Индикаторное устройство

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, а именно к индикаторным устройствам. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения визуальной оценки сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией, линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией . Устройство содержит генератор 1 развертки , электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) 2, 33, 34 и 44, антенну 3, широкополосный усилитель 4, частотные детекторы 5 и 30, дифференцирующие цепи 6 и 7, смеситель 8, усилитель 9 промежуточной частоты, ключи 10 и 27, умножители 11 и 17 на восемь полосовые фильтры 12, 14, 16, 18 и 20, делители 13 и 19 на восемь, перемножитель 15, фазовый детектор 21, фильтр 22 нижних частот , формирователь 23 управляющего сигнала , элемент 24 управляемой задержки обнаружитель 25, элемент 26 задержки, блок 28 поиска, гетеродин 29, фазовращатель 31 на 90°, генератор 32 опорного напряжения , амплитудный ограничитель 42 синхронный детектор 43. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 D 7 /10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1682788 (21) 4785762/10 (22) 29.01.90 (46) 30.06.92. Бюл. RL 24 (72) В.И, Дикарев, И.А. Трухинцов и В.В, Федоров (53) 681.84,083,8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Кг 1682788, кл. G 01 D 7/10, (54) ИНДИКАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике, а именно к индикаторным устройствам, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения визуальной оценки сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией, линейной частотной модуля„„ / „„ 1744470A2 цией и многократной фаэовой манипуляцией. Устройство содержит генератор 1 развертки, электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) 2, 33, 34 и 44, антенну 3, широкополосный усилитель 4, частотные детекторы 5 и 30, дифференцирующие цепи 6 и 7, смеситель 8, усилитель 9 промежуточной частоты, ключи

10 и 27, умножители 11 и 17 на восемь, полосовые фильтры 12, 14, 16, 18 и 20, делители 13 и 19 на восемь, перемножитель 15, фазовый детектор 21, фильтр 22 нижних частот, формирователь 23 управляющего сигнала, элемент 24 управляемой задержки, обнаружитель 25, элемент 26 задержки, блок 28 поиска, гетеродин 29, фазовращатель 31 на 90О, генератор 32 опорного напряжения, амплитудный ограничитель 42. синхронный детектор 43. 4 ил.

1744470

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, а именно к индикаторным устройствам, может использоваться для индикации быстро изменяющихся процессов, в частности для визуального анализа и реги- 5 страции параметров сложных сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией, линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией (АМЛЧМ-МФМН), и является усовершенствова- 10 нием устройства по авт. св. N 1682788.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения визуальной оценки сигнала с комбинированной амплитудной модуля- 15 цией, линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема обнару>кителя; на фиг. 3 — вид воз- 20 можных осциллограмм; на фиг. 4 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Индикаторное устройстзо содержит генератор 1 развертки, соединенный с гори- 25 зонтально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки 2, имсющей вертикально отклоняющие пластины, приемную антенну 3, соединенную.с входом широкополосного усилителя 4, частотный 30 детектор 5 и первую и вторую дифференцирующие цепи 6 и 7. Вход первой дифференцирующей цепи 6 соединен с выходом частотного детектора 5. Выход первой дифференцирующей цепи 6 подключен к вертикально 35 отклон я ющим пластинам электрон но-лучевой трубки 2 и соединен через вторую дифференцирующую цепь 7.с входом генератора 1 развертки.

Индикаторное устройство содержит 40 также включенные последовательно смеситель 8, усилитель 9,промежуточной частоты, первый ключ 10, первый умножитель 11 частоты на восемь, первый полосовой фильтр

12, первый делитель 13 частоты на восемь и 45 второй полосовой фильтр 14. через которые широкополосный усилитель 4 соединен с частотным детектором 5. включенные последовательно перемножитель 15. третий полосовой фильтр 16. второй умножитель 17 частоты на восемь, третий полосовой 50 фильтр 18, выполненный узкополосным, делитель 19 частоты на восемь, пятый полосовой фильтр 20. выполненный узкополосным. фазовый детектор 21, фильтр 22 нижних частот и формирователь 23 управляющего сиг- 55 нала, элемент 24 управляемой задержки, обнаружитель 25, элемент 26 задержки, второй ключ 27, блок 28 поиска, гетеродин 29. второй частотный детектор 30. фазовраща-. тель 31, генератор 32 опорного напряжения и вторую и третью электронно-лучевые трубки 33 и 34.

