Осциллографический фазометр

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где применяются фазоманипулированные сигналы. Цель изобретения - повьшение точности и однозначности,визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сигнала-достигается путем подавления ложных сигналов, принимаемых по кальному и комбинационным каналам. Для этого в устройство дополнительно введены сумматор 6, перемножитель 8, линия 11 задержки, фазовращатели 16 и 20 на +90 и смеситель 21. Кроме того, устройство содержит генератор 1 развертки, коммутатор 2, гетеродин 3 , смеситель 4, усилители промежуточной частоты 5 н 22, линию задержки 7, полосовой фильтр 9, накопитель 10, ЭЛТ 12 и 18, вход 13 линии задержки, ключ 14, генератор 15 опорного напряжения, усилители 17 и 19, фазовращатель 23 на +90. Предложенное устройство, по сравнению с прототипом, обеспечивает повышение точности и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сигнала. 1 ил. S W со 4 СП со со 14)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„13451 (50 4 С 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1247778 (21) 4056451/24-21 (22) 14 ° 04.86 (46) 15. 10.87. Бюл. Р 38 (72) Р,Г,Галиев и В,И.Дикарев (53) 621.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1247778, кл. G 01 R 25/00, 1985. (54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи, где применяются фазоманипулированные сигналы. Цель изобретения — повышение точности и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого фаэоманипулированного сигнала-достигается путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбйнационным каналам.

Для этого в устройство дополнительно введены сумматор 6, перемножитель

8 линия 11 зацержки, фазовращатеЛи

Э

16 и 20 на +90 и смеситель 21. Кроме того, устройство содержит генератор 1 развертки, коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, усилители промежуточной частоты 5 и 22, линию задержки 7, полосовой фильтр 9, накопитель 10, ЭЛТ !2 и 18, вход 13 линии задержки, ключ 14, генератор

15 опорного напряжения, усилители 17 и 19, фазовращатель 23 на +90 . Предложенное устройство, по сравнению с прототипом, обеспечивает повьппение точности и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сигнапа.

1 ил.

1 134

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

Цель изобретения — повышение точности и однозначности визуальной OUPH ки основных параметров принимаемого фазоманипулированнога сигнала путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, На чертеже представлена структурная схема предлагаемого фазометра.

Фазометр содержит последовательно включенные генератор 1 развертки,электронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, второй вход которого .соединен с входом фазометра, усилитель 5 промежуточной частоты, сумматор 6, линию 7 задержки, перемножитель 8, второй вход которого соединен с выходом сумматора 6, попосовой фильтр 9, накопитель 10, второй вход которого соединен с выходом линии 11 задержки, а выход подключен к вертикальному электроду электронно-лучевой трубки 12, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки, ко входу 13 линии 11 задержки, к управляющим входам электронного коммутатора 2 и ключи 14. К выходу генератора 15 опорного напряжения последовательно подо ключены фазовращатель 16 на +90,усилитель 17 и горизонтальный электрод электронно-лучевой трубки 18, вертикальный электрод которой через усилитель 19 соединен с выходом генера— тора 15 опорного напряжения. K входу фазометра последовательно подключены фазовращатель 20 на +90 ;, смеситель

21, второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина З,усилитель

22 промежуточной частоты и фазовращатель 23 на +90, Линия 7 задержки, перемножитель 8 и полосовой фильтр 9 образуют автокоррелятор.

Фазометр работает следующим образом.

Просмотр заданного частотного диапазона D осуществляется с помощью генератора 1 развертки, который периодически с периодом Т„ по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 3. Одновременно генератор

1 развертки формирует горизонтальную развертку ЭЛТ-12, которая использует20 тарных посылок,из которых составлен

ЗО си1 нал длительностью Т (Т, =

N ° 7 ) поступает на первый вход смесителя

4 и на вход фазовращателя 20 на о

+90, на выхоце которого образуется сигнал

Uñ(t) Пс cos(>t+ ()+ +90 1

0 (t((Т,.

t

Сигнал u,(с) поступает на первый вход смесителя 21. На вторые входы смесителей 4 и 21 подается напряжение гетеродина 3 линейно изменяющей4g ся частоты

Б„(С)=Б„cos(4)„t+n y„t + 4), где Б, ь>,,. — амплитуда, начальная частота и начальная фаза напряжения гетеродина соответственно „

7=D /Т вЂ” скорость изменения

tl частоты гетеродина.

На выходах смесителей 4 и 21 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 5 и 22 промежуточной частоты выделяются соответственно следующие напряжения

50 ся как ось частот. Причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона.

