Цифровой панорамный измеритель частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ (61) Дополнительное к авт . свид-ву (22) Завалено 1212.77 (21) 2551687/18-21

Союз Советских

Сециалистических

Реслублик

«i>705362 (5!)М. Кл.2

G 01 R 23/00 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.12 79. Бюллетень МЯ4 7 (53) УДК 621. 317. 7 (088. 8) Дата опубликования описания 25.1279 (72) 4ВтОрЬ В,B.Ïèñêîðæ, С.E.Ôàëüêîâè÷, Н.В.долженков, изобретения с.л,Голинец, 10.A.Ìàíäæóëî и B.Ô.ÀòàÌàíî (71) Заявитель харьковский авиационный институт (54) ЦИФРОВОЙ ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано в радиолокации, радионавигации и, в частности, в радиотехнических системах траекторных измерений.

Известно цифровое устройство, содержащее две идентичные цепочки, состоящие из последовательно соединенных смесителей, фильтров нижних частот, дИ скретиз ат оров и аналого-цифровых преобразов ат елей, сигнальные входы смесителей объединены и являются сигнальным входом устройства, к их гетеродинирующим входам подключены соответствующие выходы квадратурного генератора, управляющие входы дискретиэаторов связаны с вы- ходами задающего генератора равноотстоящих сигналов дискретизации, выходы аналого-цифрового преобразова. теля соединены с входами блока оце-, нивания координаты максимума энергетического спектра, причем блок оценивания содержит при этом последовательно соединенные блок вычисления дискретного преобразования Фурье, квадратор и ннтерполятор, управляющий вход которого через блок обна= ружения подключен к второму входу . квадратора fl) .

Известное устройство на основе анализа энергетического спектра измеряемого сигнала позволяет измерять частоту одного монохроматического сигнала. Блок вычисления дискретного преобразования Фурье. определяет диск10 ретный спектр сигнала с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье.

Эти алгоритмы эффективно работают

"только по всей совокупности отсчетоВ сигнала, зарегистрированных на интервале наблюдения б (О, Т) . Соответ-ст в ей но о бработ к а си гн ал а прои з в одится с запаздыванием, в лучшем случае на величину T Такая скорость выдачи результатов в ряде случаев оказывается недостаточной. Кроме того, наличие двух квадратурных каналов, которые практически трудно выполнить идентичными, приводит к дополнительным аппаратурным ошибкам и уменьшению точности оценки частоты сигнала.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является измеритель частоты по ме:году счета числа нулей, содержащий блок формирования импульсов нулей и счетчик импульсов (2).

705362

К числу недостатков этого устройства можно отнести то, что измерение частоты не сопровождается формированиемм . спектра си гнала и при наличии на входе измерителя более, чем одного сигнала, он не обеспечивает их разрешение. Кроме тог о, при малом соотношении сигнал/шум на входе появляются ложные нули, обусловлен. ные помехой, в результате чего точность определения частоты сигнала оказывается существенно ниже теоретически предельной.

Целью настоящего изобретения яв- . ляется повышение точности и пропускной способности .

Для этого в цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий блок формировани я импульсов нулей и счетчик импульсов, введены генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные стробируемый дешифратор, з.апоминающий блок, блок сумматоров, квадратор и решающий блок, причем выход блока формирователя импульсов нулей подключен к первому входу стробируемого дешифратора, остальные входы?5 которого соединены с выходами счетчика импульсов соответственно, а выход генератора тактовых импульсов подключен к входу счетчика импульсов.

Структурная электрическая схема 3Q цифрового панорамного измерителя частоты показана на чертеже. устройство содержит блок формирования импульсов нулей 1, генератор тактовых импульсов 2, счетчик импуль- 35 сов 3, стробируемяй дешифратор 4, запоминающий блок 5, блок сумматоров

6, квадратор 7, решающий блок В.

Устройство работает сЛедующим образом. 40

На входе формирователя импульсов нулей 1 в течение времени tC(u, Т) наблюдается иэмеряем1й сигнал

4(Ю-ЯЫ (ПСЫ,С t9) (1) где Я вЂ” амплитуда си гнала 2 тс. — частота, йс c (f - 45

fo+ F) fî и соответственно центральное значение и ширина полосы возможных частот сигнала;

Ч вЂ” слу чайн ая рав номерн о распределенная фаза, Одновременно счетчик 3, выходы которого соединены с информацйонными входами стробируемого дешифратора 4, 55 регистрирует число тактовых импульсов генератора 2, поступа21йцих с тактовой частотой ft» fo + F.

При положительном переходе измеряемого сигнала через нулевую ось gp амплитуд формирователь импульсов 2 генерирует кратковременный импульс, поступающий на управляющий вход стробируемого дешифратора 4, у которого на одной иэ выходных шин в соответствии с количеством пк тактовых импульсов, зарегистрированных счетчиком 3 от начала интервала наблюдения до соответствующего момента tz К-го перехода измеряемого сигнала через ну1 левую ось, появляется сигнал считывания информации с постоянного запоминающего устройства 5 в блок сумматоров 6.

Запоминающий блок 5 хранит набор из М = 2F/Üf опорных дискретных сигналов в вице числовой матрицы, рассчйт анной в моменты следования тактовых импульсов генератора 2 по М различным частот ам, лежащим в полосе

2Г с шагом дискретизации Ь | = т, 4

Числовая матрица ф:эрмируется отдель но по взщественным квадратурным составляющим "игнапа в виде чисел

Х

Ьс п=соь 21 % иht=cos Ы2 h (2)

=З1И 2 ВР и gt. =эти 212: - и, где с=1, M; n =1, Р; P = f4 T

Ь

К концу интервала наблюденйя длительностью Т в блоке сумматоров 6 накапливается 2М сумм и Е

= соза1 — е .и„, t (3)

М

Чз = Z, San211

<е, ММ к где N — число импульсов нулей сигнала (1) на интервале наблюдения длительности Т; п„— число тактовых импульсов, зарегистрированных счетчиком 3 к моменту t< выпадения К-ro нуля.

Блок квадраторов 7 форьырует отсчеты Че энергетического спектра сигнала (1) ъ х (4)

Ч = (се Ч з

Решающий блок 8 определяет координатуу максимума этого спектра с и с- . пользованием интерполяционных формул ти па р яда Кот ел ьни к о в а. формула изобретения

Цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий .блок формирования импульсов нулей и счетчик импульсов,отличающийсятем, что, с целью повышения точности и пропускной способности, в него введены генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные стробируеьмй дешифратор, запоминающий блок, блок сумматоров, квадратор и решающий блок, причем выход блока формирователя импульсов нулей подключен к первому входу стробируемого дешифратора, остальные входы которого соединены с выходами счетчика им.тульсов соответсвенно, а выход генератора тактовых импул сов и лключен к входу счетчика и.. пуд,с, в.

705362

Составитель B.Ñòåïàíoâ

Техред Э. Чужик Корректор E. Папп

Редактор Л, Гельфман

Заказ 80 20/4 7 Тираж 10 73 Подпи сное

БНИИПИ Государственного коьытета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 569961, кл. G Ol R 23/00, 1977.

2. Колчинский В.Е. и др. Автономные доппл еров ски е у стр ой ст в а и си стеля навигации летательных аппаратов. М., Сов.радио, 1975, с. 732.