RU1812516C - Adaptive device for frequency measuring - Google Patents
Adaptive device for frequency measuringInfo
- Publication number
- RU1812516C RU1812516C SU4873453A RU1812516C RU 1812516 C RU1812516 C RU 1812516C SU 4873453 A SU4873453 A SU 4873453A RU 1812516 C RU1812516 C RU 1812516C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- frequency
- analog
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в устройствах измерени частоты квазиде- терминированныхсигналов. Цель изобретени - повышение точности измерени частоты - достигаетс тем. что в адаптивное устройство измерени частоты введены электронные ключи, генератор тактовых импульсов , ждущий мультивибратор, инвертор напр жени , интеграторы, аналого-цифро- вые преобразователи, формирователи модул напр жений, блоки компараторов, аналоговые мультипликаторы, блоки опорных напр жений и фазовый детектор. Устройство также содержит полосовой фильтр, линию задержки, фазовые детекторы, фа- зовращатель. 2 ил.The invention can be used in devices for measuring the frequency of quasi-determined signals. The purpose of the invention, improving the accuracy of frequency measurement, is achieved by that. that electronic switches, a clock, a waiting multivibrator, a voltage inverter, integrators, analog-to-digital converters, voltage modulators, comparator units, analog multipliers, reference voltage units, and a phase detector are introduced into the adaptive frequency measuring device. The device also contains a bandpass filter, a delay line, phase detectors, a phase shifter. 2 ill.
Description
Изобретение относитс к технике дл радиоиэмерений и преимущественно может использоватьс в устройствах измерени частот квазидетерминированных сигналов при большом динамическом диапазоне амплитуд входных сигналов, а также дл систем св зи в автоподстройке частоты.The invention relates to techniques for radio measurements and can mainly be used in devices for measuring the frequencies of quasi-determined signals with a large dynamic range of amplitudes of the input signals, as well as for communication systems in automatic frequency control.
Цель изобретени - повышение точности измерени частоты и квазидетерминированных сигналов при малом отношении сигнал/помеха и неизвестном динамическом диапазоне амплитуд входных сигналов .The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring frequency and quasi-determined signals with a small signal to noise ratio and an unknown dynamic range of amplitudes of the input signals.
На фиг. 1 приведена структурна схема адаптивного устройства измерени частоты; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений , по сн ющих принцип работы устройства; на фиг. 3 - дискриминационна характеристика адаптивного устройства измерени частоты.In FIG. 1 is a structural diagram of an adaptive frequency measuring device; in FIG. 2 - time diagrams of voltages that explain the principle of operation of the device; in FIG. 3 is a discriminatory characteristic of an adaptive frequency measuring device.
За счет введени блоков первого электронного ключа, генератора тактовых импульсов достигаетс временна синхронизаци работы всех блоков устройства в целом на интервале анализа, блоки ждущего мультивибратора, второго электронного ключа, инвертора напр жени , четвертого электронного ключа, п того электронного ключа и третьего электронного ключа обеспечивают сброс интеграторов устройства и подготовку их к следующему такту работы, блоки четвертого интегратора и второго формировател модул напр жений осуществл ют оценку амплитуды сигнала в верхнем канале, а третьего интегратора и первого формировател модул напр жени - в нижнем канале, что вл етс необходимой операцией дл адаптации устройства, блоки первого и второго компараторов и опорных напр жений формируют величину квантованного управл ющего напр жени и тем самым осуществл ют установку квантов напр жени первого и второго аналого-цифровых преобразователей .By introducing the blocks of the first electronic key, the clock generator, time synchronization of the operation of all blocks of the device as a whole on the analysis interval is achieved, blocks of the multivibrator, second electronic key, voltage inverter, fourth electronic key, fifth electronic key and third electronic key integrators of the device and preparing them for the next clock cycle, the blocks of the fourth integrator and the second voltage module driver evaluate the amplitude the signal in the upper channel, and the third integrator and the first driver of the voltage module in the lower channel, which is a necessary operation for adapting the device, the blocks of the first and second comparators and reference voltages form the value of the quantized control voltage and thereby the installation of voltage quanta of the first and second analog-to-digital converters.
