Осциллографический фазометр

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Может быть использовано в радиолокации и связи, где широко применяются фазоманипулированные (ФМИ) сигналы. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей фазометра. Для этого в устройство, содержащее генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 90°, усилитель 12 и ЭЛТ 13, усилитель 14, введены ЭЛТ 9, генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, Ьетеродин 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ 6, линия 7 задержки, накопитель 8. Цель достигается путем поиска по частоте фазоманипулироваиного сигнала и визуальной оценки его основных параметров (несущей частоты . , величины скачков фазы , кратности фазовой манипуляции т) на экране двух ЭЛТ. Время 3 задержки линии 7 задержки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ФМН сигнала, наблюдая осциллограммы на. экранах ЭЛТ 9 и 13. 3 ил. (/ tNd 4 00 . Pfy. /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 R 25/00

ВСЕСО%РБ Ч

13,"„,, „13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

НЬЛИ6ТЕ| .А

К)

4ь 3

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3806020/24-21 (22) 29.10.84 (46) 30.07.86. Бюл. 9 28 (72) В.И.Дикарев, В.М.Медведев и А.В.Мардин .(53) 621.317 ° 77(088.8) (56) Галахова О.П. и др. Основы фазометрии. Л.: Энергия, 1976, с. 153. (54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Может быть использовано в радиолокации и связи, где широко применяются фазоманипулированные (ФМН) сигналы. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей фазометра. Дляэтого в устройство, содержащее генератор 10 опорного напряжения, фазо„„SV„„1247778 А 1 вращатель 11 на 90, усилитель 12 и

ЭЛТ 13, усилитель 14, введены ЭЛТ 9, генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, 1.етеродин 3, смеситель

4, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ 6, линия 7 задержки, накопитель

8. Цель достигается путем поиска по частоте фазоманнпулированного сигнала и визуальной оценки его основных параметров (несущей частоты М, величины скачков фазы а%, кратности фазовой манипуляции m) на экране двух л

ЭЛТ. Время | задержки линии 7 задержки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ФМН сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах

ЭЛТ 9 и 13. 3 ил.

1 12477

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где широко. применяются фазоманипулированные (ФМн) сигналы.

Основными параметрами ФМн-сигналов являются несущая частота мс, величина скачков фазы ь 1, кратность фазовой манипуляции тп (основание модулирующего хода); закон фазовой ма- 10 нипуляции, длительность д и количество М элементарныМ посылок, из которых составлен ФМн-сигнал длительностью Т =ИФ . с и

B общем случае на одной несущей 15 частоте можно одновременно передавать сообщения от п источников, т.е. . использовать п-кратную фазовую манипуляцию. Наибольшее распространение получили однократная, двукратная и трехкратная фазовые манипуляции.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. фазометра путем поиска по частоте фазоманипулированпого сигнала и ви- 25 зуальпой оценки его.основных параметров.

Па фцг.I показана структурная схема предлагаемого фазометра, на фиг.2 — вид осциллограмм для сигна- 30 лов с различной кратностью фазовой манипуляции, на фиг.3 — структурная схема накопителя.

Фазометр содержит последовательно включенные генератор 1 развертки, 35 электронный коммутатор 2, гетеродин

3, смесптель 4, второй вход которого соединен с входом фазометра, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ б, линию 7 задержки и накопитель 8, 40 второй вход которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты,. а выход накопителя 8 подключен к второму входу. электронного коммутатора 2, входу линии 7 задержки и 45 вертикальному электроду ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. К выходу генератора 10 опорного напряжения последовательно под- 50

В ключены фазовращатель 11 на 90 усилитель 12 и горизонтальный электрод ЭЛТ 13, вертикальный электрод которой через усилитель 14 соединен с выходом генератора 10 опорного напряжения.

Принцип работы предлагаемого фазо-. метра основан на поиске в заданном

78 диапазоне частот ФМн-сигнала и визуальной оценке основных его параметров (несущей частоты,, величины скачков фазы ч и к1 атности фазовой манипуляции m) на экране двух ЭЛТ.

Фазометр работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона частот осуществляется с помощью генератора 1 развертки, который периодически с периодом Т по пилообразноп му закону перестраивает частоту гетеродина 3. Одновременно генератор

1 развертки формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 9, которая используется как ось частот, причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона.

