts! л(к с - Ч )3
Число единиц в позиционном коде равно числу интервалов, соответствующих измеряемой разности фаэ. Число интервалов и кодируется в преобразователе позиционного кода в двоичный код. Измеряемай фазовый сдвиг на выходе преобразователя определяется соотношением;
855528
На входы формирователя 1, являющиеся входами преобразователя фазакод, подаются сигналы .
"Въ Um «s (t+ )
Ug)(g = U cОsuUt где 0„„ 111 — амплитуды огибающей ра1 диосигнала;
® — частота заполнения;
3боо где 3.= >,„ — дискрет отсчета; — разрядность двоичного кода (1) .
Недостатком такого преобразователя фаза-код является то, что велик и резко возрастает с увеличением разрядности двоичного кода его аппаратурный объем.
Пель изобретения — повышение надежности при сохранении высокого быстродействия. !О
Поставленная цель достигается тем, что в быстродейстнующий радиоимпульсный преобразователь фаза-код, содержащий формирователь квадратурных составляющих, преобразователь позиционного кода в двоичный код, введены К узлов выделения фазовых интервалов, причем каждый из узлов содержит интерполятор, блок логической обработки и Р пар элементов выборки и хранения, при этом выходы интерполятора, соответствующие границам фазовых интервалов, соединены с входами блока логической обработки и r. сигнальными входами каждой из Р пар элементов выборки и хранения, управляющие входы которых подключены соответственно к выходам блока логической обработки, а. аналоговые выходы всех первых из Р пар и соответственно аналоговые выходы всех вторых из Р пар элемен- 30 тов выборки.и хранения соединены между собой и с входами интерполятора последующего узла выделения фазовых интервалов, а входы интерполятора первого узла выделения фазовых ин- 35 тервалов подключены к выходам формирователя квадратурных составляющих и выходы блоков логической обработки всех К узлов выделения фазовых интервалов подключены к входам преобразо- 4О вателя позиционного кода в двоичный код.
На чертеже приведена схема быстродействующего радиоимпульсного преобразователя фаза-код.
Выстродействующий радиоимпульсный 45 преобразователь фаза-код содержит формирователь 1 квадратурных составляющих К узлов 2 выделения фазовых интервалов, преобразователь 3 позиционного кода в двоичный код. Каждый 50 из узлов выделения фазовых интервалов содержит интерполятор 4, блок 5 логической обработки P пар элементов б выборки и хранения.
Предлагаемый быстродействующий ра- 55 диои пульсный преобразователь фазакод работает следующим образом. — разность фаз между высокочастотными заполнениями двух радиоимпульсных сигналов.
Формирователь 1 преобразует входные импульсы, разность фаз между высокочастотными заполнениями которых необходимо измерить, в видеоимпульсы с амплитудами, пропорциональчыми
+s i и Ч и +cost. Видеоимпульсы с выходон формиронателя 1 поступают на входы интерполятора 4 первого узла 2 выборки фазовых интервалов. На выходе интерполятора 4 устанавливается расраспределение потенциалов, подчиняющееся закону
U1 = U . а;
a„= sin(Y — id<) (1)
360 где d „ =; р — общее число интервалов1
1,2...р„ — номер выхода интерполятора, соответствующий номеру интервала, которому принадлежит значение измеряемой разности фаз.
Напряжения, определяемые соотношением (1), подаются на входы узла 2 логической обработки. С помощью элементов блока 5 определяется номер -ro интервала, на котором распределение (1) меняет знак "+" на и для которого формируется логический уровень у = 1, а для всех остальных интервалов логический уровень у . = О. В результате на выходах P олока 5 формируется позиционный код, который подается на входы преобразователя позиционного кода в двоичный код. На выходе преобразователя имеет и разрядов двоичного кода. фиксация значений U„ è 0„, соответствующих границам нйбранного фазового интервала, которому принадлежит измеряемое значение разности фаз, осуществляется с помощью Р пар элементов б выборки и хранения. Управление узлами выборки и хранения бло ка 5 осуществляется позиционным кодом, поступающим на управляемые входы с P выходов блока 5 на управляемые входы Р пар элементов б. Аналоговые выходы всех первых из P пар и соответственно аналоговые выходы всех вторых из Р пар элементон б соединены между собой, так что одновременно в группе, состоящей из Р элементов открыт только один из элементов, а именно тот, управляющий вход которого соединен с тем из Р входов блока логической обработки 5, которому в позиционном коде соответствует логический уровень y. = 1.
