Устройство для измерения частоты радиоимпульсных сигналов

 

Союз Советеииж

Социалистических

Республик

П И ввв А Н И Е („,641Я58

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (61) Дополнительное к авт, свиz-ву (22) Заявлено 02.08.7 6 (21) 2393613/18»21 (51) м. Кл.

G 01 Р 23/02 с присоединением злявки №(23) ПриоритетГОВ9ррстзанньа ааетат

СССР аа ДВЛайй N305p676NN я аткрытн9 (53) УДК 621.317, 7 61(088 8) Опубликовано 05.01.79.Бюллетень у т

Дата опубликования описай ня 10.0 78 в

А. А. Панафидин, И. М. Бродский, И. А. Грдсман и Л. С. Румянцтев (72) Авторы изобретения

t т

1 ! (71) Заявитель (54) УСТ1 айСТВО ДДЯ ИЪМН НИ - » С »

РАДИОИ МПУЛ ЬСНИХ СИ ГН АЛОВ

Изобретение относится к Области радиотехники и может быть использовано в устройствах„осуществляющих измерение частоты радиоимпульсных сигналов, автоматическую подстройку частоты и В других устройствах подобного назначения.

Известны устройства измерения частотЫ РЯДИОСИГНаЛОВ, ОСНОВЯННЫтЕ Ла ЯВТОМатиче ской подстройке частоты fl), 12).

Одно из известных устройств обеспечивает измерение частоты радиосигня- 18 ла путем перестройки высокочастотного генератора. Такое устройство содержит смеситель, частотный дискриминатор и накопительный конденсатор, в цепь разряда которого для увеличения и фективности >5 действия подстройки включен вентиль, управляемый входным сигналом. Згим фиксируется частота управляемого генерато=ра на время пропадания измеряемого ряавосвтвапв вв ввойа устройства (т .

Недостатком устройства является то, что управппощее напряжение зависит от скважности входного сигнала и стабиль» ности характеристики чястотнОГО дискРи»

МННВТорВ что Ограничивает ВозмОжность получения высокой точности резулртята измерения.

Наиболее близким тo техническои сущттйосйн вйвляЕТСЯ УстрОН»йВО рЕалтИЗййощЕЕ способ BBToматической регулироВки час тоты сОдержящее последОВятельно соейи=

НЕННЬта.p ПрЯВЛЯЕМЫ i ГЕНЕраТор-, СМЕСИТЕЛЬй

УСИЛИТЕЛЬ ПрОМОЖ» и ОЧНОЙ ЧЯСТОТЫ КОММттт тятор и частотный рязличитегь, а также детектор вход кото того подглючен к втоPQ ВЫХОДУ УСНДПТЕДтн ЛРОМЕж) g ОЧНОЙ чяс.-готы и етялст- ый генератор нодклюЧЕННЫЙ КО BTOPOl4) ВХОДУ КОММрГЯТОРЯ (2)в

Высокая точность измерения несущей

ЧЯСТОТЫ ДЛЯ СПУЧЯЯ РЯДИОИтвтПУЛЬСтГтвйХ СИГ налов не может быть реализована известным устрОйстВОМ тяк KBK В нем схема фоРмиРОРЯниЯ СТУч -т-чтьтХ астатиЧНьвтХ»а.

РЯКТЕРИСТИК И ЧЯСТОТНЫй РЯЗЛИЧИтйЕЛЬ НЕ обеспечивают необходимый динамический

Йияпязон импульс=„-хьйх характернсй ик мОду » лированного Входного сигнала

64 1358

Uanb предпагаемого изобретения — повышение точности измерения частоты радиоимпупьсных сигналов в широком диапазоне изменения дпитепьности и скважности этих сигналов, 5