Элемент 24 управляемой задержки подсоединен информационным входом к второму полосовому фильтру 14, соединен управляющим входом с выходом формирователя 23 управляющего сигнала и подключен выходом к первому входу перемножителя 15.

Перемножитель 15 подсоединен вторым входом к усилителю 9 промежуточной частоты, подключенному к информационному входу 35 обнаружителя 25. Последний подсоединен входом 36 сброса к выходу элемента 26 задержки и соединен с входом ключа 10 с входом элемента 26 задержки, с первым входом второго ключа 27, с вертикально отклоняющими пластинами второй электронно-лучевой трубки 33 и с входом блока 28 поиска.

Блок 28 поиска подключен первым выходом к горизонтально отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки 33 и соединен вторым выходом через гетеродин

29 с входом смесителя 8. Третий полосовой фильтр 16 подключен к второму входу второго ключа выход которого соединен через второй частотный детектор 30 с модулирующим электродом третьей электронно-лучевой трубки 34, подсоединенной горизонтально отклоняющими пластинами к фазовращателю 31 и соединенной вертикально отклоняющими пластинами с генератором 32 опорного напряжения, подключенным к входам фазового детектора 21 и фазовращателя 31.

Обнаружитель 25 снабжен измерителем

37 ширины спектра и включенными последовательно умножителем 38 частоты на восемь, измерителем 39 спектра, блоком 40 сравнения и пороговым блоком 41, подсоединенным посредством входа 36 сброса к выходу элемента 26 задержки. При этом умножитель 38 частоты на восемь подсоединены к усилителю 9 промежуточной частоты при помощи информационного входа 35, со единенного через выпрямитель 37 ширины спектра с входом блока 40 сравнения.

В устройство дополнительно введены последовательно соединенные амплитудная электронно-лучевая трубка 44, соединенная с генератором 1, при этом ограничитель 42 включен между выходом усилителя 9, соединенного с другим входом детектора 43, и ключом 10, перемножителем 15 и.обнаружителем

25.

Устройство работает следующим образом.

Просмотр заданного диапазона частот осуществляется с помощью блока 28 по1744470 иска, который периодически с периодом Т> по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 29. Одновременно блок 28 поиска формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 33, которая используется как ось частот и соответствует полосе обзора заданного диапазона частот. Ключи 10 и 27 в исходном состоянии всегда закрыты.

Принимаемый сигнал с комбинированной амплитудной модуляцией, линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией (АМ-ЛЧМ-МФМН) с выхода антенны 3 через широкополосный усилитель 4 поступает на первый вход смесителя 8, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 29 линейно изменяющейся частоты. На выходе смесителя 8 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителями 9 выделяется только напряжение промежуточной (разностной) частоты, которое поступает на вход амплитудного ограничителя 42.

На выходе умножителя 38 частоты на восемь обнаружителя 25 образуется напряжение, в котором фазовая манипуляция уже отсутствует.

Ширина спектра восьмой гармоники сигнала определяется длительностью сигнала, тогда как ширина спектра принимаемого сигнала определяется длительностью

его элементарных посылок, т. е. ширина спектра восьмой гармоники сигнала s N раз меньше ширины спектра входного сигнала.

Следовательно, при умножении частоты принимаемого сигнала на восемь его спектр

"сворачивается" в N раз. Это обстоятельст во и позволяет обнаружить АМ-ЛЧММФМН сигнал даже тогда, когда его мощность на входе устройства меньше мощности шумов и помех, Ширина спектра входного сигнала измеряется с помощью измерителя 37, ширина спектра восьмой гармоники сигнала измеряется с помощью измерителя 39. На выходе блока 40 сравнения образуется положительный импульс, который поступает на вход порогового блока 41, где сравнивается с пороговым напряжением.

