Фазометрическое устройство

 

Изобретение относится к технике измерения фазы радиосигналов. Устройство содержит дискриминатор 1, реверсивные счетчики 2 и 7, элементы ИЛИ 3, 4, 5, 6 и 20, дисковый фазовращатель 8, опорный генератор 9, делитель 10, блок 11 индикации, дешифратор 12, инвертор 13, ключи . 14 и 15, вход 16 импульсов установки , триггер 17, элементы И 18 и 19. Работа устройства по разным алгоритмам при большом и малом рассогласовании фаз между опорным генератором 9 и внешним сигналом позволяет сократить время измерения фазы сигнала . В описании дан расчет времени отработки фазы. 1 ил. (Л Ю О)

СОЮЗ СОНЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1221611 (50 4 G 01 R 25 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3794728/24-21 (22) 26.09.84 (46) 30.03.86. Бюл. К -.12 (72) И.Г.Фрумкин, Б.M.Êèðååâ, В.К.Кошелев и Л.M.Íåäîðåçîâà (53) 621.317.77(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 918883, кл. С 01 R 25/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 917123, кл. С 01 R 25/00, 1981, (54) ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к технике измерения фазы радиосигналов. Устройство содержит дискриминатор 1, реверсивные счетчики 2 и 7, элементы ИЛИ 3, 4, 5, 6 и 20, дисковый фазоврашатель 8, опорный генератор

9, делитель 10 блок 11 индикации, дешифратор 12, инвертор 13, ключи .

14 и 15, вход 16 импульсов установки, триггер 17, элементы И 18 и 19.

Работа устройства по разным алгоритмам при большом и малом рассогласовании фаз между опорным генератором

9 и внешним сигналом позволяет сократить время измерения фазы сигнала. В описании дан расчет времени отработки фазы. 1 ил.

1221611

Изобретение относится к технике измерения фазы радиосигналов и может быть использовано и аппаратуре приемных пунктов систем радионавигации, Цель изобретения — сокращение времени измерения фазы сигнала.

Цель изобретения достигается за счет работы устройства по разным алгоритмам при большом и малом рассогЛасованиях фаз между опорным гене" ратором и внешним сигналом.

На чертеже представлена структурная схема фазометрического устройства.

Устройство содержит фазовый дискриминатор 1, выходы которого соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 2, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ 3 и 4 и элементов ИЛИ 5 и 6, Выходы последних подключены к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика

7, а к управляющим входам дискретного фазовращателя 8 подключены выходы элементов ИЛИ 3 и 4. Сигнальный вход фазовращателя 8 соединен с выходом опорного генератора 9, а его выход — с делителем 10 частоты. Последний соединен далее с входом опорного сигнала дискриминатора 1 и блоком 11 инпикапии. Выхолы инпикации реверсивного счетчика 7 подключены к дешифратору 12, первый выход которого соединен с инвертором 13 и управляющим входом ключа 14. Сигнальный вход последнего соединен с сигнальным входом ключа 15 и входом

16 импульсов установки, Выход ключа

15 соединен с входом установки реверсивного счетчика 7, а его управляющий вход — с выходом инвертора

13. Выход ключа 14 соединен с входом единичной установки триггера

17, выход которого соединен с перными входами элементов И i8 и 19.

Вторые входы элементов И 18 и 19 соединены с выходами опорного генератора 9, а их третьи входы — с вторым и третьим выходами дешифратора

12. Входы элемента ИЛИ 20 соединены с выходами реверсивного счетчика 7, а его выход подключен к входу нулевой установки триггера 17. Выходы элементов И 18 и 19 подсоединены к вторым входам элементов ИЛИ 4 и 3 и к вторым входам элементов ИЛИ 5 и 6 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент измерения реверсивный счетчик 7 находится в обнуленном состоянии, а триггер 17 в нулевом. На первый вход фазового дискриминатора 1, являющийся входом фазометрического устройства, поступает принимаемый сигнал (в смеси с шумом) и сравнивается по фазе с опорным сигналом, поступающим на вто. рой вход дискриминатора 1 с делителя 10 частоты. По результатам сравнения на.первом и втором выходах дискриминатора i,ôîðìèðóþòñÿ серии импульсов, поступающие на суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 2. С выходов счетчика 2 импульсы через элементы ИЛИ 3 и 4 поступают на управляющие входы дискретного фазовращателя 8 и через элементы ИЛИ 5 и 6 — на входы реверсивного счетчика 7 ° На вход дискретного фазовращателя 8 поступают импульсы с опорного генератора 9.