Принимаемый ФМн-сигнал где 7, Ис, Мс — амплитуда, несущая частота и начальная фаза сигнала;

1„(t) — манипулируемая составляющая,отображающая закон фазовой манипуляции, причем V„(t)=const при к v„b t > (к+1) 1д и может изменяться скачком на >% при и =к 1„, т.е. на границах между элементарными посылками (к=1,2,...,Б) поступает на первый вход смесителя.

4, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 3

U„(t) =V, сов (И,.С+ Ч ), где 7,, ц„, „ †. амплитуда, частота и начальная фаза напряжения гетеродина.

На выходе смесителя 4 образуются напряжения комбинационных частот.

Усилителем 5 выделяется напряжение только промежуточной частоты

U„ð (1) =V„p cos (Ядрt+ 9„(t)+ Мяр 7

ЙР 2 с (К вЂ” коэффициент передачи смесителя, Ю . с 4 — промежуточная частота;

1247

U„(t) =Т7п cos (2 4)IIp t+ %пр

П () = пр сов (4>IIpt+4<„p);

Пэ (t) =VIIp cos (8 IJIIpt+8 "п р) при 0(t (Т где V = — kVV °

1 пр.2 с г

k — коэффициент передачи смесителя, пр=и; ы„ — промежуточная частота, Рп.„Ч - ф — промежуточная фаза, Так как 2Ч (t)=0 2 ° 4Ч (t)=0 47, 45

8 p (t ) =0, 8 п, то в указанных колебаниях манипуляция фазы уже отсутствует. Ширина спектра второй лГ, чет2 вертой af и восьмой 4f гармоник

Ь определяется длительностью сигнала

Т, (И =4Й = 4Й = гас, тогда как шиРи50 на спектра ОФМн-сигнала определяется длительностью его элементарных посылок, т.е. ширина спектра указанных гармоник стала в N раз меньше ши. рины спектра входного сигнала

4с 4 с 4 с

4If 4 41

N, М„р,-Ч -ӄ— промежуточная фаза, которое после накопления и превышения порогового уровня V„op в накопителе 8 воздействует на управляющий вход электронного коммутатора 2, от- 5 ключая гетеродин 3 от генератора 1 развертки, на управляющий вход ключа 6, открывая его, и на вертикальный электрод ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой .соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. С этого момента процесс поиска ФИн-сигналов прекращается.

Накопитель может быть выполнен в различных вариантах. Один из воз- 15 можных вариантов представлен на фиг.3 где введены следующие обозначения:

15„,15,15 — умножители частоты соответственно на 20 два, четыре и восемь;

16,16,16,16 — анализаторы спектра, 17,,17,17 — блоки сравнения, 18„,18,18„ — пороговые элементы;

19 — элемент ИЛИ.

Если на вход накопителя 8 поступает нулевой ФИн-сигнал, то на выходе умножителей 15,, 15, 15 часто- 30 ты образуются следующие гармонические колебания соответственно:

778 4

Следовательно, при умножении частоты нулевого ФМн-сигнала на два, четыре и восемь его спектр "сворачивается" в N раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить нулевой ФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе накопителя меньше мощности шумов. Ширина спектра 4f входного сигнала измеряется с помощью анализатора 16 спектра, ширина спектра второй ай, четвертой ьf и восьмой 4f rap2 моник сигнала измеряется с помощью анализаторов 16„, 16 и 16> спектра.

Напряжения V„, V u V, пропорцио2 нальные 4Й2, of< 4f соответственно, с выходов анализаторов 16„, 162 и 16 з спектра поступают на первые входы блоков 17,, 17 и 17, сравнения, на вторые входы которых подается напряжение V с выхода анализатора 16 спектра, пропорциональное ьf. Так с

K&K U> U„ U U2 U >) Ug то на Bblxo де блоков 17, 17,, 17 образуются положительные импульсы, которые преввьршшают пороговый уровень Ц,р в пороговых элементах 18,, 18,, 18 и через элемент ИЛИ поступают на выход, Если на вход накопителя 8 поступает сигнал с двукратной фазовой манипуляциеи (

r r(л 3 1

2 2 выходе умножителя 15 частоты на два

Г\ образуется ФМн-сигнал (Ч„(й)=0, й, 2а, 3 1?), а на выходе умножителей частоты на четыре 15 и восемь 15 гармонические колебания U (t) и V>(t)

2 соответственно, т.е. в укаэанных каналах осуществляется свертка входного сигнала.