Пороговое напряжение выбирается таким, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи. Пороговое напряжение превышается только при обнаружении АМЛЧМ-МФМН сигнала. При превышении порогового напряжения в пороговом блоке 41 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющий вход блока 28 поиска, переводя его в режим остановки, на вход элемента 26 задержки, на управляющие входы ключей 10 и 27, открывая их, и на вертикально отклоняющие

5

45 пластины ЭЛТ 33. С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона и поиск АМ-ЛЧМ-МФМН сигналов прекращается на время визуального анализа основных параметров обнаруженного сигнала, которое определяется временем задержки элемента 26 задержки. При этом на экране ЭЛТ 33 образуется импульс (частотная метка), положение которого Hd горизонтальной развертке однозначно определяет начальную несущую частоту й)с обнаруженного сигнала (фиг. За), При остановке блока 28 поиска усилителем 9 промежуточной частоты выделяется напряжение (фиг, 4б), которое после амплитудного ограничителя 42 приобретает следующий вид (фиг. 4в). Это напряжение представляет собой сигнал с комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией(ЛЧМ-МФМН) и через открытый ключ 10 поступает на вход умножителя 11 на восемь, на выходе которого образуется напряжение, в котором фазовая манипуляция уже отсутствует. Это напряжение выделяется полосовым фильтром 12 и поступает на вход делителя 13 частоты на восемь. на выходе которого образуется напряжение (фиг. 4г), которое представляет собой ЛЧМ сигнал на промежуточной частоте, выделяется полосовым фильтром 14 и поступает на вход частотного детектора 5. Выходное напряжен..е (фиг. 4д) частотного детектора 5. форма которого соответствует закону линейной частотной модуляции, поступает на входдифференцирующей цепи 6. Выходной импульс (фиг. 4е) последней подается на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ 2 и на вход дифференцирующей цепи 7. На выходе дифференцирующей цепи 7 образуются короткие разнополярные импульсы (фиг, 4>к). Положительным коротким импульсом запускается, а отрицательным коротким импульсом закрывается генератор 1 развертки. Сформированное пилообразное напряжение (фиг. 4 з) используется в качестве напряжения развертки и поступает на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ 2 и

44. На экране ЭЛТ 2 образуется импульс (фиг., 4 е), длительность которого пропорциональна длительности принимаемого сигнала, амплитуда пропорциональна скорости изменения частоты внутри импульса, а площадь осциллограммы пропорциональна девиации частоты принимаемого сигнала.

Для визуальной оценки основных параметров принимаемого сигнала на экран

ЭЛТ 2 наносится координатная частотновременная сетка, Напряжение (фиг. 4 г) с выхода полосового фильтра 14 одновременно поступает на

1744470 ла; вход элемента 24 управляемой задержки, на выходе которого образуется напряжение, подаваемое на второй вход перемножителя

15, на первый вход которого поступает напряжение (фиг. 4в) с выхода амплитудного ограничителя 42. На выходе перемножителя

15 образуется напряжение биений (фиг. 4 и), которое представляет собой ФМН сигнал на частоте биений. Частота биений определяется скоростью изменения частоты сигнала и величиной задержки, Напряжение выделяется полосовым фильтром 16 и поступает на вход умножителя 17 частоты на восемь, на выходе которого образуется гармоническое колебание. Это напряжение выделяется полосовым фильтром 18 и поступает на вход делителя 19 частоты на восемь, на выходе которого образуется гармоническое напряжение (фиг. 4 к). Это напряжение выделяется полосовым фильтром 20 и поступает на первый вход фазового детектора 21, на второй вход которого подается напряжение с выхода генератора 32 опорного напряжения.

Если указанные напряжения отличаются одно от другого по частоте и фазе, то на выходе фазового детектора 21 образуется управляющее напряжение, причем амплитуда и полярность этого напряжения зависят от степени и направления отклонения частоты биений от частоты генератора 32 опорного напряжения. Управляющее напряжение выделяется фильтром 22 нижних частот и с помощью формирователя 23 управляющего сигнала воздействует на управляющий вид элемента 24 управляемой задержки, изменяя величину задержки так. чтобы выполнялось равенство сж =2тгу г =м,, где юь — частота биений;

y — скорость изменения частоты сигнат- величина задержки; во — частота генератора 32, Для визуальной оценки величины скачков фазы и кратности фазовой манипуляции используется ЭЛТ 34, выполненная с круговой разверткой. При этом круговая развертка формируется с помощью генератора 32 опорного напряжения, частота которого поддерживается равной частоте биений с помощью системы фазовой автоподстройки.

