RU2622232C1 - Двухканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов - Google Patents
Двухканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622232C1 RU2622232C1 RU2016135406A RU2016135406A RU2622232C1 RU 2622232 C1 RU2622232 C1 RU 2622232C1 RU 2016135406 A RU2016135406 A RU 2016135406A RU 2016135406 A RU2016135406 A RU 2016135406A RU 2622232 C1 RU2622232 C1 RU 2622232C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- outputs
- detectors
- amplitude
- meters
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/02—Measuring characteristics of individual pulses, e.g. deviation from pulse flatness, rise time or duration
Landscapes
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в цифровых осциллографах, панорамных радиоприемниках и в аппаратуре мониторинга и анализа параметров источников радиоизлучений. Двухканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) и линии задержки. Достижение технического результата обеспечивается введением аналого-цифровых преобразователей АЦП ПЧ1 1.1, АЦП ПЧ2 1.2, цифровых детекторов 3.1 и 3.2, устройств сглаживания и децимации 4.1 и 4.2, обнаружителей 6.1 и 6.2, измерителей частоты 7.1 и 7.2, первичных измерителей параметров 8.1 и 8.2, коммутатора результатов измерений 9.1, коммутатора результатов селекции 9.2, контроллера передачи данных 10, вторичного измерителя параметров 11, селекторов по амплитуде, длительности и несущей частоте импульса 12.1, 12.2 и 12.3, блока запоминающего устройства 13, соединенных в соответствии с блок-схемой на фиг. 1. Технический результат заключается в увеличении количества каналов измерения до двух, качественном расширении перечня измеряемых импульсных параметров и увеличении чувствительности системы. 2 ил.
Description
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в цифровых осциллографах, панорамных радиоприемниках и в аппаратуре мониторинга и анализа параметров источников радиоизлучений.
Известно устройство измерения длительности импульсов, разработанное В.И. Симоновым, А.А. Чижовым (авторское свидетельство SU №1824597, МПК G01R 29/02), позволяющее измерять длительности импульсов аппаратурой с малым количеством элементов с высокой степенью интеграции.
Известно устройство измерения периода повторения импульсов, разработанное В.И. Симоновым, А.А. Чижовым (патент RU №2020496, МПК G01R 29/02), позволяющее измерять период повторения импульсов аппаратурой с высокой точностью.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа измеритель временных параметров случайных импульсных потоков (авторское свидетельство SU №1575135, МПК G01R 29/02), который позволяет измерять длительность и период повторения импульсов с высокой точностью за счет согласованной работы триггеров и линий задержки.
Существенными недостатками данных устройств являются устаревшая элементная база и громоздкость конструктивной реализации при ограничении измерения только временных параметров импульсов (длительности/периода повторения), что не позволяет обеспечить необходимую полноту и качество описания принятых импульсов.
Целью изобретения является качественное расширение перечня измеряемых импульсных параметров за счет измерения по двум каналам промежуточной частоты (ПЧ), а также увеличение чувствительности и помехозащищенности системы за счет применения устройства сглаживания и децимации, селекторов по амплитуде, длительности и несущей частоте импульсов.
Цель достигается тем, что в известную систему (устройство), содержащую генератор импульсов, два формирователя импульсов, четыре счетчика и два запоминающих блока, шесть триггеров, четыре линии задержки, пять логических элементов ИЛИ, инвертор, элемент И-НЕ, два элемента И, две группы вентилей и счетчик, согласно изобретению введены аналого-цифровые преобразователи (АЦП) каналов ПЧ1 и ПЧ2, цифровые детекторы, устройства сглаживания и децимации, обнаружители, измерители частоты, коммутаторы результатов измерений и результатов селекции, первичный и вторичные измерители параметров, контроллер передачи данных, селекторы по амплитуде и длительности импульса, блок запоминающего устройства (БЗУ), при этом выходы АЦП ПЧ1 и АЦП ПЧ2 подключены к цифровым детекторам, выходы которых подключены к устройствам сглаживания и децимации, выходы которых подключены к обнаружителям, выходы обнаружителей подключены к первичным измерителям параметров, при этом сигналы с выходов АЦП ПЧ1 и АЦП ПЧ2 задерживаются в линиях задержки и передаются в измерители частоты, затем поступают на вход коммутатора результатов измерений, выход которого подключен к контроллеру передачи данных, выход контроллера подключен к вторичному измерителю параметров, выход которого подключен к селекторам по амплитуде, длительности и несущей частоте импульса, выходы селекторов подключены к коммутатору результатов селекции, выходные данные хранятся в БЗУ.
