Двухканальный сверхвысокочастотный коррелометр

 

ДВУХКАНАЛЬНЫЙ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ КОРРЕЛОМЕТР, содержащий генератор тактовых импульсов, первьй выход которого соединен с входом счетчика номера точки, последовательно соединенные блок умножения, блок усреднения и индикатор,каждый из двух измерительных каналов содержит последовательно соединенные ключ, расширитель, квантователь, а также регистр памяти, формирователь строб-импульсов, счетчик времени задержки и управляемый генератор импульсов , выход которого подключен к информационному входу счетчика времени задержки того же канала выход которого через формирователь строб-импульсов подключен к управляющему входу ключа того же канала информационный вход регистра памяти каждого канала подключен к выходу квантователя того же канала, управляющие входы регистров памяти обоих каналов объединены и подключены к второму выходу генератора тактовых импульсов, а выходы регистров памяти подключены соответственно к входам умножения, управляющие входы счетчиков времени задержки,обоих каналов объединены и подключены к выходу счетчика номера точки, информационные входы ключей первого и второго каналов являются соответственно первьм и вторым входами коррелометра, отличающийс я тем, что, с целью повьипения точности, в него введены генератор опорной частоты, в каждый из двух измерительных каналов фазовый детектор и управляемый делитель частоты, в первый и второй измерительные каналы соответственно сумО ) мирующий и вычитающий счетчики, входы которых объединены и подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов, выходы суммирующего и вычитающего счетчиков соответственно подключены к управляющему входу управляемого делителя частоты своего канала, информационный вход которого подключен к выходу управляемого Э генератора импульсов своего канала, м выход управляемого делителя частоты каждого канала соединен с первым N9 входом фазового детектора своего канала, вьпсод фазового детектора каждого канала соединен с входом управляемого генератора импульсов своего канала, вторые входы фазовых детекторов объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты.

COOS СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% (}1) зад G 06 F 15/336

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР (21) 3633064/24-24 (22) 12.08.83 (46) 15. 11.84. Бюл. Р 42 (72) Р.В. Янутенас, В.И. Жалнераускас и В.-А.В. Буйнявичюс (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 699524, кл. С 06 F 15/336, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

У 1082182, кл. G 06 F 15/336, 25.01.83. (54) (57) ДВУХКАНАЛЬНЫИ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ КОРРЕЛОИЕТР, содержащий генератор тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом счетчика номера точки, последовательно соединенные блок умножения, блок усреднения и индикатор, каждый из двух измерительных каналов содержит посМ.довательно соединенные ключ, расширитель, квантователь, а также регистр памяти, формирователь строб-импульсов, счетчик времени задержки и управляемьнЪ генератор им- пульсов, выход которого подключен к информационному входу счетчика времени задержки того же каналау выход которого через формирователь строб-импульсов подключен к управляющему входу ключа того же канала, информационный вход регистра памяти каждого канала подключен к выходу квантователя того же канала, управляющие входы регистров памяти обоих каналов объединены и подключены к второму выходу генератора тактовых импульсов, а выходы регистров памяти подключены соответственно к входам умножения, управляющие входы счетчиков времени задержки, обоих каналов объединены и подключены к выходу счетчика номера точки, информационные входы ключей первого и второго каналов являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьинения точности, в него введены генератор опорной частоты, в каждый из двух измерительных каналов фазовый детектор и управляемый делитель частоты, в первый и второй измери- Я тельные каналы соответственно суммирующий и вычитающий счетчики, входы которых объединены и подключены к первому выходу генератора тактовых импульсов, выходы суммирующего и вы- Ф читающего счетчиков соответственно подключены к управляющему входу управляемого делителя частоты своего канала, информационный вход которого подключен к выходу управляемого генератора импульсов своего канала, выход управляемого делителя частоты каждого канала соединен с первым входом фазового детектора своего канала, выход фазового детектора каждого канала соединен с входом управляемого генератора импульсов своего канала, вторые входы фазовых детекторов объединены и под- . ключены к выходу генератора опорной частоты.

35

1 1

Изобретение относится к специализированным средствам вычислительной техники, к радиоизмерительной технике и может быть использовано при разработке сверхвысокочастотных (СВЧ) коррелометров для исследования случайных сигналов с шириной спектра до 10 Гц.

Известен двухканальный СВЧ корре.лометр, содержащий блок умножения, блок усреднения, индикатор, два входных канала, в каждом из которых последовательно включены ключ, рас" ширитель импульсов и квантователь.

Выход первого канала непосредственно, а второго через регистр памяти соединены с входами блока умножения, выход которого соединен с входом последовательной цепи. состоящей из блока усреднения, второго блока умножения, сумматора и индикатора.

