RU2022277C1 - Способ определения частоты сигнала - Google Patents
Способ определения частоты сигнала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2022277C1 RU2022277C1 SU4911886A RU2022277C1 RU 2022277 C1 RU2022277 C1 RU 2022277C1 SU 4911886 A SU4911886 A SU 4911886A RU 2022277 C1 RU2022277 C1 RU 2022277C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- sections
- section
- sets
- band
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Использование: радиотехнические и информационно-измерительные системы, функционирующие в реальном масштабе времени. Сущность изобретения: в пределах частотной полосы анализа производят селекцию частотных составляющих принятого сигнала по двум наборам частотных участков, каждый из которых перекрывает полосу анализа. Средние частоты участков с одинаковыми номерами наборов совпадают, при этом ширина участков первого набора больше ширины соответствующих участков второго набора. По первому набору участков выделяют участок с максимальным уровнем частотной составляющей и измеряют разность фаз частотных составляющих, отселектированных в участках первого и второго наборов с выделенным номером. По измеренной разности фаз формируют частотное рассогласование частоты сигнала и средней частоты выделенного участка и измеряют частоту принятого сигнала путем сложения средней частоты выделенного участка и соответствующего частотного рассогласования. Частотное рассогласование формируют путем уменьшения измеренной разности фаз пропорционально значению крутизны ФЧХ цепи селекции выделенного частотного участка первого набора. 4 ил.
Description
Изобретение относится к радиотехнике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано в радиотехнических и информационно-вычислительных системах, функционирующих в реальном масштабе времени.
Целью изобретения является повышение точности определения.
На фиг. 1-3 приведены спектрограммы, поясняющие способ; на фиг.4 приведена структурная схема устройства, реализующего способ.
Способ осуществляется следующим образом.
Пусть необходимо определить частоту входного сигнала вида Uвх(t)=Аssin( ωs t+ +φHS ), где Аs - амплитуда; ωs=2πfs - частота; φHS- начальная фаза входного сигнала.
Перед измерением частоты сигнала производятся его предварительная селекция по частоте с целью формирования частотной полосы анализа шириной Δ Fа и усилия, обеспечивающего требуемую чувствительность. Затем в пределах полосы анализа выделяются два набора частотных участков, содержащих одинаковое количество участков М. Частотные участки первого и второго наборов с одинаковыми номерами имеют одинаковые средние частоты, но ширина участков первого набора больше ширины участков второго набора (фиг.1). Каждый из обоих наборов частотных участков перекрывает полосу анализа. По каждому из них производится селекция соответствующих частотных составляющих. Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) и фазочастотные характеристики (ФЧХ) цепей селекции частотных составляющих первого и второго наборов могут быть описаны следующим образом (фиг.2,з).
Цепи селекции, соответствующие первому набору частотных участков:
(1) где Н1i(f) - АЧХ цепи селекции по i-му участку первого набора;
φ1i (f) - ФЧХ цепи селекции по i-му участку первого набора; i=1,2,...,М - номер участка в наборе.
(1) где Н1i(f) - АЧХ цепи селекции по i-му участку первого набора;
φ1i (f) - ФЧХ цепи селекции по i-му участку первого набора; i=1,2,...,М - номер участка в наборе.
Цепи селекции, соответствующие второму набору частотных участков:
(2) где Н2i(f) - АЧХ цепи селекции по i-му участку второго набора;
φ2i(f) - ФЧХ цепи селекции по i-му участку второго набора;
i=1,2,...,М - номер участка в наборе;
m - положительный коэффициент, больший единицы.
(2) где Н2i(f) - АЧХ цепи селекции по i-му участку второго набора;
φ2i(f) - ФЧХ цепи селекции по i-му участку второго набора;
i=1,2,...,М - номер участка в наборе;
m - положительный коэффициент, больший единицы.
Причем
(3)
maх{ ζ (f-fсрi)}= ζ (0) при f=fсрi, где ζ (f-fср) - функция, описывающая АЧХ i-й цепи селекции первого набора;
Δ fа1i - ширина i-го частотного участка первого набора;
fсрi - средняя частота i-го частотного участка первого набора.
(3)
maх{ ζ (f-fсрi)}= ζ (0) при f=fсрi, где ζ (f-fср) - функция, описывающая АЧХ i-й цепи селекции первого набора;
Δ fа1i - ширина i-го частотного участка первого набора;
fсрi - средняя частота i-го частотного участка первого набора.
Ψ(f-fсрi) = αi(f-fсрi) при fсрi+ ≥ f ≥ fсрi- (4)
Ψ(f-fсрi) = ± π при f < f где Ψ (f-fсрi) - функция, описывающая ФЧХ цепи селекции, соответствующей i-му частотному участку первого набора;
αi - крутизна ФЧХ цепи селекции i-го частотного участка первого набора.
Ψ(f-fсрi) = ± π при f < f где Ψ (f-fсрi) - функция, описывающая ФЧХ цепи селекции, соответствующей i-му частотному участку первого набора;
αi - крутизна ФЧХ цепи селекции i-го частотного участка первого набора.