Поступление импульса на первый управляющий вход фазовращателя 8 приводит к сдвигу импульсов на его выходе и сдвигу опорного сигнала на выходе делителя 10 частоты вправо на дискрет, равный периоду частоты опорного генератора 9. Поступление " импульса на другой управляющий вход фазовращателя 8 приводит к сдвигу опорного сигнала на тот же дискрет влево.

Емкость реверсивного счетчика 7 выбирается так, чтобы за временный интервал, равныи периоду между импульсами установки с входа 16 (Т„„, ), он не переполнялся при любых фазовых рассогласованиях между принимаемым и опорным сигналами.

При значительных фазовых рассогласованиях на интервале (Т ) число чст. импульсов, поступающих с одного из выходов счетчика 2 через соответствующий элемент ИЛИ 5 и 6 на вход счетчика 7, велико. Тогда абсолютная величина числа, зафиксированного в счетчике 7 в момент (Т„„ ) от начала измерения (в момент поступления импульса с входа 16),превышает пороговое значение. При этом с первого выхода дешифратора 12 на управляющий вход ключа 14 и вход инвертора 13 поступает высокий потенциал, а с выхода инвертора 13 на управляющий вход ключа 15 — низкий. Ключ 15

122161 размыкается и не пропускает импульс установки на обнуление реверсивного счетчика 7. С выхода замкнутого ключа 14 импульс установки поступает на вход единичной установки триггера 17. Высокий потенциал с триггера

17.поступает на первые входы элементов И 18 и 19. На вторые входы элементов И поступают импульсы с опорного генератора 9, а на третий вход одного из них (в зависимости от знака числа) — высокий потенциал с соответствующего выхода дешифратора 12.

При положительном знаке числа высокий потенциал с второго выхода поступает на третий вход элемента И 8.

Импульсы с выхода опорного генератора 9 проходят через элементы И 18 и ИЛИ 4, 5 и поступают на первый управляющий вход фазовращателя 8 и вычитающий вход реверсивного счетчика 7. Каждый из этих импульсов, поступающих через элемент ИЛИ 5, приводит к уменьшению записанного в счетчике 7 числа. При обнулении счетчика 7 на его выходе формируется импульс, который через пятый элемент

ИЛИ 20 поступает на обнуляющий вход триггера 17, откуда поступает низкий потенциал на вход элемента И 18 и запрещает прохождение на его выход импульсов. Таким образом, на выходе элемента И 18 формируется пачка импульсов, которая вызывает сдвиг опорного сигнала через элемент ИЛИ 4 посредством фазовращателя 8. Число импульсов в пачке равно числу, зафиксированному в счетчике 7 в момент поступления импульса установки. Если в счетчике 7 зафиксировано отрицательное число, то с третьего выхода дешифратора 12 высокий потенциал поступает на третий вход элемента И 19.

Импульсы с опорного генератора 9 проходят через элементы И 19 и ИЛИ 3, 4 и поступают на второй управляющий ! вход фазовращателя 8 и суммирующий вход реверсивного счетчика 7, что приводит к уменьшению абсолютного значения в счетчике 7. В момент обнуления счетчика 7 импульс с его выхода проходит через элемент

ИЛИ 20 и устанавливает триггер 17 в нулевое состояние. При этом прохождение импульсов через элемент

И 19 прекращается. Число импульсов в пачке, сформированной на выходе элемента И 19, равно абсолютному значению числа, зафиксированного в счетчике 7. При поступлении пачки импульсов с выхода элемента И 19 через элемент ИЛИ 3 на интервале коррекции (Т ) опорный сигнал полуle@ Р чает тот сдвиг, что и на предыдущем интервале между импульсами установки (Т„„ ). Направпения сдвигов также совпадают.