Если на вход устройства поступает сигнал с трехкратной фазовой манипуляцией (Ц (t)=0 -- — — h ) — h. ф 3 5л. Зл

2 4 4 2

7ф то свертка спектра осуществляется только на выходе умножителя 15З частоты на восемь. При этом положительное напряжение формируется только на выходе блока 17 сравнения.

Время накопления и пороговый уровень U в накопителе 8 выбирается пор таким, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи. При этом на экране 9 образуется импульс (частотная метка), положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту принимаемого ФИн-сигнала (фиг. 2,а).

1247778

Для визуальной оценки. величины скачков фазы л Ч и кратности фазовой манипуляции m принимаемого ФМн-сигнала используется ЭЛТ 13 с круговой разверткой. Причем круговая развертка формируется с помощью генератора

10 опорного напряжения, частота которого равна промежуточной частоте принимаемого ФМн-сигнала (о = „,)„ На- 10 пряжение генератора 10 поступает через усилитель 14 на вертикальный электрод, а через фазовращатель 11 и усилитель 12 — на горизонтальный электрод ЭЛТ 13, на управляющий 15 электрод которой через открытый ключ

6 поступает ФМн-сигнал U„ð (t) промежуточной частоты с выхода усилителя

5. Следовательно, напряжение генератора 10 используется для образования 20 круговой развертки луча ЭЛТ 13, а принимаемый ФМн-сигнал промежуточной частоты осуществляет модуляцию его яркости. На экране ЭЛТ 13 образуется изображение в виде нескольких 25 ярких точек, расположенных на окружности (фиг. 2б,в,r) ° 1(оличество точек определяет кратность фазовой манипуляции m .а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы 30 принимаемого ФМн-сигнала. При неравенстве частот о, и И„ряркостные метки двигаются по окружности с разностной частотой.

Время 1 задержки линии 7 задержки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ФМн-сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах ЭЛТ 9 и 13.

По истечении этого времени напряже- 40 ние с выхода линии 7 задержки поступает на вход сброса накопителя 8 и сбрасывает его элементы 18, 18

18 в начальное состояние. При этом электронный коммутатор 2 переводит-. 45 ся в свое исходное состояние, при котором гетеродин 3 оказывается подключенным к выходу генератора 1 развертки, а ключ 6 закрывается, т.е. переводится в свое исходное состояние. С этого момента просмотр заданного частотного диапазона и поиск

ФМн-сигналов продолжается. В случае обнаружения следующего ФМн-сигнала работа фазометра происходит аналогичным образом.

Таким образом, предлагаемый осциллографический фазометр по сравнению с известным позволяет визуально оценить не только фазовый сдвиг между двумя гармоническими сигналами, но и обеспечивает поиск в заданном диапазоне частот фазоманипулированных сигналов и визуальную оценку их основных параметров (несущую частоту, величину скачков фазы и кратность фазовой манипуляции).

Формула изобретения

Осциллографический фазометр, содержащий последовательно включенные генератор опорного напряжения, фазовращатель на 90, усилитель и гоо ризонтальный электрод первой ЭЛТ, вертикальный электрод которой через усилитель соединен с выходом генератора опорного напряжения, о т л и— ч а ю шийся. тем, что, с целью расширения функциональных возможностей фазометра путем поиска по частоте фазоманипулированного сигнала и визуальной оценки его основных параметров, он снабжен второй ЭЛТ и последовательно включенными генератором развертки, электронным коммутатором, гетеродином, смесителем,усилителем промежуточной частоты, ключом, линией задержки и накопителем, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к второму входу электронного коммутатора, к входу линии задержки и вертикальному электроду второй ЭЛТ, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора развертки, выход ключа соединен с модулирующим электродом первой ЭЛТ, а второй вход смесителя является входом фазометра.

1247778 фЬю рф

О Я у й@Ю

Составитель Ю.Макаревич

Редактор Н,Швыдкая Техред В,Кадар Корректор М.Демчик

Заказ 4119/44 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4