Напряжение на выходах элементов б выборки и хранения; являющихся выхоЕ66Ь2а дами узла 2 выбора интервала, удовлетворяют логическим уравнением с = a -,, 0=a„. ° yНа этом первый цикл преобразования заканчивается и элементы 6 переходят в режим хранения, причем дли 5 тельность цикла преобразования не должна превышать времени хранения информации в ь х. В режиме хранения элементы памяти элементов 6 отключены от выходов интерполятора 4, а следовательно, следующего значения разности. фаз входных сигналов. Сигналы (С = U-„; 0 = 0; ) с выходов узла 2 выбора интервалов поступают на входы интерполятора последующего устройст- 15 ва выбора фазового интервала К вЂ” 1, осуществляющего определение измеряемого значения разности фаз с точд- ностью до заданного дискрета
360о 360о
Затем цикл повторя2" - 1 Р,, Р, ется.
Например, К = 3, т.е. преобразователь фаза-код содержит три «узла выбора интервалов 2, в которых . одновременно на разных этапах осуществляется преобразование трех значений разности фаз входных сигналов. Причем в третьем узле выбора интервалов осуществляется преобразование первого значения разности фаз, являющегося результатом преобразования во .втором устройстве выбора интервалов, во втором узле — преобразование второго значения разности фаз, являющегося результатом преобразования в первом узле, а в первом узле может быть начата обработка следующего значения разности фаз входных сигналов (тре- 4Р тьего значения). Следовательно,с мовыходе третьего узла интервал между двумя последовательными измерениями (быстродействие ПФК) остается постоянным и равным времени преобразования в одном узле выбора интервалов.
На выходе преобразователя 3 позиционного кода в двоичный код получаем (n + n>) разрядов двоичного кода. Если число узлов выбора интервалов рав-5,) но К, то общее число разрядов двоичного кода и равно
Й = nÄ+ и,1+...и
Область неопределенности возможных значений определяется величиной дискрета d„, где d „= 360 /2". Измеренное значение разности фаэ определяется соотношением пк 4иъ к и=о
Использование новых элементов
К узлов выборки интервалов — позволяет сократить объем аппаратуры эа счет одновременной Обработки нескольких сигналов на разных этапах преобразования.
Формула изобретения
Быстродействующий радиоимпульсный преобразователь фаза-код, содержащий формирователь квадратурных составляющих, преобразователь позиционного кода в двоичный код, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности при сохранении высокого быстродействия, в него введены К узлов выделения фазовых интервалов, причем каждый из узлов содержит интерполятор, блок логической обработки и Р пар элементов выборки и хранения, при этом выходы интерполятора соединены с входами блока логической обработки и с сигнальными входами каждой из Р пар элементов выборки и хранения, управляющие входы которых подключены соответственно к выходам блока логической обработки, а аналоговые выходы всех первых иэ Р пар и соответственно аналоговые выходы всех вторых из P пар элементов выборки и хранения соединены между собой и с входами интерполятора последующего узла выделения фазовых интервалов, а входы интерполятора первого узла выделения фазовых интервалов подключены к выходам формирователя квадратурных составлякщих и выходы блоков логической обработки всех К узлов выделения фазовых интервалов подключены к входам преобразователя позиционного кода в двоичный код.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Фаэовые методы измерений в радиотехнике. Труды радиотехнического института АН СССР. М., 1977.
855528
Заказ 6898/62
Тираж .732 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Составитель Н. Медведева
Редактор К. Волощук Техред Ж. Кастелевич Корректор Г. Решетник