ΔFa = fa2i
Сигналы после селекции частотных составляющих по первому и второму наборам частотных участков описываются следующим образом:
по первому набору участков:
{А2isin( ωit+φн1i)}М (5) где А1i=АsН1i(fs)=Аs ζ (f-fсрi);
φн1i=φнs+φ1i(fc) = φнs+Ψ (fs -fсрi);
ωi=2πfcpi ;
по второму набору участков:
{А2i sin( ωit+φн2i)}M, (6)
где А2i=АsН2i(fs)=Аs ζ (f-fсрi)
φн2i=φнs+φ2i(fs) = φнs+mΨ (fs -fсрi);
В массиве сигналов после селекции по первому набору частотных участков сигнал с максимальной амплитудой будет в том участке, у которого частотное рассогласование средней частоты с частотой входного сигнала минимальное:
(7) где А1maх - максимальное значение амплитуды сигнала после селекции частотных составляющих по первому набору участков;
Δ fрi=fs-fсрi - частотное рассогласование средней частоты i-го частотного участка с частотой входного сигнала.
Сигналы после селекции частотных составляющих по первому и второму наборам частотных участков описываются следующим образом:
по первому набору участков:
{А2isin( ωit+φн1i)}М (5) где А1i=АsН1i(fs)=Аs ζ (f-fсрi);
φн1i=φнs+φ1i(fc) = φнs+Ψ (fs -fсрi);
ωi=2πfcpi ;
по второму набору участков:
{А2i sin( ωit+φн2i)}M, (6)
где А2i=АsН2i(fs)=Аs ζ (f-fсрi)
φн2i=φнs+φ2i(fs) = φнs+mΨ (fs -fсрi);
В массиве сигналов после селекции по первому набору частотных участков сигнал с максимальной амплитудой будет в том участке, у которого частотное рассогласование средней частоты с частотой входного сигнала минимальное:
(7) где А1maх - максимальное значение амплитуды сигнала после селекции частотных составляющих по первому набору участков;
Δ fрi=fs-fсрi - частотное рассогласование средней частоты i-го частотного участка с частотой входного сигнала.
Разность фаз отселектированных сигналов в частотных участках первого и второго наборов с номером ms равна:
=- =(m-1)Ψ(fs-f) = αi(m-1)(fs-f) (8)
Формируемое частотное рассогласование между средней частотой участка с зафиксированным номером ns и частотой входного сигнала равно:
Δf= = fs-f (9)
Произведя сложение средней частоты зафиксированного частотного участка с номером ns и измеренного частотного рассогласования, получаем в результате искомое значение частоты входного сигнала:
f+ Δf= fs (10)
Устройство, реализующее способ (фиг.4), состоит из широкополосного тракта 1, первого и второго наборов 2, 3 узкополосных фильтров, каждый из которых включает М фильтров (2.1-2. М, 3.1-3.М соответственно), набора 4 амплитудных детекторов, содержащего М амплитудных детекторов 4.1-4.М, коммутаторов 5, 6, решающего устройства 7, измерителя 8 разности фаз, формирователя 9 средней частоты фильтров, делителя 10 и сумматора 11.
=- =(m-1)Ψ(fs-f) = αi(m-1)(fs-f) (8)
Формируемое частотное рассогласование между средней частотой участка с зафиксированным номером ns и частотой входного сигнала равно:
Δf= = fs-f (9)
Произведя сложение средней частоты зафиксированного частотного участка с номером ns и измеренного частотного рассогласования, получаем в результате искомое значение частоты входного сигнала:
f+ Δf= fs (10)
Устройство, реализующее способ (фиг.4), состоит из широкополосного тракта 1, первого и второго наборов 2, 3 узкополосных фильтров, каждый из которых включает М фильтров (2.1-2. М, 3.1-3.М соответственно), набора 4 амплитудных детекторов, содержащего М амплитудных детекторов 4.1-4.М, коммутаторов 5, 6, решающего устройства 7, измерителя 8 разности фаз, формирователя 9 средней частоты фильтров, делителя 10 и сумматора 11.
Устройство работает следующим образом.
Входной сигнал Uвх(t) поступает на вход широкополосного тракта 1, где производится его предварительная селекция по частоте и усиление. Предварительная селекция по частоте обеспечивает формирование требуемой полосы анализа сигналов Δ Fа, а предварительное усиление обеспечивает требуемую чувствительность. С выхода широкополосного тракта 1 сигнал поступает на входы наборов 2, 3 узкополосных фильтров, каждый из которых перекрывает полосу анализа Δ Fа. Частоты настройки (средние частоты полос пропускания) узкополосных фильтров первого и второго наборов с одинаковыми номерами совпадают, а полосы пропускания фильтров первого набора больше полос пропускания соответствующих фильтров второго набора. Отселектированные частотные составляющие входного сигнала с выходов первого набора 2 узкополосных фильтров поступают на соответствующие входы набора 4 амплитудных детекторов, реализующих измерение амплитуды частотных составляющих. Решающее устройство 7 производит сравнение значений амплитуды частотных составляющих и выделение максимального значения с фиксацией номера ns соответствующего узкополосного фильтра. Код номера ns зафиксированного узкополосного фильтра поступает на управляющие входы первого 5 и второго 6 коммутаторов сигналов, которые подключают к первому и второму входам измерителя 8 разности фаз выходы фильтров соответственно наборов 2,3 с зафиксированным номером ns. Измеренное значение разности фаз с выхода измерителя 8 поступает на делитель 10, на выходе которого формируется значение частотного рассогласования между частотой настройки узкополосных фильтров с номером ns и частотой входного сигнала.
Значение частоты сигнала fs формируется на выходе сумматора 11, на вход которого поступают значения частотного рассогласования Δ fр и средней частоты fсрs полосы пропускания фильтра с зафиксированным номером ns. Значение fсрs формируется формирователем 9 средней частоты фильтра по значению номера соответствующего фильтра с номером ns, поступающему с решающего устройства 7.
Claims (1)
- СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛА, заключающийся в приеме входного сигнала в пределах частотной полосы анализа, селекции частотных составляющих принятого сигнала по набору частотных участков, перекрывающему диапазон полосы анализа, измерении амплитуд отселектированных частотных составляющих и выделении максимального значения амплитуды с фиксацией номера соответствующего частного участка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, производят одновременную селекцию частотных составляющих принятого сигнала по двум наборам частотных участков, каждый из которых перекрывает диапазон полосы анализа, и средние частоты участков первого и второго наборов с одинаковыми номерами совпадают, при этом ширина участков первого набора больше ширины соответствующих участков второго набора, измерение амплитуд отселектированных в первом наборе участков частотных составляющих и выделение максимального значения амплитуды с фиксацией номера ns соответствующего частотного участка, измерение разности фаз частотных составляющих, отселектированных в частотных участках первого и второго наборов с фиксированным номером ns, формирование частотного рассогласования частоты входного сигнала и средней частоты фиксированного частотного участка с номером ns путем уменьшения измеренного значения разности фаз пропорционально значению крутизны фазочастотной характеристики соответствующей цепи селекции частотной составляющей, измерение частоты принятого сигнала путем сложения средней частоты зафиксированного частотного участка с номером ns и соответствующего частотного рассогласования с входным сигналом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4911886 RU2022277C1 (ru) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Способ определения частоты сигнала |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4911886 RU2022277C1 (ru) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Способ определения частоты сигнала |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2022277C1 true RU2022277C1 (ru) | 1994-10-30 |
Family
ID=21560855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4911886 RU2022277C1 (ru) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | Способ определения частоты сигнала |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2022277C1 (ru) |
-
1991
- 1991-02-15 RU SU4911886 patent/RU2022277C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кузьмин С.З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиолокационной информации. М.: Радио и связь, 1986, с.102 - 103. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4219770A (en) | Insertion loss and phase shift measurement system and method | |
US4363138A (en) | Signal presence detector and method | |
US3157781A (en) | Signal correlation system | |
US4977376A (en) | Method for disturbance reduction in measurement systems for analysis of emission or transmission processes | |
US4200840A (en) | Dual detection scheme for compressive receivers | |
RU2022277C1 (ru) | Способ определения частоты сигнала | |
JPH04249776A (ja) | 計器の中間周波数応答特性を得る方法 | |
RU2725505C1 (ru) | Способ оперативного измерения СВЧ частоты | |
US4982165A (en) | Set-on oscillator | |
US4002970A (en) | Optimum threshold transmission line discriminator | |
RU2099729C1 (ru) | Измеритель шумовых характеристик сверхвысокочастотных и высокочастотных передатчиков | |
RU2082988C1 (ru) | Способ оптимального обнаружения импульсных сигналов с немодулированной несущей частотой | |
Ratz | Telemetry bandwidth compression using airborne spectrum analyzers | |
Bogotch et al. | The effect of limiting on the detectability of partially time-coincident pulse compression signals | |
RU2224264C2 (ru) | Устройство для измерения динамического диапазона радиоприемника по интермодуляции | |
RU2747440C1 (ru) | Способ оперативного измерения СВЧ-частоты с предварительным умножением частоты и сниженными требованиями к полосе пропускания линии задержки | |
RU1827642C (ru) | Способ измерени начальной фазы сигнала и устройство дл его осуществлени | |
SU677109A1 (ru) | Панорамное приемное устройство | |
US6169760B1 (en) | Fast, highly accurate frequency measurement technique | |
SU517878A1 (ru) | Устройство дл измерени группового времни запаздывани | |
JPS6159248A (ja) | 核磁気共鳴装置 | |
RU1791784C (ru) | Способ определени коэффициента передачи четырехполюсника и устройство дл его осуществлени | |
SU907454A1 (ru) | Дисперсионный анализатор спектра | |
SU496506A1 (ru) | Спосб измерени фазового сдвига инфранизкочастотных сигналов | |
RU2060507C1 (ru) | Радиоспектрометр с частотной модуляцией |