Осциллографический фазометр

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и позволяет повысить точность визуальной оценки основных параметров фазоманипулированных сигналов. Фазометр содержит генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, ключи 6 и 20, линию 7 задержки, накопитель 8, электронно-лучевые трубки 9 и 13, генератор 10 опорного напряжения , фазовращатель 11 на 90 , усилители 12 и 14, амплитудные детекторы 15 и 21, видеоусилитель 22, блок 23 сравнения и однополярный вентиль 24. Введение частотного детектора 16,блока 17 дифференцирования, однополярного вентиля 18, блока 19 совпадения и образование новых функциональных связей позволяют устройству подавить ложные сигналы, принимаемые по зеркальному и комбинационному каналам. 5 ил. О о (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (11 4 0 01 R 25/00

1 ф Ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1247778 (21) 4153014/24-21 (22) 28.11.86 (46) 23.06.08. Бюл. h 23 (7?) А.Г.Баранов, В.И,Дикарев и В.В.Шерстобитов (53) 621.317 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1247778, кл. G 01 R 25/00, 1984 ° (54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЙ ФАЗОМЕТР (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и позволяет повысить точность визуальной оценки основных параметров фазоманипулированных сигналов. Фазометр содержит генератор 1 развертки, электронный

80 1404975 А 2 коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель

4, усилитель 5 промежуточной частоты, ключи 6 и 20, линию 7 задержки, накопитель 8, электронно-лучевые трубки 9 и 13, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 90 о усилители 12 и 14, амплитудные детекторы 15 и 21, видеоусилитель 22, блок 23 сравнения и однополярный вентиль 24. Введение частотного детектора 16, блока 17 дифференцирования, однополярного вентиля 18, блока 19 совпадения и образование новых функциональных связей позволяют устройству подавить ложные сигналы, принимаемые по зеркальному и комбинационному каналам. 5 ил.

1404975

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано в радиолокации и связи, где широко применяются фазоманипулиро5 ванные (ФМн) сигналы, и является усовершенствованием извес. ного фазометра по авт.св. 11 1247778, Цель изобретения — повышение точности визуальной оценки основных параметров ФМн сигналов путем подавления ложных сигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого фазометра, на фиг.2-5 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы фазометра.

Фазометр (фиг.1) содержит генератор 1 развертки„ электронный комму-20 татор 2, гетеродин 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, первый ключ 6, линию 7 задержки, накопитель 8, ЗЛТ 9, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 25

90, усилитель 12, ЭЛТ 13, усилитель

i4, амплитудный детектор 15, частот— ный детектор 16, блок 17 дифференцирования, первый однополярный вентиль

18, блок 19 совпадения, второй ключ

20, амплитудный детектор 21, видеоусилитель 22, блок 23 сравнения, второй однополярный вентиль 24 и третий ключ 25.

В осциллографическом фазометре

35 последовательно включены генератор

1 развертки, электронный коммутатор

2, второй вход которого соединен с выходом накопителя 8, гетеродин 3, смеситель 4, второй вход которого 40 соединен с входом фазометра, усилитель 5 промежуточной частоты, накопитель 8, второй вход которого соединен с выходом линии 7 задержки, и вертикальный электрод ЭЛТ 9, гори- 45 зонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. К входу фазометра последовательно подключены амплитудный детектор 21, видеоусилитель 22, блок 23

50 сравнения, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора 15, однополярный вентиль 24 и ключ 25, К выходу усилителя 5 промежуточной частоты последовательно подключены частотный детектор 16, 55 блок 17 дифференцирования, однополярный вентиль 18, блок 19 совпадения, второй вход которого через амплитудный детектор 15 соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, ключ 20, второй вход которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, ключ 25, ключ 6, второй вход которого соединен с выходом накопителя 8, и управляющий электрод ЭЛТ 13, вертикальный электрод, который через усилитель 14 соединен с выходом генератора 10 опорного напряжения, а горизонтальный электрод через последовательно включенные фазовращатель 11 на 90 и усилитель 12 соединен с выходом генератора 10 опорного напряжения.

Фазометр работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона частот D < осуществляется с помощью генератора 1 развертки, который периодически с периодом Т q по пилообразному 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. Ключи 6, 20 и 25 в исходном состоянии всегда закрыты.

