Цифровой панорамный измеритель частоты

 

В.В.Пискорж, В.И.Шульгин, Л.А.Краснов и Н.В .Долженков (72) Авторы изобретения

Харьковский авиационный инстнтут (7l) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть ис пользойано в радиолокации, радионавигации, а также в гидроакустических и радиотехнических системах траекторных измерений.

Известно устройство по основному авт. св. 9.705362, содержащее блок формирования импульсов нулей и счетчик импульсов, а также генератор тактовых импульсов и последователь1О но соединенные стробируемый дешифратор, запоминающий блок, блок сумматоров, квадратор и решающий блок, причем выход блока формирователя

1j импульсов нулей подключен к первому входу стробируемого дешифратора, остальные входы которого соединены с выходами счетчика импульсов соответственно, а выход генератора тактовых импульсов подключен к входу счетчика импульсов.

Недостаток известного устройстванизкая точность измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что в цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий блок формирования импульсов нулей и счетчик импульсов, генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные стробируемый дешифратор, запоминающий блок, блок сумматоров, квадра-тор и решакщнй блок, причем выход блока формирователя импульсов нулей подключен к первому входу стробируемого дешифратора, остальные входы которого соединены с выходами счетчика импульсов соответственно, а выход генератора тактовых импульсов подключен к входу счетчика импульсов, введены-последовательно соединенные блок автоматической регулировки усиления, генератор опорной частоты и сумматор, выход кото-. рого подключен ко входу блока формирования нулей, при этом вход блока

871092

15 киями, так: автоматической регулировки соединен с вторым входом сумматора.

На фиг. 1 представлена структур« ная электрическая схема цифрового панорамного измерителя частоты; на фиг. 2 — спектры колебаний.

Цифровой панорамный измеритель частоты содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 импульсов, стробируемый дешифратор 3, запоминаю- щий блок 4, блок 5 накапливающих сумматоров, квадратор 6, решающий блок

7, блок 8 автоматической регулиров ки усиления, генератор 9 опорной частоты, сумматор 10 и блок 11 формирования нулей.

Устройство работает следующим образом.

При обработке сложного сигнала, например суммарного сигнала двух гармонических составляющих различной интенсивности видаA4COS® Ь +A cogg)>4 на вход формирователя нуль-пересечений поступает результирующее колебание, которое можно представить следующим образом: ц И.) =Д,c0500„4+A+C05(u0„+ u0)t, где ® 2 "1.

Это выражение можно переписать, воспользовавшись известными соотноше"

0(t) =А1СОВЮ1 Ь+ А2СО Щ„1СОВДЫА — — А 51114U4t 111Zuyt=(A1tA>COegu)<)"

«cosuu<-А чимфМи да+

Огибающая этого колебания описывается функцией

АК)=4(АА2 "аЧ А2 а косинус фазовой составляющей определяется выражением

А251г1ЬЮ г

cos(w„t+arc+ ) =

-" гг(щЬАг/А,вуьо4 при А +

2. 1

В результате усиления — ограничения при формировании нуль-пересечений информация, заложенная в огиба" ющей сигнала:.: теряется, а фазовая составляющая принимает следующий вид:

СОЬЧ ()=СОЛЖ ЬСО6 -61ИИЮ Д

-6Ю вЂ” Ь1ИдЫ ° Ь1И и) t, "-С0 ®1 —

À÷

А1 1 — — ЧИД ДЫ ЧИВ1

Аа.

А4

Указанное выражение для косинуса фа" зы справедливо при условии Д 2 < < А4 °

Воспользовавшись еще одним тригонометрическим преобразованием, запишем выражение для спектральных составляющих бигармонического сигнала, который был подвержен нелинейному преобразованию усиления-ограничения

QQQQ()=COB®,,+ д = ® —

Дц — — со (2 -с6 )f. 2

На фиг, 2а представлен спектр входного колебания, состоящий из двух спекI тральных составляющих (N q Щ, име" ющих различную А и Д2 интенсивность и лежащих в полосе частотЫ/СИИ - 0)р .

Фиг. 2б наглядно иллюстрирует появление дополнительной спектральной составляющей в спектре сигнала, подвергнутого нелинейному преобразованию усиления — ограничения, на частоте

2(Щ- (И . Очевидно, что появление в полосе исследуемых частот паразитных составляющих ведет к смещению оценок частоты и ухудшению разрешающей способ.ности известного измерителя.

Введение же дополнительного опорного сигнала большой интенсивности, лежащего за пределами полосы измеряемых частот, позволяет линеаризовать операцию формирования нуль-пересечений, и за счет. возникающей фазовой модуляции результирующего колебания вынести гаразитные комбинационные частотные составляющие за пределы полосы исследуемых частот. Произведя ряд элементарных преобразований, аналогичных приведенным вышее, можно легко показать, что комбинационные составляющие из-за нелинейности преобразования лежат вне полосы измерителя на частоте 2М,„-Ю . Поскольку необходимо поддерживать необходимую стабильность преобразования, желательно отношение интенсивностей входного и опорного сигналов поддерживать постоянным 6@ Aоп=СОИ81. Для этой цели введен блок автоматической регулировки усиления. Фиг. 2в наглядно показывает, что введение дополнительных блоков и связей (последовательно -соединенных блока автоматической регули5 ровки усиления, генератора опорной частоты и сумматора, выход которого подключен ко входу формирователя импульсов нулей, при этом вход блока автоматической регулировки усиления и второй вход сумматора объединены и являются входом всего цифрового измерителя частоты) позволяет линеаризовать операцию формирования нульпересечений и, таким образом, существенно повысить разрешающую способность и точность совместного измерения нескольких одновременно наблюда, емых сигналов.

871092

Формула изобретения

Цифровой панорамный измеритель частоты по авт. св. У 705362, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения в него введены последовательно соединенные блок автоматической регулировки усиления, генератор опорной ча1О стоты и сумматор, выход которого подключен к входу блока формирования нулей, при этом вход блока автомати-, ческой регулировки соединен с вторым входом сумматора.

871092

Составитель Л.Воронина

Редактор Н.Коляда ТехредА.Бабинец Корректор С.Шекмар

Заказ 8430/18 Тираж 735 Подписное

:ВНИИПИ Государственного комитета СССР е по делам изобретений и открытий

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

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