Она достигается тем, что в устройство измерения частоты радиоимпупьсных сигналов, содержащее последовательно ,соединенные управляемый генератор, смеситепь, усилитель промежуточной частотыщ коммутатор и частотный разпичитепь, а также детектор, вход которого подключен к второму выходу усипитепя промежуточной частоты и эталонный генератор, подключенный ко второму входу коммутатора, дополнительно введены подключенные к входу детектора последовательно соединенные синхронизатор, селектор режимов> формирователь контрольного сигнапа, первый реверсивный счетчик, преобразова-20 тель "код-напряжение калибровки, своим выходом подкпюченный к второму входу частотного-разпичитепя, а также анализатор сигнала расстройки, входы которого связаны с выходами частотного разпичитепя 35 и со вторым выходом сепектора режимов, нормапизатор, своим входом подключенный к третьему его выходу, а выходомк коммутатору, блок обнуления, включенный между четвертым выходом селектора 30 режимов и третьим входом частотного раапичитепя, второй и третий реверсивные счетчики, подключенные к первым выходам анализатора сигнапа расстройки, два преобразователя код-напряжение, вкпю- 35 ченные между вторым и третьим реверсивными счетчиками и входами управляемого генератора, апектронно счетный частотомер, входы которого связаны с выходом управляемого генератора и вто- 40 рым выходом анализатора сигнала расстройки третий выход: которого подключен к третьему входу частотногс разпичитепя, и блок предВарительной установки частоты, подключенный к второму вхо-45 ду второго реверсивного счетчика, причем вторые входы первого реверсивногь счетчика связаны с выходами частотного разпичитепя, второй вход нормапизаторас выходом синхронизатора, а четвертый вход коммутатора - с выходок формирователя контрольного сигнала, причем частотный разделитель выполнен в виде двух каналов, каждый иэ которых состоит иэ последовательно соединенных резонансного усилителя,детектора, расширителя, иэ последовательно соединенных порот свого блока и видеоусилителя и компаратора, входы которого подключены к выходам расширитепей, а выходы к первым входам пороговых блоков, вторые входы которых связаны с выходом анализатора сигнала ресстройки,своими входами подключенного к выходам видеоусилителей, при атом вторые входы расширителей подключены к выходу блока обнуления, первые входы резонансных усилителей к выходу коммутатора, а вторые входы - к выходу преобразователя "код-напряжение» калибровки.

На фиг. 1 представлена структурная схема предпагаемого устройства, на фиг, 2 - структурная схема част >тного рваличитепя, входящего в его схему.

Предпагаемое устройство (фиг, 1) содержит частотный разпичитепь 1, детектор

2, нормализатор 3, управляемый генератор 4, подкпюченный к смесителю 5 УПЧ с АРУ усилитель 6 промежуточной частоты с автоматической регулировкой усипе» ния, этапонный генератор 7, к выходу которого подключен коммутатор 8, синхронизатор 8, подключенный ко входам нормапизатора 3 и селектора 10 режимов,электронно-счетный частотомер 11, формирователь 12 контрольного сигнала, устройся во 13 обнуления, устройство 14 предварительной установки частоты генератора, анализатор 15 сигналов расстройки, Выходы частотного различителя 1 подключены к преобразователю 16 код-напряжение ПКН калибровки через реверсивный счетчик 1 7, а к DKH -точного 18 и

ПКН -грубого 1 9 каналов через анализатор 15 сигналов расстройки и соответствующие реверсивные счетчики 20и21.

Частотный разпичитепь 1 (фиг. 2) со-. стоит из компаратора 22 резонансных усилитепей 23 и 24, детекторов 25 я 26, расширителей 27 и 28, пороговых устройств 29 и ЗО и видеоусийитепей 31-32.

Работа предлагаемого усцюйства происходит следующим образом, Устройство 14 предварительной установки частоты устанавливает частоту уп- равпяемого генератора 4 через реверсивный счетчик 21 и ПКН - грубого 19 канала на значение т,+т, чг где 1 — номинальное значение измеряемой частоты заполнения р/импульсного сигнала, о - частота атапонного генератора, д - номер гармоники часто ты

641358

Измеряемый радиоимпуньсный сигнал с частотой заполнения 1 к смешивается на смеситепе 5 с частотой упрввнения генератора 4,„..С выхода смесителя 5 сигнал с частотой заполнения f „ (преобрвзоватень-частота) поступает йа вход усилителя промежуточной частоты (УПЧ) и АРУ 6, настроенного на частоту (о ) эталонного генератора 7, С выхода УГ{Ч

