Устройство для измерения параметров радиоимпульсов

Устройство для измерения параметров радиоимпульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИС

ИЗОБР

К АВТОРСКОМУ

Союз Советски»

Социвлистмчвсиии

Республик (61) Дополнительное к (22) За и вле но 10. 1 1.8 с присоединением заяв (23) Приоритет

Опубликовано,? 3. Ъву ррствапвЯ комитет

СССР ав явкам иэабретеииЯ и открытиЯ

Йата опубликов (72) Авторы изобретения

Г. П, Белаш и Е. И. Качанов

Ленинградский ордена Ленина электротехнический" институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

РАДИОИМПУЛЬСОВ с у

Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды фазы и периода несушей частоты радиоимпульсных сигналов.

Известны устройства дпя измерения параметров радиоимпупьсов, таких как амплитуда, фаза,и период, которые включают в себя цифровой амппифазометр и периодомер (1).

Однако такие устройства обладают недостаточной помехоустойчивостью и производят измерения только некоторых параметров радиоимпупьсов из таких, как амплитуда, фаза и период несушей часто- 1 ты радиоимпупьсов сигнапа, Наиболее близким к пре длагаемо- . му по технической сущности и, достигаемому эффекту является устройство для измерения интервале времени двумя сигналами, которое содержит первый и второй блоки сравнения, сигнальный вход которого соединен с выходом

2 генератора эталонной частоты, & управляющий вход — с выходом триггера, счетчик результатов, устройство управления, первый и второй элементы совпадения, первый и второй двоичные счетчики, реверсивный счетчик, управляемый умножитель частоты, делитель частоты, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго двоичного счетчика, выход первого элемента совпадения подключен к входу первого двоичного счетчика и к первому входу реверсивного счетчика, Bblxoll второго элемента совпадения соединен с входом второго двоичного счетчика, первым управпяюшим входом триггера и с вторым входом реверсивного счетчика, входы первого элемента совпадения соединены с выходами триггера и первого бпока сравнения, входы второго элемента совпадения и о дключе ны к первому вы хо ду устройства управления и к выходу второго блока сравнения, первый вы3 9382 ход реверсивного счетчика подключен к второму управляющему входу триггера второй выход реверсивного счетчика соединен с входом управляемого умножителя частоты, вход которого подсоединен к выходу кпюча, а выход через делитель частоты соединен с входом счетчика резупьтатов, выходы первого и второго цифро-анапоговых преобразоватепей соединены с первымивходами соответственно первого и второго блоков сравнения f2 ).

Однако известное устройство обпадает недостаточным диапазоном измеряемых параметров, который ограничен только измерением интервапа времени между дву. мя сигналами.

Цепь изобретения — расширение диапазона измеряемых параметров.

zo

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены третий и четвертый бпок сравнения, блок одновибраторов, управляемый инвертор, вычислитепьное устройство, первое и вто25 рое запоминающее устройство, управпяемый делитель напряжения, формирователь опорного напряжения допопнитепьный кпюч, счетчик периода, коммутатор, кодовый делитель, сумматор, причем выход третье30 го блока сравнения соединен с входом блока одновибраторов, первый выход которого подкпючен к первому входу устройства управпения, а второй выход — к второму входу управпения вычис)титепьного устройства и к входам сброса первого двоичного счетчика, реверсивного счетчика и счетчика результатов, первый вход управления вычислитепьного устройства подключен к второму выходу устройства управления, первый информационный вход вычиспитепьного устройства соединен с выходом первого двоичного счетчика, информационный выход вычиспитепьного устройства подкпючен к информационному входу первого запоминающего устройства, 45 выход первого запоминающего устройства соединен с первым входом второго запоминающего устройства, с вторым инфор. мационным входом вычиспитепьного устройства и с цифровыми входами управляемого делитепя напряжения и формирователя опорного напряжения, выход которого соединен с входами опорного напряжения первого и второго цифроаналогового преобразователя, вход управления пер 55 вого запоминающего устройства подкпючен к выходу управления вычислительного устройства, третий выход устройства управления соединен с входом сброса счетчика периода, вход управления второго запоминающего устройства и вход запус-ка кодового депитепя подключены к четвертому выходу устройства управления, вход управления допопнитепьного кпюча соединен с пятым выходом устройства управления, управляющие входы управляемого инвертора и коммутатора соединены с шестым выходом устройства управпения, выход счетчика .результатов подкпючен к

