Радиоимпульсный частотомер

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения несущей частоты одиночных и периодически повторяющихся радиоимпульсных сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Радиоимпульсный частотомер содержит сумматоры 1 и 13, детектор 2 огибающей, усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления, линию 4 задержки, ключ 5, смеситель б, фильтр 7 нижних частот, усилитель 8 промежуточной частоты, цифровой частотомер 9, делитель 10 частоты, фазовый детектор 11, частотный детектор 12, пропорционально-интегрирующий фильтр 14, элемент 15 перестройки гетеродина 16. Введение в радиоимпульсный частотомер дополнительных узлов позволяет расширить его функциональные возможности путем измерения параметров одиночного импульса. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.:;.;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4448697/21 (22) 27.06.88 (46) 15.11.91. Бюл. М 42 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.Я.Супъян, А.И.Гуцало и M.Ì,Ëèíãáåíда (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 773513, кл. G 01 R 23/10, 1978.

Винокуров В.И., Каплин С.И. и Петелин

И.Г. Электрорадиоизмерения, M. Высшая школа, 1986, с.157, рис.7.11, (54) РАДИОИМПУЛЬСНЫЙ ЧАСТОТОМЕР (57) Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано для измерения несущей частоты одиночных и периодически повторяющихся

„„. Ж„„1691766 А1 радиоимпульсных сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей. Радиоимпульсный частотомер содержит сумматоры 1 и 13, детектор 2 огибающей, усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления, линию 4 задержки, ключ 5, смеситель 6, фильтр 7 нижних частот, усилитель 8 промежуточной частоты, цифровой частотомер 9, делитель

10 частоты, фазовый детектор 11, частотный детектор 12, пропорционально-интегрирующий фильтр 14, элемент 15 перестройки гетеродина 16, Введение в радиоимпульсный частотомер дополнительных узлов позволяет расширить его функциональные воэможности путем измерения параметров одиночного импульса. 2 ил.

1691766

Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано для измерения несущей частоты одиночных и периодически повторяющихся радиоимпульеных сигналов.

Цель изобретения — расширение функционалл ьн ых возможностей.

На фиг,1 приведена структурная схема радиоимпульсного частотомера; на фиг.2— диаграммы напряжений, иллюстрирующие принцип его работы.

Радиоимпульсный частотомер содержит первый сумматор 1, детектор 2 огибающей, усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления, линию 4 задержки, ключ 5, смеситель 6; фильтр 7 нижних частот, усилитель 8 промежуточной частоты, цифровой частотомер 9, делитель 10 частоты., фазовый детектор 11, частотный детектор 12, второй сумматор 13, пропорционально-интегрирующий фильтр 14, элемент 15 перестройки гетеродина, гетеродин

16, Первый вход первого сумматора 1 соединен с источником радиоимпульсного сигнала, детектор 2 огибащей соединен входом с первым входом первого сумматора 1, выход которого через усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления и последоватегьно соединенную линию 4 задержки и ключ 5 соединен с Вторым ВхОдОм сумматора 1, второй вход ключа 5 соединен с выходом детектора 2 огибающей, выход первого сумматора 1 соединен с первым входом смесителя 6, выход которого через последовательно соединенные фильтр 7 нижних частот и усилитель 8 промежуточной частоты соединен с входом цифрового частотомера 9, выход фильтра 7 нижних частот подключен одновременно на первый вход фазового детектора 11 и на вход ч. стотного детектора 12, выход цифрового частотомера 9 через делитель 10 частоты подключен к второму входу фазового детектора 11, Выходы фазового детектора 11 и частотного детектора 12 подключены к входам второго сумматора 13, выходом подключенного через последовательно соединенные интегрирующий фильтр 14, элемент 15 перестройки гетеродина и гетеродин 16 х второму входу смесителя 6.

Радиоимпульсный частотомер работает следующим образом.

Входные одиночные радиоимпульсные сигналы Uc(t) (фиг.2а) с несущей частотой 1, подаются одновременно на первый вход первого сумматора 1 и на вход детектора 2 огибающей. C выхода сумматора 1 радиоимпульсные сигчалы поступают через последовательно включенные усилитель 3 с

30 автоматической регулировкой усиления и линию 4 задержки на второй вход ключа 5, на первый вход которого подается выходное напряжение детектора 2 огибающей. В зависимости от положения ключа 5 эти напряжения подаются на второй вход первого сумматора 1, В результате многократного прохождения радиоимпульсного сигнала через усилитель 3 с автоматической регулировкой усиления, линию 4 задержки и ключ 5, на выходе первого сумматора 1 из одиночных радиоимпульсных сигналов образуется периодическая последовательность радиоимпульсов U (t) с периодом, определяемым задержкой сигнала t3 в линии 4 задержки (фиг,2б). Амплитуда радиоимпульсных сигналов с помощью усилителя 3 с автоматической регулировкой усиления устанавливается одинаковой, На выходе сумматора 1 последовательность радиоимпульсных сигналов продолжается до тех пор, пока кл оч 5 находится в открытом состоянии.