6 сигнал поступает на один иэ входов коммутатора 8. С другого выхода УПЧ 6 сиг» нап поступает на вход синхронизатора О, С выхода синхронизатора. 9 видеоимпуньсный сигнвн, повторяюший посылку измеряемого радиоимпуньсного сигнана, по15 ступает на один иэ входов норманиэатора

3 и на вход сенектора 10 режимов . Первый импульс посыпки перекнючает сенектор 10 режимов в режим измерения частоты входного сигнана. При этом с одно20 го иэ выходов сенектара 10 режимов на второй вход норманизатора 3 под,.ется строб-импульс измерении. С выхода нормапизатора видеоимпупьсный сигнал, нор25 мализоввнный по длительности посылки, по дн импульсов в посылке и по расстановке импупьсов в посылке, поступает на один иэ управняюших входов коммутатора 8. С выхода коммутатора 8 зо радиоимпуньсный сигнап с частотой запопнения нр, норманизованный по длительности посылки, по длительности импульсов в посылке и по расстановке импульсов в посылке, поступает на входы усилите55 ней 23, 24 частотного рвзпичитеня (фиг.

4}, С выходов усилителей 23, 24 радиоимпульсные сигналы, ампнитуда которых зависит от частоты,р поступают на входы детекторов 25, 26 частотного раз4О пичитепя. С выходов детекторов 25, 26 видеоимпуньсные сигнаны поступают на входы расширителей 27, 28,на вторые входы которых поступает сигнал, опреденяюший днитепьност1 расширенного импунь. — 45 са, с устройства 1 3 обнуления, управляемого от селектора 10 режимов. Таким образом, на выходах расширитеней 27, 28 частотного разпичитеня появняются видеоимпуньсные сигнапы, амплитуда которых зависит от частоты f п, причем при

*10 амплитуда их нв выходах расшинр ритеней одинакова. При f >p< 4 ампнитуда о на выходе расширителя 27 больше, а ри f.11р > g© veaame чем awarrn ga em 55 деоимпуньсов на выходе расширитеня 28, С выходов расширителей 27, 28 сигнаны поступают иа вход компаратора 22, где они сравнив иотся. В выходов компаратора 22 сигнаны поступают на входы пороговых устройств 29 и 30, опредепяюших ширину зоны нечувствительности. С выходов пороговых устройств 29, 30 сиг наны поступают на входы видеоусипитеней

31, 32.

Таким образом, дпя каждого радиоимпульса нормализованной пачки радиоимпульсов с частотой запопнения „, поступаюшей на входы усилителей 23, 24, в зависимости от соотношения его частоты заполнения „р и частоты о этанонного генератора, вырабатывается норманизованный по днитепьности и по амплитуде видеоимпульс либо нв выходе видеоусилителя

31 (f нр<Ц, либо на выходе видеоусинитеня 32 (4qp fJ, При н =1 ини при значениях f п1,, близких к (a пределах зоны нечувствительности, определяемой пороговыми устройствами 29, 30), норманиэованный видеоимпупьс не вырабатывается ни на выходе видеоусинитеня 31, ни на выходе видеоусинитеня 32. С выходов видеоусинитеней 31, 32 сигнаны поступают на анализатор 15 сигнапов рве стройки, на третий вход которого поступает сигнал с сепектора 10 режимов, причем сигналы с выходов видеоусипитеней и с выхода селектора режимов совпадают по времени. Ананиэатор 15 сигналов рвсстройки передает сигналы с выходов видеоусипитеней 31, 32 на входы реверсивного счетчика 21, который изменяет свое состояние от сигналов рвсстройки.