I второму входу второго запоминающего

-устройства и к первому входу сумматора, выход которого соединен с третьим . входом второго запоминающего устройства, второй вход устройства управпения соединен с шиной запуска, выход чет вертого блока сравнения соединен с третьим входом устройства управления, четвертый вход устройства управления подкпючен к выходу триггера, выход второго двоичного счетчика подкпючен к пятому входу устройства управления, первые входы третьего и четвертого блоков сравнения соединены с обшей шиной, сигнапьный вход управляемого инвертора соединенный с вторым входом третьего блока сравнения подкпючен к шине опорного сигнапа, объединенные вторые входы первого и четвертого блоков сравнения подключены к измерительной шине, выход управляемого инвертора через управляемый делитель напряжения подкпючен к второму входу второго бпока сравнения, второй вход сумматора соединен с выходом коммутатора, сигнальный вход которого соединен с первым выходом счетчика периода, второй выход счетчика периода соединен с первым входом кодового делителя, второй вход которого соединен с третьим выходом второго запоминающего устройства, выход генератора эта лонной частоты соединен с тактовым входом кодового делитепя и с сигнальным входом дополнительного ключа, выход которого соединен с входом счетчика периода.

На чертеже приведена схема устройства для измерения параметров радиоимпульсов.

Устройство для измерения параметров радиоимпульсов содержит третий бпок 1 сравнения, блок 2 одновибраторов, четвертый блок 3 сравнения, управляемый инвертор 4, вычислительное устройство 5, первое запоминающее устройство 6, устройство 7 управпения, управпяемый депитель 8 напряжения, формироватепь 9 опор5 938 ного напряжения, второй. блок 10 сравнения, второй элемент 11 совпадений, первый элемент 12 совпадений, первый блок

13 сравнения, второй цифроаналоговый преобразователь 14, второй двоичный счетчик 15, реверсивный счетчик 16, первый двоичный счетчик 17, первый цифроаналоговый преобразователь 18, триггер 19, делитель частоты 20, управляемый умножитель 21 частоты, ключ

22 генератор 23 эталонной частоты, дополнительный ключ 24, счетчик 25 результатов, сумматор 26, коммутатор 27, счетчик 28 периода, второе запоминаюшее устройство 29, кодовый делитель 30.15

Сигнальный вход ключа 22 соединен с выходом генератора 23 эталонной частоты, а управляющий вход — с выходом триггера 19, вход первого цифроаналого20 вого преобразователя 18 подключен к выходу первого двоичного счетчика 17, вход второго цифроаналогового преобразователя 14 подключен к выходу второго двоичного счетчика 15, выход первого элемента 12 совпадений подключен к входу первого двоичного счетчика 17 и к первому входу реверсивного счетчика 16, выход второго элемента l l совпадений соединен с входом второго двоичного

30 .счетчика 15, первым управпяюшим входом триггера 19 и с вторым входом реверсивного счетчика 16, входы первого элемента 12 совпадений соединены с выходами триггера 19 и первого блока 13 сравнения, входы второго элемента 11 совпадений подключены к первому выходу устройства 7 управления и к выходу второго блока 10 сравнения, первый выход реверсивного счетчика 16 подключен к ао второму управляюшему входу триггера

19, второй выход реверсивного счетчика

16 соединен с входом управляемого умножителя 21 частоты, включенного на выходе кшоча 22, а его выход через де литель 20 частоты соединен с входом счетчика 25 результатов, выход первого цифроаналогового преобразователя 18 соединен с первым входом первого блока

13 сравнения, выход второго цифроаналогового преобразователя 14 соединен с первым входом второго блока 10 сравнения, выход третьего блока 1 сравнения соединен с входом блока 2 одновибраторов, первый выход которого подключен к первому входу устройства 7 управления, а второй выход - к второму входу управления вычислительного устройства .5 и к входам сброса первого двоичного счетчи«

206 6 ка 17, реверсивного счетчика 16 и счетчика 25 результатов, первый вход управления вычислительного устройства 5 подключен к второму выходу устройства

7 управления, первый информационный вход вычислительного устройства 5 соединен с выходом первого двоичного счетчика 17, информационный выход вычислительного устройства 5 подключен к информационному входу первого запоминаюшего