10 Величина интервала (Т„, ) выбирается так, чтобы сдвиг (величина отработки) 6У опорного сигнала на интервале (Т„„) был примерно равен половине начального рассогласования (6Ч,). При этом последующая коррекция пачкой импульсов с выхода элементов И 19 (или 18) обеспечивает с некоторой погрешностью совмещение сигналов. Если шумы отсутствуют, то величина фазового рассогласования между сигналами на интервале (Т„ ) меняется по экспериментальному закону. Величина и Р на интервале (Т ) определяется формулой

64,= „(1 — 0 ), где — постоянная времени фазометрического устройства.

30 н

Задавая Ь 0 = находим Т л

= 1n2. При наличии шумов и Т цст. .1п2, а величина фазовой отработки равна

35 где 4Y „ — случайная величина, равная шумовой флюктуации

40 фазы опорного сигнала.

Величина фазового рассогласования между сигналами после коррекции при этом равна б 1 р = — 2<8 „.

Математическое ожидание равно

Р

4S нулю, среднеквадратическое значение в два раза превышает шумовые флюктуации фазы опорного сигнала (Gq,„) .

Небольшое фазовое рассогласование, которое может иметь место после сдви 0 га опорного сигнала, быстро отрабатывается. По окончании отработки фаза опорного сигнала (совпадающая с фазой входного сигнала) фиксируетсЯ в блоке 11 индикации. Время измеоения фазы принимаемого сигнала можно счил тать равным 2Т, = 21ni . При незначительных фазовых рассогласованиях „(46z на интервале

1221611

Составитель В.шубин

Техред Я.Бонкало Корректор Л.Патай

Редактор Т.Митейко

Заказ 1609/52 Тираж 728 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 (Т „„) число импульсов, поступающих с выходов счетчика 2 мало и число в счетчике 7 в момент поступления импульса установки не превышает пороговое значение. В этом случае с первого выхода дешифратора 12 на управляющий вход ключа 14 и вход инвертора 13 поступает низкий потенциал, а с выхода инвертора 13 на управляющий вход ключа 15 — высокий. Ключ

15 замыкается, и импульс установки с входа 16 проходит через него на обнуление счетчика 7. Через разомкнутый ключ 14 импульс установки не проходит, и триггер 17 остается в нулевом состоянии. Коррекция опорного сигнала через элемент И и при этом не осуществляется, и отработка начального рассогласования происходит по закону, близкому к экспоненциальному. Время отработки (измерения) фазы в этом случае можно считать равным 2Т„ = 21п2.

А при любом начальном рассогласовании время измерения фазы Т„ и 21п2 .

Формула изобретения

Фазометрическое устройство, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, дискретный фазовращатель и делитель частоты, фазовый дискриминатор и первый реверсивный счетчик, а также второй реверсивный счетчик, дешифратор, первый и второй ключи и блок индикации, причем выходы индикации второго реверсивного счетчика соединены с входами дешифратора, сигнальные входы ключей соединены с входом импульсов установки, управляющий вход первого ключа соединен с первым выходом дешифратора, а вход блока индикации подключен к выходу делителя частоты и входу фазового дискриминатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени измерения

1р фазы сигнала, в него введены пять элементов ИЛИ, два элемента И, инвертор и триггер, причем первые входы одних двух элементов ИЛИ соединены с выходами первого реверсивного счетчика, их вторые входы — с выходами первого и второго элементов И соответственно, а выходы подключены к управляющим входам дискретного фазовращателя, первые входы других щ двух элементов ИЛИ подключены к выходам первого реверсивного счетчика, их вторые входы — к выходам второго и первого элементов И соответственно, а выходы — к входам

2S второго реверсивного счетчика, первые входы элементов И подключены к выходу триггера, их вторые входы соединены с выходом опорного генератора, а третьи — с вторым и третьим выходами дешифратора, выходы второго реверсивного счетчика соединены с входами пятого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом нулевой установки триггера, вход единичной установки триггера соединен с выходом первого ключа, управляющий вход второго ключа через инвертор подсоединен к первому выходу дешифратора, à его выход — к

4О входу установки второго реверсивного счетчика.