К выходам реверсивного счетчика подкнючен ПКН 19 грубой настройки, выходное напряжение которого через варикап изменяет частоту управляемого генератора 4 таким образом, что эначение нрприбнижается к значению f Таким образом, производится перестройка управляемого генеpampa от импупьса к импупьсу с бопьшой дискретностью до тех пор, пока 1„ не попадет в зону нечувствительности по роговых устройств -. 29, 30. При этом ана низатор 15 сигналов расстройки подает команду на сужение зоны нечувствитень ности пороговых устройств и передает сигнаны с выходов видеоусилителей 31, 32 на входы реверсивного счетчика 20, который через ПКН 18 точного канапе изменяет частоту управпяемого генераI тора и с мапым дискретом. Таким образом продолжается настройка унравняемого генератора до тех лор, пока значение не попадет в зону нечувствитепьнооти пороговых уст юйств. При этом ананиза« тор сигнанов расстройки выдает команду на зпектропно=-счетный 1астото ):ер :, .":0--:.

ТОРЫЙ ИЗ? ЕРЯЕТ Частот) УПР DЦ11Е!; 0 0 ГЕ нератора 4-.

И з меРЯе м ЯЯ частотЯ 1. Расс-I H TE»J D 02T-

CB По тт)ОРМУЗ» JJB

1 "(<

И К Х 1111 ff )

-дпитепьност»ь строб==пылу ьса где Т,) измерения, j „ ДЛИТЕПЬ110Са«Ь C E PGr-if hi)1)r )Ef »

»» канио, 0Вки, -минимяпьный период спедовя=., ): 1П нич измеряемого сигнапя., -»

Вт,тХОда.)1)ОРМ»1Р-Diòàия 1 . Ко-,-::;-рОПЬi

ПОС1»» ) = Т»;Я )«TOpOip унра )) % .J,.тт В"ОП) кок1мута 00 8 и ня Один пз В11»одоп p ).:ap== сивнОГО счетчика 7, С Выходя коммутатора рядиоимпуеьс11ый сыгы.ап с час 1»Oтоjl

ЗЯПОПНЕНИЯ g т)ОСТУПЯЕТ На ВХОД ЧЯС отНОГО РЯЗ)1ИЧИТЕПЯ . . ПРИ HBJIHrн1И РЯССТРОЙ"»

К(1 J ЯРЯКТЕРИСТЦКИ ЧЯС Orf EE01 0 0ЯЗ»1ИЧИТ .:П »EB BbIXOJ:B 03HOI"0 ИЗ BHgBO)CIA!!IT)J-.лей 3, 32 появится сигнал расстро ки, КОТОрый»тЕРЕЗ РЕВЕРСИВНЫ)т Q 1ЕТЧИ) 1 7 И

» JJxH 1 6 11ЯПИбрОВКИ Hpi, H»»B01)Hr) По) (Стpоji. =

45 ку резонансных у cHIIHтепей 2 3 ) - 1!0- тех !

IOP» Г»01»а СИ1"J)BH1 РОСС) » ойт1;И На»iц.ООДЯУ

Видеоусил11телей 31, 3 не,тсчезн т. ()

Фозм)упа изобретения"

3., y==rpOAQTBQ дпя измер=ния 4астоты

РЯД 70ИМДУПЬСНЫХ СИГНЯПОВ UOJIBPXÛØ20

HQcI,"i ЙОВО. епьно сОедцненные упряВпяемый ге11ерагор смес11тепь,, усипитепь )тр)»)=

МЕЩ ТО»1НОЙ »1ЯСТОТЫ КОММУTGTOP H ЧЯС"

ГОтный разин 1HTci Jfb> я. Тяк1ке )1етеетор1

ВХОД кОTОРОГО п)0)те))10»»еп к Вч БУРОМУ )иь)»»О ДПЯ Ув»»П11ЧЕН1тя Точностit ИЗМЕРЕНИЯ

ЧЯСТОТНЬтй р"ЗПИЧИТЕПЬ . ) ОХВЯ 1ЕН СИСТЕ-мой автоматической подстройки, котот)яя

ffpOJfBBO )HT капибров1»0 ч СТОТН011 ;«p

ТЕРИСГИКИ РЯЗПИЧИТЕ)ТЯ В КЯ1КДОМ ПРОМЕ:>кутке между посыпкями цзмеояемого си =-. напя. По окончании pcJKH)ëà измерения