I устройства 6, выход первого запоминаюшего устройства 6 соединен с первым входом второго запоминаюшего устройся ва 29, с вторым информационным входом вычислительного устройства 5 и с. цифровыми входами управляемого делителя 8 напряжения и формирователя опорного напряжения, выход последнего соединен с содами опорного напряжения первого цифроаналогового преобразователя 18 и второго цифроаналогового преобразовате1 ля 14, вход управления первого зацоминаюшего устройства 6 подключен к выходу управления вычислительного устройства 5, третий выход устройства 7 управпения соединен с входом сброса счетчика 28 периода, вход управления второго запоминаюшего устройства 29 и вход запуска кодового делителя 30 подкпюче ны к четвертому выходу устройства 7 управления, вход управления дополнитепьного ключа 24 соединен с пятым выходом устройства 7 управления, управляюшие входы управляемого инвертора 4 и коммутатора 27 соединены с шестым выходом устройства 7 управления, выход счетчика 25 результатов подключен к второму входу второго запоминающего устройства 29 и к первому входу сумматора

26, выход которого соединен с третьим входом второго запоминаюшего устройст1 ва 29, второй вход устройства 7 управления является входом запуска устройства, выход четвертого блока 3 сравнения соединен с третьим входом устройства 7 улравпения, четвертый вход устройства 7 управления подкшочен к выходу триггера 19, выход второго двоичного счетчика 15 подключен к пятому входу устройства 7 управления, первые входы третьего блока 1 сравнения и четвертого блока 3 сравнения заземлены, сигнальный вход управляемого инвертора 4 соединенный с вторым входом третьего блока 1 сравнения является входом опорного сигнала устройства, обьединенные вторые входы первого блока 13 сравнения и четвертого блока 3 сравнения являют938206 ся измерительным входом устройства, вы . ход управляемого инвертора 4 через управляемый депитепь 8 напряжения подкпючен к второму входу второго бпока

10 сравнения, второй вход сумматора 26 5 соединен с выходом коммутатора 27, сигнальный вход которого соединен с первым выходом счетчика 28 периода, второй выход счетчика 28 периода соединен с выходом устройства и с первым входом ! кодового делителя 30, второй чход последнего соединен с третьим выходом второго запоминающего устройства 29, выход генератора 23 этапонной частоты соединен с . тактовым входом кодового делителя 30 и сигнапьным входом дополнительного ключа 24,.выход которого соединен с входом счетчика 28 периода, первый и второй выходы второго запоминающего устройства 29 и выход кодового делителя 30 являются выходами устройства.

Устройство работает следующим об—

PBGOM, При нарастании опорного синусоидаль- 5

25 ного сигнала в момент пересечения им нулевого потенциапа на первом выходе блока 2 одновибраторов появляется прямоугопьный импупьс, который поступает на первый вход устройства 7 управпения.

По задн. му фронту этого импупьса бпок

2 одновибраторов сформирует второй импульс, который появляется на.втором выходе бпока 2 одновибраторов. Этот импульс производит сброс счетчиков 15, зз

17 и 25, а также поступает на второй вход управления вычиспитепьного устройства 5.

Процесс измерения начинается при по о явпении единичного потенциапа на входе запуска устройства. При поступлении с блока 2 одновибраторов на устройство 7 управпения импупьса, поспеднее производит сброс счетчика 28 периода, замыкаД ние дополнитепьного кпюча 24 и запись в запоминающее устройство 6 максимального двоичного кода, при этом устанавпивается минимальный коэффициент деления управляемого делитепя 8 напряжения и максимальное напряжение на выходе формирователя 9 опорного напряжения, которое поступает на входы опорного напряжения цифроанапоговых преобразователей.

Если фазовый сдвиг между опорным и а входным сигналом превышает 180, уст- ройство 7 управпения через управляемый инвертор 4 производит инверсию опорного напряжения и открывает коммутатор

27. Одновременно устройство 7 управпения открывает эпемент 11 совпадения.

Когда уровень опорного сигнапа достигает начапьного напряжения на выходе цифроанапогового преобразоватепя 1 4, срабатывает блок 10 сравнения и на выходе э леме нта 1 1 совпадений возни кает рабочий перепад напряжения. При этом чиспо в реверсивном счетчике 16 увепичивается на единицу, что влечет за собой соответствующее изменение коэффициента умножения управпяемого умножитепя 21 частоты. Этим же перепадом напряжения перебрасывается триггер 19, кпюч 22 открывается, и импульс этапонной частоты через управляемый умножитель 2 1 чаототы через управпяемый умножитепь 21 и депитепь 20 частоты поступают на счетчик 25 резупьтата, Одновременно с этим число в счетчике 15 увеличивается на единицу и возрастает выходное напряжение преобразоватепя 1 4.

При дальнейшем увепичении напряжения опорного сигнала вновь срабатывает блок 10 сравнения, который своим перепадом напряжения увепичивает на единицу чиспо в счетчиках 15 и 16, а также коэффициент умножения частоты.