Сопоставительный анализ технического решения с устройством, выбранным в качестве прототипа, показывает, что новизна технического решения заключается в интеграции в заявленное устройство новых схемных элементов: АЦП ПЧ1 и АЦП ПЧ2, цифровых детекторов, устройств сглаживания и децимации, обнаружителей, измерителей частоты, коммутаторов, первичных и вторичного измерителей параметров, контроллера передачи данных, селекторов по амплитуде, длительности и несущей частоте импульса, БЗУ.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения «новизна».
Анализ известных технических решений в исследуемой и смежных областях позволяет сделать вывод о том, что введенные функциональные узлы известны. Однако введение их в двухканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов с указанными связями придает этому устройству новые свойства. Введенные функциональные узлы взаимодействуют таким образом, что позволяют качественно расширить перечень измеряемых импульсных параметров за счет измерения по двум каналам ПЧ и цифрового детектирования огибающей (видеосигнала), а также увеличить чувствительность и помехозащищенность системы за счет применения устройства сглаживания и децимации, селекторов по амплитуде, длительности и несущей частоте импульса.
Таким образом, техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники.
Изобретение может быть использовано в цифровых осциллографах, панорамных радиоприемниках, а также в аппаратуре мониторинга и анализа параметров источников радиоизлучений для обнаружения, измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов с целью последующей селекции и классификации сигналов из потока импульсных параметров, а также определения направления двухканальными системами.
Таким образом, изобретение соответствует критерию "промышленная применимость".
На фиг. 1 представлена структурная блок-схема двухканального устройства измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов, которая содержит: АЦП ПЧ1 - 1.1, АЦП ПЧ2 - 1.2, генератор тактовых импульсов - 2, цифровые детекторы - 3.1 и 3.2, устройства сглаживания и децимации - 4.1 и 4.2, линии задержки - 5.1 и 5.2, обнаружители - 6.1 и 6.2, измерители частоты - 7.1 и 7.2, первичные измерители параметров - 8.1 и 8.2, коммутаторы - 9.1 и 9.2, контроллер передачи данных - 10, вторичный измеритель параметров - 11, селектор по амплитуде импульса - 12.1, селектор по длительности импульса - 12.2, селектор по несущей частоте импульса - 12.3, БЗУ - 13,
на фиг. 2 - таблица сравнения аналогов по измеряемым параметрам.
В двухканальном устройстве измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов (фиг. 1) выходы АЦП ПЧ1 и АЦП ПЧ2 подключены к цифровым детекторам, выходы которых подключены к устройствам сглаживания и децимации, выходы которых подключены к обнаружителям, выходы обнаружителей подключены к первичным измерителям параметров, при этом сигналы с выходов АЦП ПЧ1 и АЦП ПЧ2 задерживаются в линиях задержки и передаются в измерители частоты, затем поступают на вход коммутатора результатов измерений, выход которого подключен к контроллеру передачи данных, выход контроллера подключен к вторичному измерителю параметров, выход которого подключен к селекторам по амплитуде, длительности и несущей частоте импульса, выходы селекторов подключены к коммутатору результатов селекции, выходные данные хранятся в БЗУ.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
В ходе мониторинга в радиотехнике существует необходимость классификации, распознавания и идентификации, определения направления излучения принимаемых импульсных сигналов в автоматическом/автоматизированном режиме работы аппаратуры. Для этого необходимо качественно и количественно описать принятые импульсы с помощью специальных устройств в виде потока параметров импульсов, удобном для дальнейшей обработки в специальном устройстве или электронно-вычислительной машине (ЭВМ). Следовательно, требуется специальное устройство измерения параметров импульсных сигналов.
В радиотехнике сверхвысокочастотные (СВЧ) сигналы обрабатываются на заранее выбранной промежуточной частоте (ПЧ). Для решения указанных задач в предлагаемом устройстве на входы устройства измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов подают сигналы на ПЧ.
Далее в АЦП ПЧ1 и АЦП ПЧ2 выполняются процедуры квантования и дискретизации радиосигнала с возможностью выбора частоты дискретизации. По результатам квантования каждый цифровой детектор формирует видеосигнал (огибающая радиоимпульса без несущей частоты): с помощью амплитудной демодуляции входного сигнала, результаты АЦП - {Asj} преобразуются в массив {|Asj|}, который потом сглаживается цифровым фильтром нижних частот, реализованным в виде динамической оконной функции, использующей принципы некогерентного накопления.
После этого амплитудно-временные отсчеты поступают в блоки сглаживания и децимации, где исключаются выбросы и грубые ошибки измерения по амплитуде и времени прихода импульсов, а также выполняется процедура сглаживания, построенная на основе автокорреляционной функции с изменяемым размером окна по формуле для каждого импульса:
где Ai - i-я амплитуда импульса,
Ai+k - i+k-я амплитуда импульса,
i=1…N (N - количество отсчетов АЦП импульса видеосигнала),
k - программно изменяемая величина окна автокорреляционной функции (от 16 до 256 точек).
Далее данные поступают в обнаружитель, который выполняет процедуру обнаружения импульсов и передает результаты обнаружения первичному измерителю параметров. Обнаружитель построен на основе критерия превышения видеосигналом порога.
Первичный измеритель параметров управляет работой обнаружителя, осуществляет предварительный расчет временных параметров сигналов и управляет процессом записи информативных данных в БЗУ путем формирования признака обнаружения.
Параллельно с работой блоков 3.1, 4.1, 6.1, 8.1 выполняется измерение несущей частоты/ширины спектра излучения в блоке измерения частоты 7.1 с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье по 1024 точкам. При этом параметры радиосигнала задерживаются на время, достаточное для обнаружения импульса по данным от цифрового детектора и первичного измерения параметров, с помощью линии задержки 5.1 (аналогичные процедуры выполняются с параметрами импульсов в канале ПЧ2 в блоках 7.2 и 5.2).
Обнаруженный сигнал после прореживания данных (по критерию минимально допустимой длительности импульса) подается в первичный измеритель, который производит определение амплитуды, длительности и времени прихода импульсов.
Коммутатор результатов селекции 9.1 обеспечивает запись данных обнаруженного сигнала в БЗУ только при наличии признака обнаружения, а при калибровке измерителя переключает потоки данных амплитудно-временных и частотных параметров импульсов.
После коммутатора поток данных поступает в контроллер передачи данных буферной памяти 10 и через него в БЗУ. Контроллер выполняет коммутацию банков на запись и чтение.
Вторичный измеритель параметров 11 производит считывание параметров импульсов из БЗУ сигналов. Данные последовательно передаются между модулями измерения амплитуды, длительности, корректором времени прихода. Выходные данные передаются в селекторы по амплитуде 12.1, длительности 12.2 и несущей частоте импульса 12.3, которые осуществляют процедуру селекции по уточненным параметрам сигналов. Селекторы работают по принципу полосовых фильтров по величине параметра импульса (длительности, амплитуде и несущей частоты) в соответствии с критерием:
Pmin<Pi<Pmax,
где Pmin, Pmax - минимальное и максимальное значение параметра импульса,
Pi - i-e значение параметра импульса.
Измеренные параметры с помощью коммутатора результатов селекции 9.2 записываются в БЗУ 13 вместе с оцифрованными сигналами с предысторией и постисторией. Длина предыстории и постистории выбирается программно и составляет максимально порядка 250 не каждая. По команде данные из БЗУ переписываются в ЭВМ для дальнейшей обработки.
Устройство формирует слово состояния, в котором содержится информация о состоянии системы (запущена или остановлена), признаках остановки, количестве принятых импульсов, объеме БЗУ.
Таким образом, достигнут положительный эффект, заключающийся в качественном расширении перечня измеряемых импульсных параметров за счет измерения по двум каналам частотных и временных параметров и увеличении чувствительности системы за счет применения устройства сглаживания и децимации. Применение предложенного устройства в современных и перспективных комплексах радиотехнического контроля позволяет в одних и тех же условиях расширить перечень измеряемых импульсных параметров за счет измерения по двум каналам частотных и временных параметров: к длительности и периоду повторения импульсов, измеряемых прототипом, добавлены амплитуда, время прихода, несущая частота, ширина спектра импульса.
Для реализации заявляемого устройства использованы известные элементы и схемы, выпускаемые зарубежной промышленностью. Блоки 3.1-10.2 реализованы на перепрограммируемой логической интегральной схеме XILINX KINTEX7. Блоки 1.1, 1.2, 2, 13 являются отдельными микросхемами.
Claims (1)
- Двухканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов (ГТИ), линии задержки, отличающееся тем, что в него введены аналого-цифровые преобразователи (АЦП) радиоимпульса по каналу промежуточной частоты (ПЧ) - АЦП ПЧ1, АЦП ПЧ2, цифровые детекторы, устройства сглаживания и децимации, обнаружители, измерители частоты, коммутаторы результатов измерения и результатов селекции, первичные и вторичный измерители параметров, контроллер передачи данных, селекторы по амплитуде, длительности и несущей частоте импульса, блок запоминающего устройства (БЗУ), при этом выходы АЦП ПЧ1 и АЦП ПЧ2 подключены к цифровым детекторам, выходы цифровых детекторов подключены к устройствам сглаживания и децимации, выходы устройств сглаживания и децимации подключены к обнаружителям, выходы обнаружителей подключены к первичным измерителям параметров, при этом выходы АЦП ПЧ1 и ПЧ2 подключены к линиям задержки, выходы линий задержки подключены к измерителям частоты, выходы измерителей частоты подключены на вход коммутатора результатов измерения, выход коммутатора результатов измерения подключен к контроллеру передачи данных, выход контроллера передачи данных подключен к вторичному измерителю параметров, выход вторичного измерителя параметров подключен к селекторам по амплитуде, длительности и несущей частоте импульса, выходы селекторов подключены к коммутатору результатов селекции, выход коммутатора результатов селекции подключен к БЗУ.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135406A RU2622232C1 (ru) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Двухканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016135406A RU2622232C1 (ru) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Двухканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2622232C1 true RU2622232C1 (ru) | 2017-06-13 |
Family
ID=59068328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016135406A RU2622232C1 (ru) | 2016-08-30 | 2016-08-30 | Двухканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2622232C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775355C1 (ru) * | 2021-05-06 | 2022-06-29 | Акционерное общество "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (АО "ТНИИС") | Цифровой измеритель параметров импульсных свч сигналов с широким диапазоном рабочих частот |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1343363A1 (ru) * | 1986-02-13 | 1987-10-07 | Предприятие П/Я А-1001 | Устройство дл определени временных параметров сигналов |