Принимаемый ФМн сигнал

Пс соз (2 f с + Ч „()+ с 3

0 «(t (Т„ где U f,Т, — амплитуда, несущая частота, длительность и начальная фаза сигнала; „() — манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем „()=

= const npu

k (t((k+1) Г„ и может изменяться с качком на 1 при

k7 „, т,е. на границах между элементарными посылками (k = 1,2,...,N и

Т = N.i„), поступает на вход амплитудного детектора 21 и на первый вход смесителя

4, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 3 линейно изменяющейся частоты

U „(t) =U„- cos(2i< fг t +7(pter + 4 ) 1404975. где П,Й, Цг — амплитуда, начальная г г частота и начальная фаза напряжения гетеродина, 5 скорость изменения

Т г частоты гетеродина.

На выходе смесителя 4 образуются сигналы комбинационных частот. Усилителем 5 выделяется сигнал промежу- 10 точной частоты (фиг ° 4а)

U ny (t) = (Зпр. соз (2Ипр +

+" V„(t) + l1 „ ) 0 < t T

1 пР 2

k коэффициент передачи смесителя, 20

f — промежуточная частота; пр г с сУказанный сигнал с комбинированной линейной частотной модуляцией и фа- 25 зовой манипуляцией одновременно поступает на входы накопителя 8, амплитудного 15 и частотного 16 детекторов. Амплитудный детектор 15 выделяет огибающую сигнала U (фиг.4в), 30 которая поступает на первый вход блока 19 совпадения. Видеосигнал U (фиг.4г), форма которого соответствует закону изменения частоты преобразованного сигнала (фиг.4б), с выхода

35 частотного детектора 16 поступает на вход блока 17 дифференцирования, выходной сигнал U < (фиг.4д) которого через однополярный вентиль 18 (фиг.4г) поступает на второй вход 4р блока 19 совпадения.

Однополярные вентили 18 и 24 пропускают только положительные импульсы. Так как напряжения Ц (фиг.4в) и Ugg (фиг.4е), поступающие на два 45 входа блока 19 совпадения, занимают на временной оси один и тот же интервал, то блок 19 совпадения срабатывает и своим выходным напряжением U

Ю (фиг.4ж) открывает ключ 20.

Одновременно принимаемый ФМн сигнал U (t) поступает на вход амплитудного детектора 21, а затем через видеоусилитель 22 на первый вход блока

23 сравнения,на второй вход которого

55 подается напряжение с выхода амплитудного детектора 15. Так как общий коэффициент усиления детекторного приемника при приеме ФМн сигналов по основному каналу на частоте f. меньше коэффициента усиления супергетеродинного приемника, то в блоке 23 сравнения формируется положительный импульс, который, пройдя однополярный вентиль 24, поступает на управляющий вход ключа 25, открывая его.

Преобразованный по частоте ФМн сигнал Бп (t) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты поступает на вход накопителя Я, где он накапливается и сравнивается с пороговым уровнем

U „, . При превышении порогового уровня Uр,,в накопителе 8 формируется постоянное напряжение, которое воздействует на управляющий вход электронного коммутатора 2, отключая гетеродин 3 от генератора 1 развертки, на управляющий вход ключа 6, открывая его, на вход линии 7 задержки и на вертикальный электрод ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой соединен с выходом генератора t развертки. С этого момента процесс поиска

ФМн сигналов прекращается.

Если на вход накопителя 8 поступает ОФМн сигнал (q„(t) = 0,7i3, то образуются следующие колебания соответственно:

v, (t) =, U„, cot(4tif„>t +

+ 2llgt + п

U (t) = Uп,р cos(, пЕпр t +

+ 4Г г. + пр );

Ug(t) = U пр соя(16Ипр " +

+ 8т + ce„, );

0 (Т.

Так как 2 g„(t) = 0,2п; 4 f<(t) = 0,4ц;

8 ц„() = 0,87(, то в указанных колебаниях манипуляция фазы уже отсутствует. Ширина спектра второй гармоники f, четвертой д f< и восьмой

0 fll определяется длительностью сиг1 нала Тс(4fz = >f4 = 4fe

Тс да как ширина спектра ОФМн сигнала определяется длительностью Ln его элементарных посылок 1

df = -, т е.

"n ширина спектра указанных гармоник стала в И раз меньше ширины спектра входного сигнала:

Ес d fc А с — — — N й, Дг4 ОЕАР

Следовательно, при умножении частоты ОФМн сигнала на два, четыре и н 11 восемь его спектр сворачивается в

N раз. Это позволяет обнаружить ОФМн сигнал, лаже тогда, когда его мощность на входе накопителя меньше мощности шумов.

Время накопления и пороговый óðîвень Пп, в накопителе 8 выбирается таким, чтобы этот уровень не превышалислучайные помехи.

При этом на экране ЭЛТ 9 образуется импульс (частотная метка), положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту принимаемого ФМн сигнала (фиг.3а).