Адаптивное устройство измерени частоты содержит последовательно соединенные первый электронный ключ 1, полосовойThe adaptive frequency measuring device comprises in series a first electronic key 1, a strip
ю елy eat
фильтр 2, линию задержки 3, вход которой соединен с первым входом первого фазового детектора 4 и фазовращателем 5, выход линии задержки 3 соединен со вторыми входами первого 4 и второго 6 фазовых детекторов , выход генератора тактовых импульсов 7 соединен со вторым входом первого электронного ключа 1 и входами ждущего мультивибратора 8, второго электронного ключа 9, инвертора напр жени 10, первый выход ждущего мультивибратора 8 соединен со входом четвертого электронного ключа 11, а второй выход со входом п того электронного ключа 12, выход инвертора напр жени 10 соединен со входом третьего электронного ключа 13, выход которого соединен со вторым входом второго интегратора 14, с выходом второго электронного ключа 9 и вторым входом первого интегратора 15, выход которого соединен с первым входом первого аналого-цифрового преобразовател 16, выход первого 4 фазового детектора соединен с первым входом четвертого интегратора 17, выход которого соединен со входом второго формировател модул напр жени 18, выход второго фазового детектора 6 соединен с первым входом третьего интегратора 19, выход которого соединен со входом первого формировател модул напр жени 20, вторые входы третьего 19 и четвертого 17 интеграторов присоединены к параллельно соединенным выходам четвертого 11 и п того 12 электронных ключей; выход первого формировател модул напр жени 20 соединен с N входами второго блока компараторов 21, а выход второго формировател модул напр жени 18 - с N входами первого блока компараторов 22, N выходов которого соединены с N входами m-адресного первого аналогового мультиплексора 23, N выходов второго блока опорных напр жений 21 соединены с N входами второго аналогового мультиплексора 24, на информационные входы которого подключены N выходов второго блока опорных напр жений 25, N выходов первого блока опорных напр жений 26 подключены к информационным входам первого аналогового мультиплексора 23, выход которого соединен со вторым входом первого аналого-цифрового преобразовател 16; выход второго интегратора 14 соединен с первым входом второго аналого-цифрового преобразовател 27, второй вход которого соединен с выходом второго аналогового мультиплексора 24, выходы первого 23 и второго 27 аналого-циф- ро вых преобразователей соединены с первым И вторым входами третьего фазового детектора 28.filter 2, delay line 3, the input of which is connected to the first input of the first phase detector 4 and phase shifter 5, the output of the delay line 3 is connected to the second inputs of the first 4 and second 6 phase detectors, the output of the clock generator 7 is connected to the second input of the first electronic key 1 and the inputs of the standby multivibrator 8, the second electronic key 9, the voltage inverter 10, the first output of the standby multivibrator 8 is connected to the input of the fourth electronic key 11, and the second output to the input of the fifth electronic key 12, the output is inv the voltage torus 10 is connected to the input of the third electronic switch 13, the output of which is connected to the second input of the second integrator 14, with the output of the second electronic switch 9 and the second input of the first integrator 15, the output of which is connected to the first input of the first analog-to-digital converter 16, the output of the first 4 of the phase detector is connected to the first input of the fourth integrator 17, the output of which is connected to the input of the second driver of voltage module 18, the output of the second phase detector 6 is connected to the first input of the third integrator 19, the output of which is connected to the input of the first driver of the voltage module 20, the second inputs of the third 19 and fourth 17 integrators are connected to the parallel connected outputs of the fourth 11 and fifth of 12 electronic keys; the output of the first driver of voltage module 20 is connected to N inputs of the second block of comparators 21, and the output of the second driver of voltage module 18 is connected to N inputs of the first block of comparators 22, N outputs of which are connected to N inputs of the m-address first analog multiplexer 23, N outputs the second block of the reference voltage 21 is connected to N inputs of the second analog multiplexer 24, to the information inputs of which are connected N outputs of the second block of the reference voltage 25, N outputs of the first block of the reference voltage 26 are connected to the information ion inputs of the first analog multiplexer 23, whose output is connected to a second input of the first analog-to-digital converter 16; the output of the second integrator 14 is connected to the first input of the second analog-to-digital converter 27, the second input of which is connected to the output of the second analog multiplexer 24, the outputs of the first 23 and second 27 analog-to-digital converters are connected to the first AND second inputs of the third phase detector 28.
Работает устройство следующим образом .The device operates as follows.
Входной сигнал, представл ющий собой непрерывное квазигармоническое коле- баниеAn input signal that is a continuous quasi-harmonic oscillation
п (twfumBxcos( +y)., Тс. 1o,,Tcn (twfumBxcos (+ y)., Tc. 1o ,, Tc
где Утех амплитуда входного сигнала, й)ос. р - его центральна частота и началь- на фаза,where is the input signal amplitude, d) p is its central frequency and initial phase,
Полагаем, ЧТО UmBX 6 UmexmlrvLWrn, %с G ftfccmln . COocmax P 6 - Я , Jl .We assume that UmBX 6 UmexmlrvLWrn,% with G ftfccmln. COocmax P 6 - I, Jl.
Входной сигнал, поступающий на первый электронный ключ 1, где формируетс при помощи синтезатора частот, который перестраиваетс частотными ступеньками, равными ширине полосы пропускани полосового фильтра (2), и с промежуточной частотой , равной центральной частоте полосового фильтра (2), причем длительность анализа частотной ступеньки равна Та Тс - и совпадает с длительностью временных стробов генератора тактовых импульсов 7 (а), поступающих на второй вход электронного ключа (1). Так как входна часть, состо ща из синтезатора и смесител , присуща всем одноканальным устройствам измерени частоты, работающим вThe input signal arriving at the first electronic switch 1, where it is formed using a frequency synthesizer, which is tuned with frequency steps equal to the bandwidth of the band-pass filter (2), and with an intermediate frequency equal to the center frequency of the band-pass filter (2), the duration of the frequency analysis the step is equal to Ta Tc - and coincides with the duration of the time gates of the clock pulse generator 7 (a) entering the second input of the electronic key (1). Since the input part, consisting of a synthesizer and mixer, is inherent in all single-channel frequency measuring devices operating in
широком диапазоне частот, то эти блоки в структуре устройства не введены. Одновременно в полосе полосового фильтра 2 может присутствовать не более одного сигнала. После полосовой фильтрации в 2 сигналa wide range of frequencies, then these blocks in the structure of the device are not entered. At the same time in the bandpass bandpass filter 2 may be present no more than one signal. After bandpass filtering in 2 signal
поступает на первый вход первого фазового детектора 4 и имеет видarrives at the first input of the first phase detector 4 and has the form
и1Фд(г) ит1{сб8((Уос1 ), t (0, Тс). :,. и на первый вход второго фазового детектоРа 6 через фазовращатель наu1Fd (g) um1 {sb8 ((Vos1), t (0, Tc).:,. and to the first input of the second phase detector 6 through the phase shifter to
УафдЮ Um2 COS ((Woe t + + ) UafDU Um2 COS ((Woe t ++)
Umasin (Woc t 4-#2 ). Umasin (Woc t 4- # 2).
Дл формировани дискриминационной характеристики Uex(t) поступает на линию задержки 3 с величиной задержки Тлз, величина которой выбираетс из услови , чтоГлз больше времени коррел ции помехи, но меньше времени коррел ции сигнала сIn order to form a discriminatory characteristic, Uex (t) enters the delay line 3 with the delay value Тлз, the value of which is selected from the condition that Глс is longer than the correlation time of the interference, but less than the correlation time
учетом заданной полосы полосового фильтра 2. После этого на вторых входах первого фазового детектора 4 и второго фазового детектора 6 соответственно получим:taking into account a given band of a band-pass filter 2. After that, at the second inputs of the first phase detector 4 and the second phase detector 6, we respectively obtain:
U30A(t) Um3COS (ftloc (t + ГЛЗ) + ( ), Щфдф ( ( t + Тлэ) + 0Тогда отклик первого 4 и второго 6 фазовых детекторов равен соответственно:U30A (t) Um3COS (ftloc (t + ГЛЗ) + (), Щфдф ((t + Тле) + 0 Then the response of the first 4 and second 6 phase detectors is equal, respectively:
Кбфд UmsCOS (Woe Тлз. Убфд UmoSln Woe Тлз Коэффициенты передачи 4 и 6 выбираютс так, чтобы Um5 Ume. тогда после первого 15 (д) интегратора и второго интегратора 14 (е) получимCBfd UmsCOS (Woe Тлз. Ubfd UmoSln Woe Тлз Transmission coefficients 4 and 6 are chosen so that Um5 Ume. Then after the first 15 (e) integrator and the second integrator 14 (f) we get
UMHTI Та Um2 COS Ufcc пз , UnHT2 TaUm2Sln ftJoc пз ,UMHTI Ta Um2 COS Ufcc pz, UnHT2 TaUm2Sln ftJoc pz,
с учетом, что импульсна характеристика идеального интегратора равна 1 /Та, тоtaking into account that the impulse response of the ideal integrator is 1 / Ta, then
UHHTI UmCOS Wbc лз . 11инт2 UmsSin OJoc Тлз UHHTI UmCOS Wbc ls. 11int2 UmsSin OJoc TLS
Одновременно сигнал с генератора тактовых импульсов поступает на вход второго электронного ключа 9 (в), который на врем работы первого 15 и второго 14 интеграторов Та закрыт, после инвертировани в 10 (б) открываетс третий электронный ключ 13 (г) на врем восстановлени гв первого 15 и второго 14 интеграторов. Таким образом, блоки 9, 10, 13 обеспечивают тактирование работы интеграторов 14,15: в моменты времени Та интеграторы 14 и 15 интегрируют, а в моменты Тв восстанавливаютс . Очевидно , что Те «Та. Дл обеспечени адаптации динамического диапазона дискриминационной характеристики производитс одновременное оценивание амплитуды. Дл этого напр жени с выхода первого 4 и второго 5 фазовых детекторов подаютс на третий 19 и четвертый 17 интеграторы с посто нной интегрировани ТИ2 THI Та, т.е. на выходе четвертого и третьего интеграторов имеемAt the same time, the signal from the clock generator is fed to the input of the second electronic key 9 (c), which is closed during the operation of the first 15 and second 14 integrators Ta, after inverting to 10 (b), the third electronic key 13 (d) opens for the recovery time of the first 15 and second 14 integrators. Thus, the blocks 9, 10, 13 provide the timing of the operation of the integrators 14.15: at the time points Ta, the integrators 14 and 15 integrate, and at the time TB are restored. Obviously, those are “Ta. To ensure adaptation of the dynamic range of the discriminatory characteristic, a simultaneous estimation of the amplitude is performed. For this, the voltage from the output of the first 4 and second 5 phase detectors is supplied to the third 19 and fourth 17 integrators with constant integration TI2 THI Ta, i.e. at the output of the fourth and third integrators, we have
U4M Ти4 Um4COS Woe лз i иЗи - Тиз Um3 S-ln OJoc Тлэ ,U4M Ti4 Um4COS Woe lz i iZi - Teese Um3 S-ln OJoc Tle,
где Um4 оценка амплитудьг . Um3 оценка амплитуды Um2- при Ти$ Тиз ТИ2where Um4 is the amplitude estimate. Um3 estimate of the amplitude of Um2- at Т $ $ Тиз ТИ2
Та. Um4 И Um3 Совпадают С Um2- НО ДИСПврси оценки в этом случае больше, т.к. посто нна интегрировани третьего и четвертого интеграторов меньше посто нной интегрировани первого и второго интеграторов . Выполнение услови ТИ2 Та принципиально, т.к. его сообщение позвол ет получить оценку амплитуды быстрее по времени и тем самым обеспечить необходимое врем адаптации и анализа устройства. С учетом импульсной характеристики идеального интегратора получим That. Um4 and Um3 are the same as Um2- BUT DISP there are more estimates in this case, because the constant integration of the third and fourth integrators is less than the constant integration of the first and second integrators. The fulfillment of the condition TI2 Ta in principle, because his message makes it possible to obtain an estimate of the amplitude faster in time and thereby provide the necessary time for adaptation and analysis of the device. Taking into account the impulse response of an ideal integrator, we obtain
1)4и Um4COS (the Тп , U3M Um3SinCOocTn3.1) 4 and Um4COS (the TP, U3M Um3SinCOocTn3.
Так как 1)4и и Узи в зависимости от значени QJoc лз могут иметь разные знаки, то далее происходит модульна оценка ампли-. туды, т.е. на выходе блоков формировани модул напр жени 20 и 18 получим соответственноSince 1) 4i and Uzi, depending on the value of QJoc, they can have different signs, then a modular evaluation of the amplitude occurs. todes, i.e. at the output of the units for forming the voltage module 20 and 18, we obtain, respectively
UB 11Ми 1 IUm4COS «ЬсТлз,UB 11Mi 1 IUm4COS LcTls,
UH |U3Hl lUm5 81п МосГлз1 iUH | U3Hl lUm5 81p MosGlz1 i
где I I -означает операцию формировани модул . Работа интеграторов, третьего 19 и четвертого 17, синхронизируютс генерато- 5 ром тактовых импульсов 7.where I I denotes the operation of forming the module. The work of the integrators, the third 19 and the fourth 17, are synchronized by the clock generator 7.
Временные диаграммы, показывающие синхронизацию процессов по времени, приведены на фиг. 2, где ждущий мультивибратор 8 (ж) запускаетс передним фронтомTiming diagrams showing the synchronization of processes in time are shown in FIG. 2, where the standby multivibrator 8 (g) is triggered by a rising edge
импульсов в генератора тактовых импульсов 7; сигнал с одного плеча ждущего мультивибратора (ж) открывает четвертый электронный ключ 11 (и), а с другого плеча закрывает п тый электронный ключ 12 (к) иpulses in the clock generator 7; the signal from one shoulder of the waiting multivibrator (g) opens the fourth electronic key 11 (s), and from the other shoulder closes the fifth electronic key 12 (k) and
5 тем самым управл ет временем включени интеграторов 19 (л) и 17 (м) и их сброса. Выходы блоков формировани модул напр жени 20 и 18 подключены на N входов первого блока компараторов 22 и второго5 thereby controls the turn-on time of the integrators 19 (l) and 17 (m) and their reset. The outputs of the blocks forming the voltage module 20 and 18 are connected to the N inputs of the first block of comparators 22 and second
0 блока компараторов 21, Первый и вторые блоки компараторов 21, 22 в зависимости от величины UB и UH, которые сравниваютс с напр жением Uoi-..Uo2, Uo2...Uo3. UON-I...UON и выдают логическую единицу на одном из0 of the comparator unit 21, the first and second comparator units 21, 22 depending on the magnitude of UB and UH, which are compared with the voltage Uoi - .. Uo2, Uo2 ... Uo3. UON-I ... UON and issue a logical unit on one of
5 входов аналогового мультиплексора 23(24), например, если сработал блок 22 (г), то будет следующий код на выходах компаратора 22 0100,..0, тогда на выходе 23 по витс напр жение с блока (первый блок опорного на0 пр жени ), пропорциональное оценке амплитуды сигнала. Аналогично работает нижний канал. Причем число уровней напр жени второго блока опорных напр жений 25 и первого блока опорных5 inputs of the analog multiplexer 23 (24), for example, if block 22 (g) worked, then the following code will be on the outputs of the comparator 22 0100, .. 0, then the voltage from the block will be output 23 (the first block of the reference voltage ) proportional to the estimate of the signal amplitude. The lower channel works similarly. Moreover, the number of voltage levels of the second block of reference voltages 25 and the first block of reference
5 напр жений 26 выбираетс из услови допустимой погрешности аппроксимации дискриминационной характеристики (фиг. 3 и) заданного входного динамического диапазона амплитуд. Число градаций опорного5 voltage 26 is selected from the condition of an allowable error of approximation of the discriminatory characteristics (Fig. 3 and) of a given input dynamic range of amplitudes. The number of gradations of the reference
0 напр жени блоков 25 и 26 равно числу уровней сравнени компараторов 21 и 22.The voltage 0 of blocks 25 and 26 is equal to the number of comparison levels of comparators 21 and 22.
Таким образом, на выходе первого аналогового мультиплексора 23 вырабатываетс с первого блока опорных напр жений 26Thus, the output of the first analog multiplexer 23 is generated from the first block of reference voltages 26
5 управл ющий сигнал, который поступает на установочный вход первого аналого-цифро- вого преобразовател 16, в результате чего происходит адаптаци динамического диапазона 16 (фиг. 3) под уровень сигнала с5, a control signal that is input to the installation input of the first analog-to-digital converter 16, as a result of which the dynamic range 16 (Fig. 3) is adapted to the signal level with
0 выхода первого интегратора 15, пропорционального измер емой частоте. Аналогичные операции происход т в блоках 21,24,25 и 27. В результате в третьем фазовом детекторе 28 происходит деление откликов пер5 вого 16 и второго 27 аналого-цифровых преобразователей и функциональное преобразование вида арктангенса.0 output of the first integrator 15, proportional to the measured frequency. Similar operations take place in blocks 21,24,25 and 27. As a result, in the third phase detector 28, the responses of the first 16 and second 27 analog-to-digital converters are divided and a functional transformation of the arctangent type takes place.
Положительный эффект изобретени заключаетс в следующем.The beneficial effect of the invention is as follows.
При измерении центральной частоты сигналов о«ос в широкой мгновенной полосе Л ом большой интерес представл ет собой случай приема слабых сигналов, когда входное отношение сигнал /помеха по мощностиWhen measuring the center frequency of the signals about a, in a wide instantaneous band of Ohms, it is of great interest to receive weak signals when the input signal-to-noise ratio in power
„ Чвх NmAfn „PVC NmAfn
где Рс - мощность сигнала;where Pc is the signal power;
он 2 Nm Afn - мощность помехи. Среднеквадратична погрешность оценивани частоты гармонических сигналов определ етс какhe 2 Nm Afn is the interference power. The root-mean-square error of estimating the frequency of harmonic signals is defined as
. .
qA;qA;
2ЯГлзОД2AGLZOD
двх2УДтпТа V1+2qBX2dvkh2UDtpta V1 + 2qBX2
Тлз - врем запаздывани в линии задержки;TLS is the delay time in the delay line;
Та - врем интегрировани (анализа).Ta is the time of integration (analysis).
С целью уменьшени вли ни уровн входного сигнала Рс на величину погрешности 7f используют различного рода нормировки , например ограничитель или усилитель с АРУ на входе автокоррел ционных частотных дискриминаторов или устройство с квадратурной обработкой и устройством делени квадратурных составл ющих . Однако использование дл нормировки ограничител или усилител с АРУ целесообразно только при qBx2 1. когда еще обеспечиваетс стабилизаци уровн сигнала Рс. Поскольку при qBx2 1 уровень стабилизации определ етс в основномIn order to reduce the influence of the input signal Pc on the error value 7f, various normalizations are used, for example, a limiter or amplifier with AGC at the input of autocorrelation frequency discriminators or a quadrature processing device with a quadrature component division device. However, the use of a limiter or amplifier with AGC for normalization is advisable only at qBx2 1. When the stabilization of the signal level Pc is still ensured. Since at qBx2 1 the stabilization level is determined mainly
мощностью шума оь2 и на выходе ограничител отношение сигнал/помеха qubix noise power b2 and at the output of the limiter the signal-to-noise ratio qubix
22
-пЦт , то при этом не устран етс вли ние pct, then the effect is not eliminated
уровн сигнала на 0г, что делает такую операцию неприемлемой.signal level at 0g, which makes such an operation unacceptable.
Более подход щей вл етс нормировка с использованием квадратур и делител , поскольку операци делени проводитс после интегрировани , которое существенно уменьшает вли ние шумов. Недостатком такого варианта нормировки вл етс возникновение значительных аппаратурных погрешностей, обусловленных дрейфом нул в усилителе посто нного тока, используемых дл увеличени уровн эффекта на выходе интегратора. Дл устранени данного недостатка целесообразно после фильтрации напр жений на выходе фазовых детекторов автокоррел ционного частотного дискриминатора с квадратурной обработкой использовать аналого-цифровой пр еобразователь, что позвол ет существенно уменьшить аппаратурную погрешностьNormalization using quadratures and a divider is more suitable, since the division operation is carried out after integration, which significantly reduces the effect of noise. A drawback of this normalization option is the occurrence of significant hardware errors due to a zero drift in the DC amplifier, which are used to increase the effect level at the integrator output. To eliminate this drawback, it is advisable to use an analog-to-digital converter after filtering the voltages at the output of the phase detectors of the autocorrelation frequency discriminator with quadrature processing, which can significantly reduce the hardware error
входной части адаптивного устройства измерени частоты.input of an adaptive frequency measuring device.
На фиг. 3 приведена положительна ветвь дискриминационной характеристики,In FIG. 3 shows a positive branch of discriminatory characteristics,
реализованной на аналого-цифровом преобразователе . Задава сь динамическим диапазоном D Umax - Umin в полосе частот fmax и величиной допустимой погрешности, приближенно равной Лпах, можно исход implemented on an analog-to-digital converter. Given the dynamic range D Umax - Umin in the frequency band fmax and the value of the permissible error, approximately equal to Лпах, the outcome
из величины Umin определить Amin. В св зи с тем, что при приеме слабых сигналов qex2 1 на выходе фазовых детекторов qewx2 qux . т.е; про вл етс пороговый эффект , который приводит к расширению выходного динамического диапазона по сравнению со входным динамическим диапазоном , Это обсто тельство при фиксированном шаге и числе разр дов АЦП приводит к возрастанию методической погрешности из-за несогласовани шага квантовани и допустимого изменени уровн сигнала. В предлагаемом адаптивном устройстве измерени частоты осуществл етс экспресс-оценка Рс и измерение шага квантовани , обеспечивающие гарантированную точность измерени частоты. Например, если D 2,56 В, число разр дов пр 8, т.е. число уровней 28 256, то Д U 2,56from the value of Umin determine Amin. Due to the fact that when receiving weak signals qex2 1 at the output of qewx2 qux phase detectors. those; a threshold effect is manifested, which leads to a broadening of the output dynamic range compared to the input dynamic range. This circumstance with a fixed step and the number of bits of the ADC leads to an increase in the methodological error due to the inconsistency of the quantization step and the permissible change in the signal level. In the proposed adaptive frequency measuring device, a rapid evaluation of Pc and measurement of the quantization step are carried out, ensuring guaranteed accuracy of the frequency measurement. For example, if D is 2.56 V, the number of bits is pr 8, i.e. the number of levels is 28 256, then D U 2.56
256256
0,01 В 10 мВ npifl крутизне дискри5 0.01V 10mV npifl steepness discrete5
00
55
00
55
минационной характеристики S - D/fmax (fmax 256 кГц, S 0,01 В/кГЦ); т.е. 10 мВ соответствует 1 кГц, таким образом, точность измерени частоты составл ет 1 кГц. Если динамический диапазон уменьшилс в 10 раз, т.е. D 0,256 В, то при пр 8, m 256, AD 10 мВ S 0,001 В/кГц, отсюда увеличение погрешности составл ет 0,01/0,001 10 раз. Если осуществл ть адаптацию крутизны с одновременной оценкой Рс, то увеличени погрешности измерени частоты не происходит во всем допустимом динамическом диапазоне амплитуд входных сигналов .the response characteristic S - D / fmax (fmax 256 kHz, S 0.01 V / kHz); those. 10 mV corresponds to 1 kHz, thus the accuracy of the frequency measurement is 1 kHz. If the dynamic range is reduced by 10 times, i.e. D 0.256 V, then at pr 8, m 256, AD 10 mV S 0.001 V / kHz, hence the increase in error is 0.01 / 0.001 10 times. If the slope is adapted with a simultaneous estimation of Pc, then an increase in the error in measuring the frequency does not occur over the entire allowable dynamic range of amplitudes of the input signals.
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и Адаптивное устройство измерени частоты , содержащее первый фазовый детектор , второй фазовый детектор, линию задержки, полосовой фильтр, фазовраща- тель, выход линии задержки соединен с вторыми входами первого и второго фазовых детекторов, выход фазовращател соединен с первым входом второго фазового детектора , вход - с выходом полосового фильтра и входом линии задержки, выход полосового фильтра соединен с первым входом первого фазового детектора, отличающеес тем, что, с целью повышени Formula Adaptive frequency measuring device comprising a first phase detector, a second phase detector, a delay line, a band-pass filter, a phase shifter, a delay line output connected to the second inputs of the first and the second phase detectors, the phase shifter output is connected to the first input of the second phase detector, the input is connected to the output of the bandpass filter and the input of the delay line, the output of the bandpass filter is connected to the first input of the first phase detector, characterized in that, in order to increase
точности измерений частоты, в него введены первый, второй, третий, четвертый и п тый электронные ключи, генератор тактовых импульсов, ждущий мультивибратор , инвертор напр жени , первый и второй , третий и четвертый интеграторы, первый и второй цифроаналоговые преобразователи , первый и второй формирователи модул напр жени , первый и второй аналоговые мультиплексоры, первый и второй блоки опорных напр жений и третий фазовый детектор, причем вход первого электронного ключа вл етс входом устройства , а выход соединен с входом полосового фильтра, выход генератора тактовых импульсов соединен с входом ждущего мультивибратора и входами второго электронного ключа и инвертора, выход первого фазового детектора через первый интегратор соединен с первым входом первого ана- лого-цифрового преобразовател и непосредственно с первым входом четвертого интегратора, выход второго фазового детектора через второй интегратор соединен с первым входим второго аналого-цифрового преобразовател и непосредственно с первым входом третьего интегратора, выходы четвертого и п того электронных ключей объединены и подключены к вторым входам третьего и четвертого интеграторов, первый выход ждущего мультивибратора соединен с входом п того электронногоaccuracy of frequency measurements, the first, second, third, fourth and fifth electronic keys, a clock generator, a standby multivibrator, a voltage inverter, the first and second, third and fourth integrators, the first and second digital-to-analog converters, the first and second drivers are introduced into it voltage module, first and second analog multiplexers, first and second reference voltage blocks and a third phase detector, the input of the first electronic key being the input of the device and the output connected to the input of the strip filter, the output of the clock generator is connected to the input of the standby multivibrator and the inputs of the second electronic switch and inverter, the output of the first phase detector through the first integrator is connected to the first input of the first analog-to-digital converter and directly to the first input of the fourth integrator, the output of the second phase detector through the second integrator connected to the first we enter the second analog-to-digital converter and directly with the first input of the third integrator, the outputs of the fourth and fifth e ics keys are combined and connected to the second inputs of the third and fourth integrators, a first output monostable multivibrator coupled to the input of the fifth electronic
ключа, а второй выход - с входом четвертого электронного ключа, выход третьего электронного ключа соединен с вторыми входами первого и второго интеграторов и выходом 5 второго электронного ключа, а вход - с выходом инвертора напр жени , входы первого и второго формирователей модул напр жений соединены соответственно с выходом третьего интегратора и выходомkey, and the second output is with the input of the fourth electronic key, the output of the third electronic key is connected to the second inputs of the first and second integrators and the output 5 of the second electronic key, and the input is with the output of the voltage inverter, the inputs of the first and second voltage module shapers are connected respectively with the output of the third integrator and the output
0 четвертого интегратора, выходы первого и второго формирователей модул напр жений соответственно соединены с входами второго и первого блоков компараторов, информационные входы первого аналогового0 of the fourth integrator, the outputs of the first and second shapers of the voltage module are respectively connected to the inputs of the second and first blocks of the comparators, the information inputs of the first analog
5 мультиплексора соединены с выходами первого блока опорных напр жений, а управл ющие входы соединены с выходами первого блока компараторов, информационные входы второго аналогового мультиплексора со0 единены с выходами второго блока опорных напр жений, а управл ющие входы-соединены с выходами второго блока компараторов , выход первого аналогового мультиплексора соединен с вторым входом5 multiplexers are connected to the outputs of the first block of reference voltages, and the control inputs are connected to the outputs of the first block of comparators, the information inputs of the second analog multiplexer are connected to the outputs of the second block of reference voltages, and the control inputs are connected to the outputs of the second block of comparators, the output the first analog multiplexer is connected to the second input
5 первого аналого-цифрового преобразовател , а выход второго аналогового мультиплексора соединен с вторым входом второго аналого-цифрового преобразовател , при этом первый и второй входы третье0 го фазового детектора соединены с выходами первого и второго аналого-цифрог вых преобразователей соответственно.5 of the first analog-to-digital converter, and the output of the second analog multiplexer is connected to the second input of the second analog-to-digital converter, while the first and second inputs of the third phase detector are connected to the outputs of the first and second analog-to-digital converters, respectively.
JJ
ss
ЫS
И лAnd l
«-"-
T.FT.F
юYu
±±
CMCM
тt
ТT
IPinJIpinj
L fc 29 JL fc 29 J
JUJu
5555
. .
tfttft
лl
иand
;E; E
T«iT "i
U iU i
- Тнг „- Tng „
I 0 I 0
Л.L.
00
лl
ИAND
ГG
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4873453 RU1812516C (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Adaptive device for frequency measuring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4873453 RU1812516C (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Adaptive device for frequency measuring |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1812516C true RU1812516C (en) | 1993-04-30 |
Family
ID=21540128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4873453 RU1812516C (en) | 1990-10-09 | 1990-10-09 | Adaptive device for frequency measuring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1812516C (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102495283A (en) * | 2011-12-09 | 2012-06-13 | 中国人民解放军第二炮兵计量站 | Self-adaptive equal-precision frequency measuring method |
-
1990
- 1990-10-09 RU SU4873453 patent/RU1812516C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР Ms 1062886, кл. Н 04 L 27/20, 1983. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102495283A (en) * | 2011-12-09 | 2012-06-13 | 中国人民解放军第二炮兵计量站 | Self-adaptive equal-precision frequency measuring method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3968427A (en) | Group delay measurement apparatus and method | |
EP0177557A1 (en) | Counting apparatus and method for frequency sampling. | |
JPS61296843A (en) | Signal/noise ratio exponent generation apparatus and method for coding digital data | |
RU1812516C (en) | Adaptive device for frequency measuring | |
US6738435B1 (en) | Matched-filter frequency-shift-keyed receiver using degenerate digital signal processing techniques | |
US4181949A (en) | Method of and apparatus for phase-sensitive detection | |
SU789873A1 (en) | Harmonic analyzer | |
SU673944A1 (en) | Method and apparatus for measuring time-related position of periodic radio pulse train | |
SU953590A1 (en) | Phase shift to voltage converter | |
SU1250972A1 (en) | Method of measuring physical quantities | |
SU1129528A1 (en) | Analog-digital converter | |
SU741180A2 (en) | Frequency deviation measuring device | |
SU1691768A1 (en) | Frequency meter | |
SU790252A1 (en) | Frequency discriminator | |
SU595870A1 (en) | Frequency distortion estimating device | |
SU640307A1 (en) | Statistic analyzer | |
SU837199A2 (en) | Device for collecting information on electrical parameters of plasma | |
SU587633A1 (en) | Device for evaluating the error probability in systems with multilevel signals | |
SU1406792A1 (en) | Device for measuring analog values with automatic scaling | |
SU943597A1 (en) | Time delay measuring device | |
SU1273842A1 (en) | Meter of parameters of pulses | |
SU1620992A1 (en) | Device for measuring transition characteristics of precision frequency systems | |
SU1345146A1 (en) | Device for measuring signal-to-noise ratio | |
SU711482A1 (en) | Arrangement for automatic measuring of variable signal amplitude | |
SU1091174A1 (en) | Multichannel analyzer of probability distribution |