Цифровой панорамный измеритель частоты

 

Союз Советских

Социалистиыесних

Республик (6т) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21.04.76 (21) 2348262/21 с присаединениевт заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25,08,77.Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания,13.09.77 г (51) М. Кл.

&03. К 23/ОО

Гасу.аарвтвенный наинтет

Воввта Мнннстрсв СССР нв делам изобретеннй в атнрьпнй (53) УДК 621.317.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. Е, Фалькович, В. В, Пискорж, А. А, Чумаченко и Б. Ф. Горбуненко (71) Заявитель .

Харьковский авиационный институт (54) Ш4ФРОВОИ ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиоиэмеритель ной технике.

Известен цифровой измеритель частоты, содержащий два входных логических элемента НЕ, выходы которых соединены со входом и выходом третьего логического элемента HE который через элемент задержки сое» дянен с четвертым логическим элементом

НЕ, формирующие КС-цепи и два бистабилт» ных элемента 11).

)0

Недостатком данного измерителя является недостаточная точность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой измери тель частоты, содержащий два смесителя, ть на входы которых поданы сигналы от гене ратора и измеряемый, фильтры нижних чаотот, дискретнзаторы, аналого-цифровые пре» образователи, блок вычисления дискретного преобразования фурье, квадратор и блок гру- 9 бой оценки частоты t2j.

Такой измеритель также не обеспечивает достаточной точности измерений.

Ыель изобретения - повышение точности измерений. 25

Это достигается тем, что в измеритель частоты, содержа.ций два смесителя, первые входы которых соединены с источником измеряемой частоты, их вторые входы под ключены к выходам квадратурного генерато ра, а выходы каждого смесителя через после довательно соединенные фильтр нижних частот, дис ретизатор и аналогоцифровой преобразователь соединен с соответствую шим входом блока вычислений дискретного преобразования Фурье, выход которого через квадратор соединен со входом блока грубой оценки частоты, причем вторые входы дискретизаторов соединены с выходами задающего генератора сигналов дискретизации, введен интерполятор, один вход которого соединен с соответствующим выходом квад ратора, а его второй вход соединен с выхо дом блока грубой оценки частоты.

На чертеже приведена структурная элект) рическая схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит смесителя 1 и 2, квадратурный генератор 3, фильтры 4 и 5 нижних частот, дискретизаторы 6 и 7, задаюший генератор 8 сигналов дискретизацйи, 3 аналого-цифровые преобразователи 9 и 10, блок 11 вычислений дискретного преобразо ввния Фурье, квадратор 12, блок 13 грубой оценки частоты, интерполятор 14. На вход

15 подан сигнал с источника измеряемой . частоты (на чертеже не показан).

Измеритель работает следующим образом.

На смесители 1 и 2 подаются сдвинутые одно относительно другого на угол п/2 гар-. монические колебания квадратурного генератора 3, частота которых выбрана равной наименьшей 1О - г из диапазона вероятных. { f ©

F, 3 + F ) значений частоты сигнала с, и измеряемый сигнал. Фильтры 4 и б обео печивают выделение низкочастотных составляющих (0,2 F ) спектра колебания нв вы ходах смесителей. Совместно смесители 1 и 2, генератор 3 и фильтры,4 и 5 обеспе» чивают формирование на основе измеряемого сигнала аналитического сигнала, спектр которого сосредоточен в области 0,2

Дискретизаторы 6 и 7 дискретиэируют по времени компоненты низкочастотного внали тического сигнала с шагом., М = р зада.ваемым генератором 8. Аналого-цифровые преобразователи 9 и 10 преобразуют диокретные значения компонент сигнала в цифровую форму. Блок 11 вычисления дискретного преобразования Фурье по М (2ГТ1 отсчетам аналитического сигнала формирует

2 Й отсчетов его фурье-спектра в диапазоне 0,2 t с шагом й& Квадратор 12 путем нахождения . квадратов модулей о счетов Фурье-спектра формирует отсчеты энергетического спектра. Блок 13 путем перебора отсчетов энергетического спектра находит максимальный из них и, таким об разом, формирует оценку частоты. Интерполятор 14, используя инфорМацию, заложен« ную в амплитуде отсчетов энергетического спектра, формирует точную оценку частоты.

Интерполятор 14 может. обеспечить по» лучение теоретически предельной точности оценок частоты. Действительно, при дискретизации энергетического спектра с шагом

b,f < ° возможно точное восстановление

1 спектра в интерввле между вычисленными спектральными отсчетами с помощью ряда

Котельникова.

Это а принципе позволяет определить точное значение координаты максимума энергетического спектра, т, е. получить оценку частоты сигнала, совпадающую в данном случае с оценкой максимального правдоподобия.

Формула изобретения

Цифровой панорамный измеритель. чаототы, содержащий.два смесителя, первые входы которых соединены с источником иэ меряемой частоты, их вторые входы подключены к выходам квадратурного генера тора, а выход каждого смесителя через последовательно соединенные фильтр ииж" них частот, дискретизатор и аналогоцифро

25 вой преобразователь соединен с соответсч вующим входом блока вычислений дискретно

ro преобразования Фурье, выход которого через кввдратор соединен со входом блока грубой оценки частоты, причем вторые вхо

ЗО ды дискретизаторов соединены с выходами задающего генератора сигналов "дискретиза ии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в него введен интерполятор, один вход кото

Зб рого соединен с соответствующим выходом квадратора, а его второй вход соединен с выходом блока грубой оценки частоты, Источники информации, принятые во вни мание: при экспертизе:

40 1. Заявка Японии 49-1981, кл, 110ДО, 1974, 2, УЕЕЕ Т ass.о5 3wfovtnat1oe Tivorvт

Ут-20 Ж 1, 1974, р. 104-109.

569061

Составитель В. Егорова

Редактор О. Стенина Текред 3. Фанта Корректор C. ПатРУ" ева

Заказ 32B4/37 Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров CCF по делам изобретений и открытий

11303 «, Москва, )K 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4