Напряжение (фиг. 4 и) на частоте биений с выхода полосового фильтра 16 через открытый ключ 27 поступает на вход частотного детектора 30, на выходе которого формируется последовательность коротких разнополярных импульсов (фиг. 4 л). вре5

55 менное положение которых соответствует моментам скачкообразного изменения фазы сигнала (фиг. 4и).

Напряжение с выхода генератора 32 опорного напряжения поступает непосредственно на вертикально отклоняющие пластины, г через фазовращатель 31 на 90 — на0 горизонтально отклоняющие пластины ЭЛ Г

34, образуя на ее экране круговую развертку, Сформированная последовательность коротких разнополярных импульсов (фиг.

4л) с выхода частотного детектора 30 поступает на модулирующий электрод ЭЛТ 34 и осуществляет модуляцию ее электронного луча по яркости. На экране ЭЛТ 34 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг.

Зб, в, г), Количество точек определяет кратность фазовой манипуляции, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемого сигнала, При неравенстве частот яркостные метки всегда будут двигаться по окружности с разностной частотой и достоверность визуальной оценки кратности фазовой манипуляции и величины скачков фазы принимаемого сигнала резко снижается. Для устранения этого используется система фазовой автоподстрой ки.частоты.

Напряжение (фиг. 4 б) с выхода усилителя 9 промежуточной частоты поступает на информационный вход синхронного детектора 43, на опорный вход которого подается напряжение (фиг. 4 в) с выхода амплитудного ограничителя 42. В результате синхронного детектирования на выходе синхронного детектора 43 образуется низкочастотное напряжение (фиг, 4м ), пропорциональное модулирующей функции амплитудной модуляции. которое поступает на вертикально отклоняющие пластины

ЭЛТ 44, На экране ЭЛТ 44 образуется осциллограмма (фиг. 4м), визуально наблюдая которую можно оценить основные параметры амплитудной модуляции.

Время задержки элемента 26 задержки выбирается таким, побы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого сигнала, наблюдая визуально осц ллограммы на экранах ЭЛТ 2, 33, 34, 44, По истечении этого времени напря>кение с выхода элемента 26 задержки поступаег на вход сброса обнаружителя 25 (порогового блока 41) и сбрасывается его содержимое на нулевое значение. При этом блок 28 поиска переводится s режим перестройки, а ключи

10 и 27 закрываются, т, е, переводятся в свои исходные состояния. С этого момента времени просмотр заданного частотного

1744470

ОРКн

ДФИн

7ФМн

Л вЂ” =-.«.О

«з ч

«2 диапазона и поиск AM-ЛЧМ-МФМН сигналов продолжается.

В случае обнаружения следующего АМЛЧМ-МФМН сигнала работа устройства происходит аналогичным образом.

Формула изобретения

Индикаторное устройство по авт, св, Ц

1682788, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения визуальной оценки сигнала с комбинированными амплитудной модуляцией, линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией, в него введены амплитудный orраничитель, синхронный детектор и четвертая электронно-лучевая трубка, при этом выход усилителя промежуточной частоты подключен к второму входу перемножителя

5 и к информационному..входу обнаружителя через амплитудный ограничитель, через который усилитель промежуточной частоты включен последовательно с первым ключом, вход и выход амплитудного ограничи10 теля соединены через синхронный детектор с вертикально отклоняющими пластинами четвертой электронно-лучевой трубки, гори зонтально отклоняющие пластины которой подключены к выходу генератора разверт15 ки, 1744470 иЦ

Редактор С.Лисина

Заказ 2187 Тираж Подписное

ВНИИПИ 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

3 иь(Составитель Н.Макаренко

Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова