Цифровой панорамный измеритель частоты
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<»928243
,/— с.=- "Ф . ." г. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20. р6. 8р (21) 2940241/18-21 м) м.кл. с присоединением заявки ¹â€”
G 01 R 23/00
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621 317 (088. 8) Опубликовано 15.05.82. Бюллетень N> 18
Дата опубликования описания 15 .05 . 82 (72) Авторы изобретения
В. С. Прокопен ко, В. В. Пис корж, С. Е. Фал и Л.П.Рофварг
/(Харьковский авиационный институт и . Н.Е:.Жуковокого4 Р
,„-,. 1
$ (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ПАНОРАМНЫЙ И314ЕРИТЕЛЬ
ЧАСТОТЫ
Изобретение относится к цифровой радиоизмернтельной технике и предназначено для измерения частоты.
Известен цифровой панорамный измеритель, содержащий ген ератор тактовых импульсов, счетчик-дешифратор, блок задания констант, блок шифрации и вычислительные блоки (11 .
Однако известный измеритель имеет относительно большой объем таблиц кодирования шифраторов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий ген ератор тактовых импульсов, формирователь импульсов нулей и последовательно соединенные счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, стробируемяй дешифратор, стробирующий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов нулей, блок шифраторов (запоминающий блок), блок сумматоров, блок квадраторов и решающий блок, причем блок шифраторов, блок сумматоров и блок квадраторов содержит соответственно М шифраторов, одноименные входы которых объединены, 2М накапливающих сумматоров и М квад раторов (2j .
Однако устройство характеризуется избыточно большой информационной емкостью таблиц кодирования шифраторов, ограничивающей при высоких измеряемых частотах быстродействие шифраторов.
Цель изобретения - упрощение измеритуля.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровой панорамный измерит мФь частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный с входом счетного блока, формирователь ймпульсов нулей, соединенный с входом стро- бируемого блока дешифрации, выходы которого соединены с входами М последовательно соединенных блоков шифратора, накапливающего сумматора и квадратора и реваающего блока, введены М блоков задания констант, а счетный блок и блок дваифрации выполнены в виде М интеграторов и М д аифраторов, причем стробирующие входы интеграторов и дваифраторов соответственно объединены, а информационные входы и выходы интеграторов подключены соответственно к выходам блока за-, дания констант и входам дваифраторов.
928243
На чертеже представлена блок-схема цифрового панорамного измерителя частоты.
Цифровой панорамный измеритель
Частоты содержит генератор 1 тактоВых импульсов, формирователь 2 импульсов нулей, блоки 3 задания констант, блоки 4 интеграторов, блоки 5 дешифраторов, блоки б шифраторов, волоки 7 сумматоров, блоки 8.квадратоfoe и решающий блок 9.
Цифровой панорамный измеритель частоты работает следующим образом.
На вход формирователя 2 импульсов нулей, являющийся входом измерителя, поступает уз кополосный си гн ал 15
U (t) = S (t) +n (t), (1) представляющий собой смесь монохроматического сигнала
S(t) = S sin(2йК t+g), (2) где fe — подлежащая измерению частота сигнала; случайная начальная фаза, и помехи п (t) в виде нормального случайного процесса с нулевым средним и равномерной в полосе возможных частот сигиала f 6 (f -F„ f F) спектральной плотностью N /2.
Измеритель определяет частоту сигнала как координату максимума энергетического. спектра. для этого в M эквидистантных точках 30
fe =f0 F+4jE-1) — 1= 1.М диапазона возможных частот сигнала вычисляются значения квадрата модуля спектра. В полученном дискретном энергетическом спектре находится. максимум и с помощью интерполяционной формулы вычисляется оценка частоты.
Диапазон измеряемых устройством частот устанавливается с помощью 40 блоков 3. В соответствии с опорными частотами f,C =1, М формируют константы интегрирования ьЧ = —, посе у тупающие на информационные входы бло-45 ков 4.
В темпе поступления на стробирующий входы блоков 4 тактовых импульсов, формируемых в течение интервала наблюдения CK(0 Т) генератором 1 импульсов, блоки 4 вычисляют значения величин
z =.с(,,т/
+g(r) = (r-1) I-g4e) у (О) =0 (3)
ГДЕ Г (Й tl КОЛИЧЕСТВО ПОСТУПИВШИХ на стробирующий вход блока 4. тактовых импульсов.