Второй выход блока усреднения соединен с входом генератора функции косинуса, один выход которого соединен с блоком усреднения, а другой— с сумматором и индикатором. Первый выход генератора тактовых импульсов через генератор смещения и формирователь строб-импульсов соединен с управляющим входом ключа первого канала и через второй формировательстроб-импульсов с управляющим вхо" дом ключа второго канала. Второй выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющими входами квантователей обоих каналов, блока умножения, регистра памяти и блока усреднения Я .

Однако известный коррелометр не обеспечивает достаточной точности измерения, что обусловлено применением генератора смещения. В данном коррелометре шаг задержки определяется разницей выходных частот генератора тактовых импульсов и генератора смещения. Таким образом, точность шага задержки зависит от стабильности частоты генератора смещения. Кроме того, диапазон ра- бочих частот ограничен до 5 ГГц.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является двухканальный СВЧ коррелометр, содержащий блок умножения, выход которого через блок усреднения соединен с индикатором, генератор тактовых импульсов, счетчик номера точки, первЪй и второй каналы, каждый

124327 2 из которых включает в себя последовательно соединенные ключ, расширитель импульсов, квантователь и регистр памяти, а также управляемый генератор, счетчик времени задержки и формирователь строб-импульсов, выходом соединенный с управляющим входом ключа, информационный вход которого является входом коррелометра,причем первый выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющими входами регистров памяти . обоих каналов, а второй выход подключен к входу счетчика номера точки.и к управляющим входам управляемых кварцевых генераторов обоих каналов, при этом управляющие входы счетчика времени задержки объединены и подключены к выходу счетчика номера точки (2) .

Известному коррелометру также присуща недостаточная точность измерения, обусловленная тем, что в каждом канале применены отдельные управляемые кварцевые генераторы, выдающие опорную частоту для формирования шага задержки, которая во время работы в пределах стабильности кварцевых генераторов может уходить в разные стороны.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в двухканальный СВЧ коррелометр, содержащий генератор тактовым импульсов первый выход которого сое40 динен с входом счетчика номера точки, последовательно соединенные блок умножения, блок усреднения и индикатор, каждый из двух измерительных каналов содержит последовательно

45 соединенные ключ, расширитель и квантователь, а также регистр памяти, формирователь строб-импульсов, счетчик времени задержки и управляемый генератор импульсов, выход кото5р рого подключен к информационному входу счетчика времени задержки того же канала, выход которого через формирователь строб-импульс подключен к управляющему входу ключа того же

55 канала, информационный вход регистра памяти каждого канала поцключен к ! 1 выходу квантователя того же канала управляющие входы регистров памяти

3 1124 обоих каналов объединены и подключены к второму выходу генератора тактовых импульсов, а выходы регистров памяти подключены соответственно к входам блока умножения, управляющие входы счетчиков времени задержки обоих

I каналов объединены и подключены к выходу. счетчика номера точки, информационные входы к,. ючей первого и второго каналов. являются соответственно 10 первым и вторым входами коррелометра, введены генератор опорной частоты, в каждый из двух измерительных каналов фазовый детектор и управляемый делитель частоты, в первый и второй !5 измерительные каналы соответственно суммирующий и вычитающий счетчики, вх щы которых объединены и подключе ны к первому выходу генератора тактовых импульсов, выходы суммирующего . 20 и вычитающего счетчиков соответственно подключены к управляющему входу управляемого делителя частоты своего канала, информационный вход которого подключен к выходу управляемого 25 генератора импульсов своего канала, выход управляемого делителя частоты каждого канала соединен с первым входом фазового детектора своего канала, выход фазового детектора каж- З0 дого канала соединен с входом управляемого генератора импульсов своего канала, вторые входы фазовых детекторов объединены и подключены к выходу генератора опорной частоты. 35

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого коррелометра, на фиг.2 — временные диаграммы, гоясняющие работу устройства.

Устройство содержит блок 1 умножения, выход которого через блок 2. усреднения соединен с индикатором 3,. выход которого является выходом кор: елометра, генератор 4 тактовых импульсов, счетчик 5 номера точки., первый А и второй Б каналы, каждый из которых включает последовательно соединенные ключ 6, расширитель 7 импульсов, квантователь 8 и регистр

9 памяти, выход которого подключен к соответствующему входу блока 1 умножения,а также счетчик 10 вре.мени задержки и формирователь 11. строб-импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа 6, Ы информационный вход которого являет- ся соотвегствующим входом коррелометра, причем информационный вход

327 4 счетчика 10 времени задержки соединен с выходом управляемого генера" тора 12 импульсов (электрически перестраиваемого), входящего в петлю фазовой автоподстройки частоты, включающую фазовый детектор 13 и управляемый делитель 14 частоты (с переменным коэффициентом деления), управляющий вход которого подключен к выходу суммирующего счетчика 15 в первом канале и вычитающего счетчика 16 во втором канале. При этом управляющие входы регистров 9 памяти обоих каналов подключены к первому выходу генератора 4 тактовых импульсов, второй выход которого подклю чен к объединенным входам суммирующего и вычитающего счетчиков 15 и 16 первого и второго каналов соответственно и счетчика 5 номера точки, выход которого соединен с управляющими входами счетчиков

10 времени задержки обоих каналов,, а вторые входы фазовых детекторов

13 обоих каналов подключены к выходу генератора 17 опорной час с тоты.

