Цифровой измеритель частоты
Изобретение может быть использовано в радиолокации. Цифровой измеритель частоты (ЦИЧ) содержит детектор 14,перестраиваемый полосовой фильтр 15,фазокорректирующий блок (В) 16, Б 17 формирования опорных импульсов, ключи 18, смесители I, генератор 2, фильтры 3 низких частот, дискретизаторы 4, управляемый генератор 5 дискретизации , аналого-цифровые преобразователи 6, Б 7 вычисления дискретного преобразования Фурье, Б В суммирования с запоминанием, квадратор 9, Б 10 перебора отсчетов и нахождения максимального значения, запоминающее устройство 11, Б 12 сравнения оценок, интерполятор 13. ЦИЧ имеет повышенное быстродействие, 2 ил. (Л со О 1ч
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (191 (И) (51)4 G 01 R 23/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
C е
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (б 1) 1091086 (2I) 4136557/24-21 (22) 20.,10,86 (46) 30.07.88. Бюл, №- 28 (72) В.И.Андрианов и М.И.Максименко (53) 62!.317,361(088.8) (56) Теоретические основы радиолокации/Под ред. В.Е.Дулевича. М.: Сов. радио, 1978, . Авторское свидетельство СССР
¹ 1091086, xh, G О1 R 23/00, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение может быть использовано в радиолокации. Цифровой измеритель частоты (ЦИЧ) содержит детектор
14, перестраиваемый полосовой фильтр
15, фазокорректирующий блок (Б) 16, Б 17 формирования опорных импульсов, ключи 181 смесители I генератор 2, фильтры 3 низких частот, дискретизаторы 4, управляемый генератор 5 дискретизации, аналого-цифровые преобразователи 6, Б 7 вычисления дискретного преобразования Фурье, Б 8 суммирования с запоминанием, квадратор 9, Б 10 перебора отсчетов и нахождения максимального значения, запоминающее устройство 11, Б 12 сравнения оценок,. интерполятор 13 ° ЦИЧ имеет повышенное быстродействие. 2 ил.
1413541
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиолокации.
Цель изобретения — повышение бы5 стродействия измерителя.
На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого цифрового измерителя частоты; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу. 1Ð
Цифровой измеритель частоты содержит смесители 1, генератор 2, фильтры 3 низкой частоты (ФНЧ), дискретизаторы 4, управляемый генератор 5 дискретизации, аналого-цифровые пре 15 обраэователи (АЦП) 6, блок 7 вычисления дискретного преобразования Фурье (ДПФ), блок 8 суммирования с запоминанием, квадратор 9, блок 10 пе-. ребора отсчетов и нахождения макси- 20 мального значения, запоминающее устройство 11 блок 12 сравнения оценок, интерполятор 13, детектор 14, перестраиваемый полосовое фильтр 15, фазокорректирующий блок 16, блок 17 25 формирования опорных импульсов и электронные ключи 18, К вторым входам смесителей 1 под-ключены соответствующие выходы квадратурного генератора 2, выходы смеси-3р телей 1 соединены с ФНЧ 3, к выходам которых подключены дискретизаторы 4, к вТорым входам которых подключены соответствующие выходы управляемого генератора 5 дискретизации, выходы дискретизаторов 4 соединены с соответствующими входами АЦП 6, выходы которых соединены с блоком .ДПФ 7, выход которого соединен с блоком 8 суммирования с запоминанием, выход кото- 4р рого подключен к входу квадратора 9, первый выход которого через последовательно соединенные блок 10 перебора отсчетов и нахождения максимального значения, запоминающее устройст- 45 во 11 и блок .I2 сравнения оценок,подключен к второму входу интерполятора
13, первый вход которого соединен с вторым выходом квадратора 9, к выходу детектора 14 подключен перестраиваемый полосовой фильтр 15, выход которого соединен с фазокорректирующим блоком 16, выход которого соединен с блоком 17 формирования опорных импульсов, к выходам ;оторого подсоединены управляемые в. оды электронных
55 ключей 18 и управ: яемого генератора
5 дискретизации, сигнальные входы детектора 14 и электронных ключей 18 объединены, а выходы электронйых ключей 18 соединены с соответствующими входами смесителей 1, Измеритель работает следующим образом.