Такой процесс продопжается до полного запопнения счетчика 15, поспе чего он обнуляется, на выходе преобразователя 14 устанавливается первоначальное напряжение, и часть устройства, состоящая из эпемента 11 совпадения и блока 10 сравнения, счетчика 15 и преобразователя 14, до конца цикла измерения не изменяет своего состояния.

Б момент времени, определяемый фазовым сдвигом межпу опорным и входным сигнапами, начинает возрастать напряжение входного сигнала. При достижении им нулевого потенциала - начального уровня преобразователя 18, срабатывает блок 13 сравнения и через открытый триггером 19 элемент 12 совпадения рабочий перепад напряжения уменьшает на единицу число в реверсивном счетчике 16, вследствие чего коэффициент умножения эталонной частоты также уменьшается на единицу. При этом в счетчике

17 увеличивается число на единицу и изменяется выходное напряжение преоб— разоватепя 18, Возрастание напряжения сигнала приведет к новому срабатыванию блока 13 сравнения, увепичению числа в счетчике 17 и уменьшению в счетчике

16. При обнулении последнего, триггер

19 перебрась:.вается в нулевое состояние

958206

15

45

55 ключ 22 закрывается и цикл измерения заканчивается. Если амплитуды опорного и измеряемого входного сигнала различаются более чем на величину шага квантования цифроаналоговых преобразователей 14 и 18, обнуление счетчика 16 и сброс триггера 19 будет произведено следуюшим импульсом с второго выхода блока 2 одновибраторов.

При появлении второго импульса пер-вого выхода блока 2 одновибраторов закончится первый цикл измерения, дополнительный ключ 24 разомкнется IIo комаиде с устройства 7 управления, вычислительное устройство 5 в соответствии с кодом записанным в счетчике 17 произведет необходимые вычисления и запишет в эапоминаюшее устройство 6 новый код, который изменит коэффициент депения управляемого делителя 8.. напряжения и величину выходного напряжения формирователя 9 опорного напряжения.

Одновременно устройство 7 управления откроет элемент 11 совпацения и начинется следующий цикл измерения. При появлении следующего импульса с блока 2 одновибраторов, свидетельствующего об окончании второго цикла измерения, вычислительное устройство в соответствии с кодом записанным в счетчике 17 произведет подстройку амплитуды опорного сигнала на выходе управляемого делителя напряжения 8 и приблизит к величине амплитуды входного сигнала. Иикл измерения с одновременной подстройкой амплитуды опорного сигнала будет повторяться до тех пор пока разность между амплитудой входного сигнала и амплитудой опорного сигнала на выходе управляемого делителя 8 напряжения не станет меньше величины шага квантования цифроаналоговых преобразователей 14 и 18.

Как только разность амплитуд станет меньше шага квантования, так устройство 7 управления в конце каждого следуюшего цикла измерения будет давать сигнал на запись в эапоминаюшее устройство 29 кодов пропорциональных амплитуде входного сигнала, фазовому сдвигу и усредненному интервалу времени между положительными нарастаюшими попуволнами входного сигнала и опорного сигнала на выходе управляемого сигнала на выходе управляемого делителя напряжения, измерение которых производилось на данном цикле измерения, а код пропорциональный амплитуде входного сигнала измеренной в процессе подстройки амплитуды, будет также храниться в запоминающем устройстве 29.

Если в начале процесса измерения была произведена инверсия опорного сигнала, на вход сумматора 26, помимо кода поступаюшего с счетчика 25 результата, через открытый коммутатор 27 подается код с первого выхода счетчика 28 периода. Если коммутатор закрыт, код на выходе сумматора 26 совпадает с кодом на выходе счетчика 25 результата. Таким образом, на выходе кодового делителя 30 поягпяется код пропорциональный фазовому сдвигу между входным и опорным сигналом.

Процесс измерения заканчивается при появлении на входе запуска устройства 7 управления нулевого потенциала.

При превышении опорным сигналом нулевого потенциала на выходе блока сравнения появляется напряжение соответствующее логической 1 . На такой перепад выходного напряжения блока 1 сравнения блок 2 одновибраторов сформирует положительный прямоугольный импульс на первом выходе, а позацнему фрон у этого сформированного импульса блок 2 сфор.мирует импульс на втором выходе. Суммарная длительность обоих импульсов устанавливается меньшей периода импульсов поступающих с генератора 23.