Принимаемый ФИн-сигнал

U (t)=U costa, t+ 4„(t)+ Ч,j, 0(Са (Т, де Uî " То 9о амплитуда несущая частота, длительность и начальная фаза сигнала соответственно, %„(t) — манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции причем Ч (t) — const npu

K „>t> (K+1) "„, мо— жет изменяться скачком на дЧ при

t=K ь, т.е. íà границах между элементарными посылками (К=1,2,3,...,N-1), „, N — длительность и количество элемен3

1345133

Б (t)=Upp cos (и„ t+ lgt — 9 (t)+ tpp) ук,(t) = Ef (т „)

0 (а Т Указанное напряжение представляет

j собой ФИн-сигнал на частоте биений

ы, линейная частотная модуляция в нем уже отсутствует. Напряжение U<(t) с выхода полосового фильтра 9 поступает на вход накопителя 10, где оно после накопления и превышения порогового уровня Н„ воздействует на управляющий вход электронного коммутатора 2, отключая гетеродин 3 от генератора 1 развертки, на вход линии 7 задержки, на управляющий вход ключа

14, открывая его, и на вертикальный электрод ЭЛТ 12, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. С этого момента процесс поиска ФИн-сигналов прекращается.

Если на вход накопителя 10 поступает ОФМн-сигнал t Ч„, (t) =0 «) то на его выходе образуются следующие гармонические колебания

На выходе автокорреляторя (полосового фильтра 9). образуется следующее напряжение биений:

afc t fc fc сf дК ьй

Следовательно, при умножении частоты ОФМн-сигнала на два, четыре и .восемь его спектр "сворачивается" в

М раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ОФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе накопителя меньше мощности шумов.

Ug„(t) =Ug(cos И, t+ 9„(t)+ 4 j, 04Е (Т с где U<= 1/2 К U

К -- коэффициент передачи перемножителя 8; „=, „- частота напряжения биений; ря = 4) р 1 „- 2™1 - начальная фяэ я напряжения биений;

Время накопления и пороговый уровень U в накопителе 10 выбирается такйм, чтобы этот уровень не превышал случайные помехи.

U (t) =U соя (И + Р t2 — g ()+

2 пр К

+ P„p-90 ), где U 1/2Ê 0 U, К 1 — коэффициент передачи сме1О сителей; д„ = И вЂ” и — промежуточная частота, Напряжение V (t) с выхода усили2 15 теля 22 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 23 на+90, на выходе которого образуется напряжение и ()=ц соь(и t+ p gt2

np пр

20 — М(t)-90 +90 + М j=U сов(И t + пр р пР

+ ii y t> — V„(t)+ М„), О i с Т

НЯпряжения U (t) и U3 (t) поступЯ ют на два входа сумматора 6, на выходе которого образуется напряжение

U (t)=U) (Й ) +U (t) =U cos (cDppt +

+ nest -M„(t)+ p,pj, 0 а е (Т,, к р 9 с у 30 где Б = 2Uä

Указанное напряжение поступает на первый вход перемножителя 8 и на вход линии 7 задержки, на выходе которой образуется напряжение

U,() =-U, (t- i,„) =U cos (и„(- .„)+ ар где — время задержки линии 7 за- .40 держки, которое поступает на второй вход перемножителя 8.

U (t) = Ug соз (2

Us(t) = U g cos (4ugt+4V g);

U>(t) = Ug cos (8Mgt+8Vg),0(t

0 «(t 44 T а так как 2Чк,(с) = 0,2л, 4Чк, (t)

=0,4н, 8%„„(t)=0,8и, то в указанных колебаниях манипуляция фазы уже отсутствует, Ширина спектра второй гармоники Ь f, четвертой лf4 и восьмой ьй определяется длительностью Т

С сигнала f2 hf 4 28 =I /Tñ как ширина спектра ОФИн-сигнала определяется длительностью его элементарных посылок (сf =1/Ф„), т.е. ширина спектра указанных гармоник стала в И раз меньше ширины спектра входного сигнала:

134

При этом на экране ЭЛТ 12 образуется импульс (частотная метка), положение которого на горизонтальной развЕртке однозначно определяет несущую частоту принимаемого ФМн-сигнала.

Для визуальной оценки величины скачков фазы ьЧ и кратности фазовой манипуляции принимаемого ФМн-сигнала используется ЭЛТ 18 с круговой разверткой. Причем круговая развертка формируется с помощью генератора

15 опорного напряжения, частота и, которого выбирается равной частоте биений ыу принимаемого ФМн-сигнала

4 (,= 4)g,). Напряжение генератора 15 поступает через усилитель 19 на вертикальный электрод, а через фазовращатель 16 на +90О и усилитель 17 на горизонтальный электроц ЭЛТ !8, на управляющий электрод .которой через открытый ключ 14 поступает ФМн-сигнал на частоте биений И8 с выхода

4 полосового фильтра 9. Следовательно, напряжение генератора 15 используется для образования круговой развертки луча ЭЛТ 18, а принимаемый ФМнсигнал на частоте биений осуществляет модуляцию его яркости. На экране

ЭЛТ 18 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности. Количество точек определяет кратность 0 фазовой манипуляции, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемого ФМн-сигнала. При неравенстве частот ld, д „ яркостные метки движутся по окружности с раэностной частотой.