В общем случае этот сигнал можно представить в виде

u (t)Q cos Жс (t — t3 (q — t)j, при t3 (q-1) (t (< з (q-1) + r„, о и 3 (q 1) + t < t < 3 q, где q = 1,2,3,.„N — количество радиоимпульсов в пачке, Эти радиоимпульсы поступают на первый вход смесителя б, на второй вход которого поступает гармонический сигнал вида

Ur(t) = UtCOS W t От ПЕрЕСтраИВаЕМОго ПО частоте гетеродина 16, охваченного частотно-фазовой автоподстройкой частоты, Так как входной сигнал радиоимпульсный, то выходное напряжение фильтра 7 нижних частот имеет вид видеоимпульсов, огибающая которых соответствует отсчетам напряжения разностной частоты (фиг.2в).

Напряжение в виде пачки видеоимпульсов, пока ключ 5 открыт в интервале времени 0 < t < T5 после нескольких циркуляЦИЙ, равно

U(t)= д — Uc0гсов (т, +(ц-1)) х

Ь 1 2л

=12 1 б х (1 (» — (t1 — ") тз) — 1 It — (0-1) — гц) ), (1) где сог — частота гетеродина; жс частОта входного сигнала; т„— длительность радиои 4fl)

1691766

Таким образом, на выходе фильтра 7 нижних частот образуются дискретизированные по времени с интервалом тз и квантованные по уровню импульсы (фиг.2г), огибающая которых имеет частоту биения

we = о с шг °

Напряжение, образованное за период частоты биений на выходе усилителя 8 промежуточной частоты можно найти после обратного преобразования Лапласа в виде

01(t) = — е 0 U< D cos (вь t + Л p), 2 где Q затухания усилителя;

Ne = 2Л вЂ” fe — резонансная частоты усилителя;

0 — дисперсия амплитуды сигнала.

На выходе усилителя 8 промежуточной частоты возникает гармонический низкочастотный процесс, Цифровым частотомером

9, работающим в режиме измерения периода, можно измерить длительность периода отклика Te = 2л/вб = Tnp.

Показание цифрового частотомера 9, работающего в режиме измерения периода равно

Тб fk

+c= m

Tk 1б где 4 =1/Т» — частота кварцевого цифрового частотомера 9, служащего для создания импульсов квантования, заполняющих интервал Т,;

m — число усредняемых периодов.

С целью стабилизации промежуточной частоты в предлагаемом частотомере, как и в прототипе, используется система частотно-фазовой автоподстройки частоты, состоящая из фазового и частотного детекторов 11,12 второго сумматора 13, пропорционально-интегрирующего фильтра 14 и элемен-а 15 перестройки гетеродина.

Напряжение по формуле (1) поступает одновременно на первый вход фазового детектора 11 и на вход частотного детектора

12. В качестве опорного сигнала фазового детектора 11 служит сигнал, сформированный из колебания кварцевого генератора цифрового частотомера 9 с помощью делителя 10 частоты. Выходные напряжения фазового и частотно о детектора 11,12 поступают на входы второго сумматора 13, выходные напряжения которого после интегрирования пропорционально-интегрирующим фильтром 14 поступают на вход элемента 15 перестройки гетеродина, что приводит к изменению частоты гетеродина

16, В режиме захвата и удержания f>p = fo ou напряжение на выходе частотного детектора равно нулю, Так как система частотно-фа зовой автоподстройки частоты содержит пропорционально-интегрирующий фильтр

14, то равенство нулю напряжения на выходе фазового детектора 11 возможно лишь в установившемся режиме при отсутствии изменений измеряемой частоты. При этом режим захвата и удержания осуществляется только по основному каналу, так как fx = f< fe npu

fr < fc, а захват и удержание по "3epкальному" каналу при fc > fc осуществить невозможно, поскольку система частотно-фазовой автоподстройки частоты становится неустойчивой.

Введение в предлагаемый радиоимпульсный частотомер дополнительных узлов по сравнению с прототипом позволяет расширить его функциональные возможности путем измерения параметров одиночного импульса.

Формула изобретения

Радиоимпульсный частотомер, содержащий смеситель, усилитель промежуточной частоты, частотомер, фазовый детектор, выход которого соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом частотного детектора. а выход — через последовательно соединенные пропорционально-интегрирующий фильтр, элемент перестройки гетеродина, гетеродин с вторым входом смесителя, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей. в него дополнительно введены первый сумматор, детектор огибающей, ключ, линия задержки, усилитель с автоматической регулировкой усиления, фильтр нижних частот и делитель частоты, вход которого соединен с выходом цифровогь частотомера, а выход — с вторым входом фазового детектора, выход смесителя через фильтр нижних частот соединен с первым входом фазового детектора, входом частотного детектора и входом усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с входом цифрового частотомера, первый вход смесителя соединен с выходом первого сумматора, а через последовательно соединенные усилитель — с автоматической регулировкой усиления, линию задержки и ключ — с вторым входом первого сумматора, первый вход которого соединен с входом устройства и через детектор огибающей с вторым входом ключа.

1691766

V (f)

Составитель Е.Соловьев

Редактор М. Келемеш Техред M. Моргентал Корректор О.Куидрик

Заказ 3925 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101