Таким образом, предлагаемое устройство помимо измерения интервала времени одежду опорным сигналом на выходе управляемого делителя напряжения и входным радиоимпульсным сигналом позвол .ет измерять аьа литуду, фазу и период несушей частоты радиоимпульсов.

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров радиоимпульсов, оодержашее первый и второй блоки сравнения, ключ, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, а управляюший вход - с выходом триггера, счетчик результатов, устройство управления, первый и второй элементы совпадений, первый и второй двоичные счетчики, реверсивный счетчик, управляемый умножитель часто" ы, делитель частоты, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго двоичного счетчика, выход первого элемента совпадений подключен к входу первого двоичного счетчика и к первому входу

938206

12 реверсивного счетчика, выход второго элемента совпадений соединен с входом второго двоичного счетчика, первым управпяюшим входом триггера и с вторым входом реверсивного счетчика, входы перво- 5 го элемента совпадений соединены с выходами триггера и первого бпока сравнения, входы второго элемента совпадений подключены к первому выходу устройства управления и к выходу второго блока сравнения, первый выход реверсивного счетчика подкпючен к второму управпяюшему входу триггера, второй выход реверсивного счетчика соединен с входом управляемого умножитепя частоты, вход которого подсоединен к выходу кшоча, а выход через депп;епь частоты соединен с входом счетчика резупьтатов, выходы первого и второго цифроанапогового преобразоватепей соединены с пер- 20 выми входами соответственно первого и второго блоков сравнения, о т и и ч а— ю ш е е с я тем, что, с цепью расширения диапазона измеряемых параметров, в него допопнитепьно введены третий и >5 четвертый блоки сравнения, бпок одновибраторов, управпяемый инвертор, вычиспительное устройство, первое и второе запоминающее устройство, управпяемый делитель напряжения, формирователь опорно- 30 го напряжения, допопнитепьный кпюч, счетчик периода, коммутатор, кодовый депитеаь, сумматор, причем выход третьего блока сравнения соединен с входом бпока одновибратора, первый выход которого подключен к первому входу устройства управдения, а второй выход - к второму входу управления вычиспитепьного устрой- °

Ф ства и к входам сброса первого двоичного счетчика, реверсивного счетчика и 4о счетчика результатов, первый вход управпения вычислительного устройства подкпючен к второму выходу устройства управпения, первый информационный вход выd числительного устройства соединен с вы- 45 ходом первого двоичного счетчика, информационный выход вычислительного устройства подключен к информационному входу первого. запоминающего устройства, выход первого запоминающего устройства соединен с первым входом второгo запоминающего устройства, с вторым информационным входом вычислительного устройства и с цифровыми входем управляемого депитепя напряжения и формирователя опорного напряжения, выход которого соединен с входами опорного напряжения первого и второго цифроаналогового и, еобразоватепей,вход управления первого запоминающего устройства подкпючен к выходу управпения вычиспитепьного устройства, третий выход устройства управления соединен с входом сброса счетчика периода, вход управления второго запоминающего устройства и вход запуска кодового депитепя подкпючены к четвертому выходу устройства управления, вход управления дополнительного ключа соединен с пятым выходом устройства упра пения, управляющие входы управляемого инвертора и коммутатора соединены с шестым выходом устройства управления, выход счетчика результатов подключены к второму входу .второго запоминающего устройства и к первому входу сумматора, выход которого соединен с третьим входом второго запоминающего устройства, второй вход устройства управления соединен с шиной запуска, выход четвертого бпока сравнения соединен с ."ретьим входом устройства управпения, четвертый вход устройства управпения подкшочен к.выходу триггера, выход второго двоичного счетчика подкпючен к пятому входу устройства управления, первые входы третьего и четвертого блоков сравнения соединеныс общейшиной, сигнацьный вход управляемого инвертора, соединенный с вторым входом третьего блока сравнения, подключен к шине опорного сигнала, объединенные вторые входы первого и четвертого блоков сравнения подключены к измерительной шине, выход управляемого инвертора через управляемый делитель наПряжения подключен к второму входу второго блока сравнения, второй вход сумматора соединен с выходом коммутатора, сигнальный вход которого соединен с первым выходом счетчика периода, второй выход счетчика периода соединен с первым входом кодового делителя, второй вход которого соеди нен с третьим выходом второго запоминак щего устройства, выход генератора эталонной частоты соединен с тактовым входом кодового делителя и с сигнальным входом дополнитепьного ключа, выход которого соединен с входом счетчика периода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР № 580524; кл, G 01 R 29/00, 1974.

2. Авторское свидетепьство СССР № 493912, кп. !"-ОЗ К 13/02, 1969.