Время задержки Ф линии 11 заз держки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ФМн-сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах

ЭЛТ 12 и 18. По истечении этого вре.мени напряжение с выхода линии 11 задержки поступает на вход сброса накопителя 10 и сбрасывает его в начальное cocToslHHP ° При этом электронный коммутатор 2 переводится в свое исходное еостояние, при котором гетеродин 3 оказывается подключенным к выходу генератора 1 развертки, а ключ 14 закрывается, т.е. переводится в свое исходное состояние.

С этого момента просмотр заданного частотного диапазона D и поиск ФМнf сигналов продолжается. В случае обна5133 6 ружения следующего ФМн-сигнала работа фазометра происходит аналогичным образом.

Описанная выше работа фазометра

5 соответствует случаю приема ФМн-сигнала по основному каналу на частоте Я

Если ФМн-сигнал принимается по зеркальному каналу на частоте ы, то на выходе усилителей 5 и 22 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

Б1(t) =U пр cos(u„р t-Я („t + tP„(t) P„„)

15 л

Uq(t) =U „соз (ип t-)i g, t + 9„(t) — Чр+ 90, 0(t(T где ы = И вЂ” 4> — промежуточная часпр, r

20 тота.

Напряжение U (t) с выхода усилитеЕ ля 22 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 23 на Я +90 на выходе которого образуется напряжение

U (t)=U созГу t-Яу t + 9 (t)

3 пр пр к — Я +90 +90 1 -- -U cos Гсд

Ар пр a "P

-Я У t2+ Г (t) — Ч р), 0 (t(Т

Напряжения U„(t) и U (t) поступающие на входы сумматора 6, на его выходе компенсируются. Для этого оба канала выбираются идентичными. Следова35 тельно, ложный сигнал, принимаемый на зеркальной частоте И, подавляется.

Если ФМн-сигнал принимается по первому комбинационному каналу на частоте 4„„, то на выходе усилителей 5 и 22 промежуточной частоты выделяются следующие напряжения:

U g (t) =Upр cos fcd p t+ !((t рк(t) +

1! (t)=U соя (и +Яg t Ч (t) + т пр пр г к

+ f„-90J, 0

К частота;

50 скорость изменения второй гармоники частоты гетеродина.

Напряжение V,(t) с выхода усилителя 22 промежуточной частоты поступает на вход фазовращателя 23 на Г +90 на выходе которого образуется напряжение

1345133

Н (с) Н соя(и t+ >iy t Ч (С) +

+Ч -90 +90 1=0 cos(и t+ iieet

Ap p Ap 2

-9„(t)+ P„pj» 0 Е Т

Составитель А.Шубин

Редактор Л.Повхан Техред Ц.Попович Корректор М.Демчик

"Заказ 4915/44 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Напряжения U„(t ) и U3 (t) поступают на два входа сумматора б, на выходе которого образуется напряжение

U (г.)=Б . соя Гы„ t+ лу t -Ч „(й)+ Ч,цД, 0C .(Т

Указанное напряжение поступает на 15 первый вход перемножителя 8 и на вход линии 7 задержки, на выходе которой образуется напряжение

U () Н cos((dpp с +iff2(t 6 )2 4(t i )+ Чдр)» 0(t(Т которое поступает на второй вход перемножителя 8. На выходе перемножителя 8 образуется следующее напряжение 25 биений:

U< (t) =Бр cos (М t+ p„(t)+ Мр),0<е Т где М = . Ь „ — частота напряжения биений.

Так как f ) (1, то напряжение UE(t)

2 не попадает в полосу пропускания полосового фильтра 9, и ложный сигнал, принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте и, подав35 кр ляется.

Ложный сигнал, принимаемый по второму комбинационному каналу на частоте у„, также подавляется. ка

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает повышение точности и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого ФМн-сигнала. Это достигается путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

Формула изобретения

Осциллографический фазометр по авт. св. 1Р 1247778» о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности и однозначности визуальной оценки основных параметров принимаемого фазоманипулированного сигнала путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам, в него введены последовательно подключенные к входу фазометра первый фазовращатель на +90, второй смеситель» второй вход которого соединен с вторым выходом гетеродина, второй усилитель йромежуточной частоты, второй фазовращатель на +90 и последовательно включенные между выходом первого усилителя промежуточной частоты и входами ключа и накопителя сумматор, вторая линия задержки, перемножитель» второй вход которого соединен с выходом сумматора, и полосовой фильтр.