На вход детектора 14 поступает .регулярная последовательность радиоимпульсов (фиг. 2а). После детектора
14 сигнал в виде импульсной последовательности поступает. на вход перестраиваемоro полосового фильтра (фиг. 2б). Предлагаемый измеритель предназначен для работы по объекту, о котором имеются априорные данные о структуре излучаемой последовательности радиоимпульсов. Вследствие эффекта Допплера априорно известная структура принимаемого сигнала нарушается, изменяется несущая частота радиоимпульсов, а также период следования радиоимпульсов. Причем частота следования изменяется незначительно:
Vrr где VR радиальная скорость объекта; с — скорость света;
F — частота следования радиотп импульсов излеченной последовательности.
Перед началом измерения полосовой фильтр 15 настраивают на частоту Г тп причем полоса пропускания фильтра а f больше возможного диапазона изменения частоты и F
В процессе измерения на выходе частотного полосового фильтра 15 формируется сигнал (фиг. 2в), поступающий на фазокорректифующий блок 16, который исключает фазовые сдвиги сигнала, после чего сигнал проходит в блок 17 формирования опорных импульсов, в котором при переходе сигнала из отрицательного значения в положительное формируется импульс, длительность которого равна длительности принимаемых радиоимпульсов. В результате на выходе блока 17 формирования опорных импульсов формируется периодическая импульсная последовательность (фиг.2г), соторая поступает на управляемый вход электронного ключа !8 и на управляемый генератор 5 дискретизации.
В момент прихода импульса электронный, ключ открывается и пропускает на смеситель 1 соответствующий радиоимпульс (фиг. 2д). После смесителя 1 и ФНЧ 3
1413541 сигнал, пониженный по частоте, поступает на дискретизатор 4. Управляемый генератор 5 дискретизации включается в моменты прихода импульсов фиг,2г).
Частота дискретизации выбирается по теореме Котельникова и определяется в данном. случае максимальной частотой полосы пропускания ФНЧ 3.
Аналогично работает вторая часть схемы, симметричная описанной. После блока 7 вычисления ДПФ составляющие комплексного спектра поступают на блок 8 суммирования с запоминанием, где выполняется операция почлененного 15 сложения коэффициентов ДПФ, формируемых от радиоимпульса к радиоимпульсу..
На участке когерентности входного сигнала сложение дискретных отсчетов 20 комплексного спектра полезного сигнала происходит в фазе, а шумовые составляющие имеют случайный характер и вследствие этого компенсируют друг друга. 25
Сформированный суммарный спектр поступает на квадратор 9, где вычисляется квадрат составляющих дискретного комплексного спектра и формируются отсчеты энергетического спектра. В блоке 10 перебора отсчетов и нахождения максимального значения определяется грубая оценка частоты
Р, которая хранится в запоминающем устройстве 11. После получения нескольких грубых оценок частоты в блоке 12 сравнения оценок выполняется операция сравнения оценок (2) 40
Л где F, — грубая оценка частоты потр!
Э лученная путем нахождения максимальной составляющей спектра мощности.
Если условие (2) выполняется несколько раз подряд, что определяется заданной достоверностью оценки частоты, то последняя оценка считается истинной и ее значение поступает в интерполятор 13, на второй вход которогр поступают отсчеты суммарного энергетического спектра, Интерполятор !3 формирует точную оценку, так как при дискретизации a1: 1 1/gt возможно точное восстановление спектра в интервале между спектральными отсчетами с помощью ряда Котельникова. Это позволяет определить точное значение координаты максимума -энергетического спектра, т.е. получить оценку частоты, совпадающую в данном случае с оценкой максимального правдоподобия. !
Поскольку предлагаемое устройство анализирует сигнал не на всем периоде повторения радиоимпульсов, а на эффективной длительности радиоимпульсов, то его быстродействие существенно повышается.
Формула изобретения
Цифровой измеритель частоты по авт. св. М- 1091086, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены последовательно соединенные детектор, перестраиваемый полосовой фильтр, фазокорректирующий блок и блок формирования опорных импульсов, а также первый и второй ключи, причем вход детектора соединен с первыми входами первого и второго ключей и с входом устройства, первый и второй выходы блока формирования опорных импульсов подключены соответственно к вторым входам ключей, а третий выход — к дополнительному входу управляемого генератора дискретизации, выходы первого и второго ключей соединены соответственно с первыми входами первого и второго смесителей.! 413541 фиг. 2
Составитель А,Коэленко
Редактор А.Огар Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай
Заказ 3778/47 Тираж 772 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