Предлагаемый двухканальный. СВЧ коррелометр работает следующим образом.

Исследуемые сигналы поступают

Ъ на ключи 6, информационные входы которых являются входами коррелометра. Ключи управляются стробимпульсами, которые формируются в формирователях 11 строб-импульсов, запускаемых выходными импульсами счетчиков 10 времени задержки. (фиг.2- для канала А и фиг.2. для канала Б). На управляющие входы счетчиков 10 времени задержки обоих каналов одновременно гоступают импульсы с выхода счетчика 5 номера точки. На информационный вход счетчика 10 времени задержки в каждом канале поступают импульсы с выхода управляемого генератора 12» входящего в петлю фазовой автоподстройки частоты, включающую фазовый детектор 13 и управляемый делитель

14. Источником сигнала опорной частоты f,, обоих каналов является генератор 17 опорной частоты, в качестве которого может быть применен кварцевый генератор. После ключей 6 выборки сигналов проходят расширители

7 импульсов, где они расширяются и

1124327 где т.е. max min 2k

Кд К ах

KÜ Km + in

50 затем поступают на квантователи 8.

Здесь сигнал преобразуется в цифровую форму, удобную для дальнейшей обработки. Цифровые сигналы записываются в регистрах 9 памяти, с которых синхронно считываются и пода" ются на блок 1 умножения. В блоке

1 умножения выборки сигналов канала Б умножаются. Результаты умножения накапливаются в блоке 2 усреднения и усредняются до необходимого, заранее установленного времени усреднения.

С блока 2 усреднения сигналы подаются на индикатор 3.

На информационный вход счетчика 10 15 времени задержки канала А поступают импульсы с частотой следования

f A .КлЕор где К - коэффициент деления управляе- 20

А мого делителя 14 частоты канала А.

На управляющий вход счетчика 10 времени задержки канала Б поступают импульсы с частотой следования

Кь о где К вЂ” коэффициент деления. управляЬ емого делителя 14 частоты канала Б.

Поскольку управляющие входы управляемых делителей 14 частоты под-. ключены к выходу с. уммирующего счетчика 15 первого канала и к выходу выиитающего счетчика 16 второго канала соответственно, .на выходы которых. поступают импульсы тактовой частоты с генератора 4 тактовых импульсов (фиг.2a), а направления

40 счета суммирующего и вычитающего. счетчиков каналов А и Б взаимопротивоположны; коэффициенты деления суммирующего 16 и вычитающего 17 счетчиков соответственно равны для канала А {фиг.2g) и для канала Б (фиг.2ь), где К, К„„„- начальные содержания суммирующего

15 и вычитающего

16 счетчиков каналов А и Б соответственно; и. - номер точки (число импульсов, посту» лающих с генератора 4 тактовых импульсов) К - дискрет суммирующего (вычитающего) счетчика.

3а один цикл измерения и приращивается дискретно единице от О до N.

Таким обраэбм, интервал времени между появлением импульсов на выходах счетчиков 10 времени задержки обоих каналов (шаг задержки) равен

Точка с нулевой задержкой имеет место, когда л л

4ь * Ь

1 1 <>(" ох л") о(min+ ""

Поскольку частота управляемых генераторов 12 обоих каналов жестко привязана к частоте общего для обоих каналов генератора 17 опорной частоты, то шаг задержки не зависит от нестабильностей этих генераторов и цепей их запуска.

Таким образом, положительный эффект достигается путем введения генератора опорной частоты, к выходной частоте которого посредством петли фазовой автоподстройки частоты каждого канала жестко привязана частота управляемых генераторов (электрически перестраиваемых), перестройка которых производится с помощью введенных суммирующего и вычитающего счетчиков, работандцих во взаимнопротивоположные направления счета, что позволяет обеспечить стабильный шаг задержки и, тем самым, повысить точность измерения.

1124327

1124327

Составитель А. Иванова

Техред А,Бабинец Корректор M. Макснмипщнец

Редактор Л. Алексеенко

Заказ 8282/39

Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4