СЕПЕ11ТОР f Q 0)ЕжИМОВ ПЕрЕКП10»та » )тср i,-я

) рЕ1КИМ 1<я)Птб)1ОВК)1 IJpH ЗТОМ С В .)»10Р) сепектора режимов подается строб--им=

ПУHbC KQHHGPOBKH IEB ВХОД т))ДРМЦРОВЯ;и

12 КОНтРОПЬНОГО СИГНЯ»НЯ, дд!!ТЕПВНОС Ь

1)»1 стрОО-имт1улься кялибровк ) Db!0!.=:;) "ет--ся таким образом, что"

:-.» iic!Iпителя тромежуточной частоты, и зтяп-ОН11)ый генератор, подкщсченный ко

Второму Вхое ком муTBTOpR 0 т л и ч & ю H!) е е с =. тем, что, с пенью повышения точности измерения В него допопн:. теп1ьпо Введены подключенные к выход:;. д)ете11тора последоватепьно соединен»п:е синхронизатор, сепектор режимов, фар.ли=

РОВЯТЕПЬ KOHTPOI!bHOI 0 СИГНЯПЯ» ПЕРВЫ»..

Реверсивный счетчик преобразоватепь ко))1=11апряжение" калибровки, своим Bbfxo;10м подктдоченный к второму входу частотного рязничитепя, я также аняпизатор

СИГ::= ЯПЯ РЯССТРОЙКИ» ВХОДЫ КОТОРОГO CBH зя*,-п,1 с выходами частотного разпичитепя и со вторым выходом селектора режимов, нор.;апизатор, своим входом подкпюченный к третьему еГО Выходу а Bbi ходОм к

110м;,)утатору, бпок обнупения, вкпюченный мент) четвертым выходом селектора режимов и третьим входом частотного разпи=-1цтепя, второй и третий реверсивные счетчики,-подкшоченные к первым выходам .Янапизаторя сигнала рясстройки, двя пре-.

Сбразоватепя код-напряжение", вкпюченIJbIe между вторым и третьим реверсивнымц счетчиками и входами управпяемого генератора, электронно-счетный Часто-"0мер, Вхот1 которого связаны с выходом управляемого генератора и вторым вы.-:-.оно:-,. я11япизяторя сигйапа расстройки, третнй ВЫХОД КОТОРОГО ЦОДКттоЧЕН К ТРЕТЬЕму Входу частотного разпичитепя, и блок

)предварцтепьной установки частоты, нодклмче1Н1ый к второму входу второго ревврсивного счетчика при этом вторые входв1 .1 рвого реверсивного счетчика связаны с

Вы-10дями частотного paaJIH»IHTeffff, второй

ВКОЯ ИОр мал из ЯТОря — с Bbf xoffo M синхрОНИЗ)) ) 008 E) )IBTBQPTbfM ВХОД КОММУTGTGP8 с Вь ходом дормировятеля контрольного сиги ятт аб

2. Устройство Но п,3 о т и и ч а юI)*, е е с я тем, что ч"стотный разпичитепь

Вь попнен в виде двух каналов, каждый из KGTopûõ состоит из поспедоватепьно соединенных резонансного усилителя, де текторя, .ряс1пиритетп1, из поспедоватепьно соединенных порогового бпока и видеоусицитепя, и компаратора,, Bкоды KQTQ

РОГО ПО)т11?ПОЧЕНЫ К ВЫХОДЯМ РаСШИРИТЕПЕЙ, а выходы — к первым входам пороговых бпсков, вторые входы которых связаны с выходо:f янапизатора cffnнала расстройк1( своими Входами подкп1оченного к выходам

ВИДЕОУСИПИТЕПЕЙ ПРИ ЭТОМ ВТОРЫЕ ВХОДЫ растпиритепей подключены к выходу блока обпупения, первые входы резонансйых

10 усилителей» к, выходу коммутаторе, а вторые входы - к выходу преобразователя, код-напряжение калибровки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 5

1. Патент Японии кл 96(7) с 21, %4620, заявл. 30. 10.59, опубл. 25,04.63.

2. Патент Японии кл. 96(7) с. 21, %22229,заявл. 10.08. 60, опубл. 08. 10. 64.