Для визуальной оценки величина скачков фазы Dipè кратности фазовой манипуляции m принимаемого ФМн сигнала используется ЭЛТ 13 с круговой разверткой ° Причем круговая развертка формируется с помощью генератора

10 опорного напряжения, частота fо которого равна промежуточной частоте

Кпр (Е o = fпр ) Напряжение генерато- ра 10 поступает через усилитель 14 на вертикальный электрод, а через . фазовращатель 11 на 90 и усилитель

12 на горизонтальный электрод ЭЛТ 13, на управляющий электрод которой через открытые ключи 20, 25 и 6 поступает

ФМн сигнал

П пр1 (г) П пр1 соз 2" пр t — Ц (<) + Ц„р ; 0 <" ат, с выхода усилителя 5 промежуточной частоты.

Следовательно, напряжение генератора 10 используется для образования круговой развертки луча ЭЛТ 13, а принимаемый ФМн сигнал промежуточной частоты осуществляет модуляцию его яркости. На экране ЭЛТ 13 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг,3б,в,г). Количество точек определяет кратность фазовой манипуляции m а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемого ФИн сигнала. При неравенстве частот (f, g f, ) яркостные метки двигаются по окружности с разностной частотой.

Время ь задержки линии 7 задержки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры

6 принимаемого ФМн сигнала, наблюдая осциллограммы на экранах ЭЛТ 9 и 13.

По истечении этого времени напряже5 ние с выхода линии 7 задержки поступает на вход сброса накопителя 8 и сбрасывает его элементы в начальное 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 времени просмотр заданного частотного диапазона Dg и поиск ФМн сигналов продолжается. В случае обнаружения следующего ФМн сигнала работа фазометра происходит аналогичным образом.

Описанная работа фазометра соответствует случаю приема ФМн сигналов

Zp по основному каналу на частоте

Если ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте f, то усилителем 5 промежуточной частоты выделяется сигнал

25 (фиг.5а), частота которого (Лиг.5б) изменяется по линейно-падающему закону, что вызывает появление на выходе частотного детектора 16 линейно-падающего напряжения (фиг.5г), производная которого имеет отрицательный знак (фиг.5д) и не пропускается однополярным вентилем 18. Блок 19 совпадения не срабатывает, ключ 20 не открывается, ложный сигнал (помеха), пРинимаемый по зеРкальному каналу

1на частоте f>, подавляется.

Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому комбинационному каналу на частоте „,, то общий коэффициент усиления детекторного приемника больше коэффициента усиления супергетеродинного приемника, на выходе блока 23 сравнения формируется отрицательный импульс,ко45 торый не пропускается однополярным вентилем 24. Ключ 25 не открывается, ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте f, по50

По аналогичной причине подавляются ложные сигналы, принимаемые по второму и другим комбинационным каналам.

Таким образом, предлагаемый фазометр по сравнению с известным обеспечивает подавление ложных сигналов (помех), принимаемых по зеркальному и комбинационным каналам.

1404975

3 Zzr г

1с 3г 4

Фиг,2 г

fi/ /т г 2 фиг. У

Это достигается Hcllc ëI.зеванием амплитудного и частотного детекторов, а также дополнительного детекторного приемника, коэффициент усиления которого выбран таким образом, чтобы он был меньше коэффициента усиления супергетеродинного приемника при приеме сигналов по основному и зеркальному каналам и больше при приеме сигналов 10 по комбинационным каналам. Тем самым повышается точность визуальной оценки основных параметров фазоманипулированных сигналов путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых 15 по зеркальному и комбинационным каналам.

Формула изобретения

Осциллографический фазометр по авт.св. N 1247778, о т л.и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности визуальной оценки основных параметров фазоманипулированных сигналов, в него введены последовательно соединенные с выходом усилителя промежуточной частоты частотный детектор, блок дифференцирования, однополярный вентиль, блок совпадения и второй ключ,:информационный вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, а также первый амплитудный детектор и последовательно соединенные с входом фазометра второй амплитудный детектор, видеоусилитель, блок сравнения, второй однополярный вентиль и третий ключ, информационный вход которого подключен к выходу второго ключй, а выход третьего ключа соединен с входом первого ключа, при этом вход первого амплитудного детектора подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, а выход первого амплитупного детектора соединен с вторыми входами блокон совпадения и сравнения.

1404975! I

ФУ8.

Подписное

Заказ 3099/49 Тираж 772

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

Составитель Л. Воронина

Редактор Н. Бобкова Техред М. Ходанич Корректор С.Черни

ВИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Упр