Величины Ф (г) связаны с текущими значениями фаз 4е (t) =-2ЧК t в момент е времени t = — опорных сигналов
r б0
sin2tI f fe 1 где k — целое,и используется при вычислениии значений опорных фун кций . 65 В течение интервала наблюдения t (0„T) формирователь 2 импульсов нулей при каждом переходе колебания U(2,) через ось абсцисс снизу вверх формирует короткий импульс. При поступлении на стробирующие входы блоков 5 импульса нуля табличным способом с помощью дешифраторов блоков 5 и шифраторов блоков б выпол. няется вычисление значений (tn) =-sin25if< tz S се 1й =cos2_#_i fe 1 опорных функций, гп где t = — — время поступления и-го и импул ь са н ул я; г — количество поступивших на стробирующие входы блоков 4 импульсов такто вой частоты к моменту появления и-го импульса нуля. Накапливающие сумматоры блоков 7 в темпе формирования блоками б кодоь (tq) и Бзе (п) вычисляют значения функций се (to) =Joe (tn-1) ) See (tn) е (5) ,Jse (tc) =7зе (t n-< )+Бее (tn) где Зее(0) = Уд(0) =0 п = Г,N; N — общее количество поступивших в течение интервала наблюденияя tC { О, Т) импульсов нулей . К концу интервала наблюдения в вы ходных регистрах блока 7 оказываются значения выражений н )се = ) ее (tII) = Z. costi fa tn,. и=( е )зе = Jse (tH) = Х sin2 ife tnt n i которые передаются в блоке 8 квадраторов. Блоки 8 квадраторов вычисляют значения выходного эффекта устройства ,)(Ке)= Юее +)ье i K =1 М, {7) представляющего собой значения квадрата модуля комплексного спектра. Рещающий блок 9 находит максимальное значение J(f ) в дискретном энергетическом спектре (7) J(fe) = m x J(fe ); 6 =1,М (8) и по интерполяционной Фоомуле (б) еи i -е е=о { - ) g jrn I вычисляет оценку f частоты сигнала. По сравнению с известным устройстВом достигается существенное умен ьшение информационной емкости таблиц кодирования шифраторов (при Е =100 кГц и T = 100 мсек, например, информационная емкость таблиц кодирования шифраторов уменьшается в 10" раз); значительное уменьшение по сравнению с известным необходимой информационной емкости таблиц кодирования шифраторов позволяет повысить быстродейст— 928243 вие шифраторов и устройства в целом, а в результате возможно изменить более высокие частотыу малый необходиMHA o5úåì таблиц кодирования шифраторов позволяет повысить точность оценок частоты за счет увеличения 5 разрядности * представления опорных х сигналов и отношения m =, onpefo деляющих уровень собственных аппаратурных шумов измерителя; в отличие от известного, в котором все М шифраторов имеют различные и объемные таблицы кодирования, все М шифраторов данного измерителя идентичны и кодируются одинаково, что значительно облегчает проектирование, производство и эксплуатацию блока шифраторов, обеспечивая его технологичность; вид таблицы кодирования шифраторов в предлагаемом измерителе не зависит от диапазона измеряемых частот и длительности интервала наблюдения, поэтому устройство может быть легко перестроено для измерений -в другом. частотном диапазоне путем задания других констант интегрирования а. Ре с помощью блока задания констант и соответствующего изменения тактовой частоты f для сохранения соотношеf< 30 ния m = â€, при этом сохраняется fp неизменным уровень собственных аппаратурных шумов измерителя и свяэанная с ним точность оценок частоты. Формула изобретения Цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный с входом счетного блока, формирователь импульсов нулей, соединенный с входом стробируемого блока дешифрации, выходы которого ссединены с входами М последовательно соединенных блоков шифратора, накапливающего сумматора и квадратора и решающего блока, о т л и ч ающи и с.я тем, что, сцелью упрощения, в него введены М блоков задания констант, а счетный блок и блок дешифрации выполнены в виде M интеграторов и М дешифраторов, причем стробирующие входы интеграторов и дешифраторов соответственно объединены, а информационные входы и выходы интеграторов соединены соответственно с выходами блоков задания констант и входами дешифраторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2887140, кл. G 01 R 23/00, 1980 ° 2. Авторское свидетельство СССР Р 705362, кл. G 01 R 23/00, 1977. ! 928243 Сост авит ел ь В . Новоселова Редактор Н.Воловик Техред A. Ач Корректор Н.Швыдкая Подписное Филиал LIDO "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 3229/56 Тираж 719 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