SU1575135A1 (ru) * | 1988-09-22 | 1990-06-30 | Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина | Измеритель временных параметров случайных импульсных потоков |
RU2020496C1 (ru) * | 1991-12-09 | 1994-09-30 | Владимир Иванович Симонов | Измеритель периода повторения импульсов |
US20060206550A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Anritsu Corporation | Signal measuring/analyzing apparatus and signal measuring/analyzing method |
US7227346B1 (en) * | 2005-08-23 | 2007-06-05 | Timing Solutions Corporation | Two channel digital phase detector |
US8461850B2 (en) * | 2010-08-13 | 2013-06-11 | Tektronix, Inc. | Time-domain measurements in a test and measurement instrument |
-
2016
- 2016-08-30 RU RU2016135406A patent/RU2622232C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1343363A1 (ru) * | 1986-02-13 | 1987-10-07 | Предприятие П/Я А-1001 | Устройство дл определени временных параметров сигналов |
SU1575135A1 (ru) * | 1988-09-22 | 1990-06-30 | Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина | Измеритель временных параметров случайных импульсных потоков |
RU2020496C1 (ru) * | 1991-12-09 | 1994-09-30 | Владимир Иванович Симонов | Измеритель периода повторения импульсов |
US20060206550A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-14 | Anritsu Corporation | Signal measuring/analyzing apparatus and signal measuring/analyzing method |
US7227346B1 (en) * | 2005-08-23 | 2007-06-05 | Timing Solutions Corporation | Two channel digital phase detector |
US8461850B2 (en) * | 2010-08-13 | 2013-06-11 | Tektronix, Inc. | Time-domain measurements in a test and measurement instrument |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2775355C1 (ru) * | 2021-05-06 | 2022-06-29 | Акционерное общество "Таганрогский научно-исследовательский институт связи" (АО "ТНИИС") | Цифровой измеритель параметров импульсных свч сигналов с широким диапазоном рабочих частот |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8255179B2 (en) | Time qualified frequency mask trigger | |
RU2396557C1 (ru) | Многоканальное акустико-эмиссионное устройство | |
US20070091991A1 (en) | Strobe technique for test of digital signal timing | |
JPWO2005119943A1 (ja) | 光信号品質監視回路および光信号品質監視方法 | |
TWI481892B (zh) | 脈波雷達測距裝置及其測距演算法 | |
CN109254291B (zh) | 云雷达的多普勒功率谱数据融合方法及装置 | |
CN107727906B (zh) | 一种示波器自动设置的方法及其设备 | |
KR101840828B1 (ko) | 연속파 레이더의 도플러 주파수를 검지하는 에스디알 수신기 및 그 동작 방법 | |
CN109283833A (zh) | 一种时间统计系统和方法 | |
RU2622232C1 (ru) | Двухканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов | |
JP7502244B2 (ja) | データ・サンプル生成方法 | |
RU2620881C1 (ru) | Одноканальное устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов с цифровым детектированием | |
RU2592730C1 (ru) | Устройство измерения амплитудно-временных и частотных параметров сигналов | |
JP2011237413A (ja) | 試験測定機器 | |
CN107408333B (zh) | 数据收集系统 | |
US10955441B2 (en) | Measurement system and method for operating a measurement system | |
RU2682562C2 (ru) | Способ определения частоты в матричном приемнике | |
CN111812404B (zh) | 一种信号处理方法以及处理装置 | |
JP5179615B2 (ja) | Apd測定器の検査装置及び検査方法 | |
RU129258U1 (ru) | Устройство измерения электромагнитных полей, генерируемых электрооборудованием и элементами электроэнергетических систем | |
US20170307731A1 (en) | Digital radio frequency memory synthetic instrument | |
US20210018536A1 (en) | Measurement device and measurement method with advanced trigger | |
RU2663881C1 (ru) | Устройство определения времени прихода оптического сигнала | |
US11387922B2 (en) | Receiver with a power detecting function for a pulsed signal and receiving method | |
RU2684443C1 (ru) | Способ определения координат источников сигналов акустической эмиссии и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200831 |