RU2673240C1 - Частотомер - Google Patents

Частотомер Download PDF

Info

Publication number
RU2673240C1
RU2673240C1 RU2017121555A RU2017121555A RU2673240C1 RU 2673240 C1 RU2673240 C1 RU 2673240C1 RU 2017121555 A RU2017121555 A RU 2017121555A RU 2017121555 A RU2017121555 A RU 2017121555A RU 2673240 C1 RU2673240 C1 RU 2673240C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
external reset
pulses
counter
selector
Prior art date
Application number
RU2017121555A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Александрович Бубеньщиков
Сергей Юрьевич Полухин
Евгений Николаевич Федоров
Алексей Владимирович Туровский
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2017121555A priority Critical patent/RU2673240C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2673240C1 publication Critical patent/RU2673240C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G01R23/10—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into a train of pulses, which are then counted, i.e. converting the signal into a square wave
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/10—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves
    • G01S13/14—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein a voltage or current pulse is initiated and terminated in accordance respectively with the pulse transmission and echo reception
    • G01S13/16—Systems for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse modulated waves wherein a voltage or current pulse is initiated and terminated in accordance respectively with the pulse transmission and echo reception using counters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к средствам оценивания статистических характеристик обнаружения радиосигналов, и может быть использовано для измерения частоты появления сигналов радиоэлектронных средств, а также проведения экспериментальных исследований. Технический результат - повышение точности измерения числа импульсов апериодической входной последовательности импульсов за счет стробирования входной апериодической последовательностью импульсов последовательности импульсов опорной частоты. Указанный результат достигается за счет того, что частотомер содержит генератор сигнала опорной частоты, счетчик-делитель с внешним сбросом, схему управления с внешним сбросом, два селектора, счетчик импульсов с внешним сбросом, индикатор датчик режима и ключ. Перечисленные средства определенным образом соединены между собой и обеспечивают функционирование частотомера в двух режимах – в режиме измерения числа периодических импульсов и в режиме измерения числа апериодических импульсов за калиброванный интервал времени. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к средствам оценивания статистических характеристик обнаружения радиосигналов, и может быть использовано для измерения частоты появления сигналов радиоэлектронных средств, а также проведения экспериментальных исследований.
Известен частотомер [см. Валитов Р.А., Сретенский В.Н. Радиотехнические измерения. Методы и техника измерений в диапазоне от длинных до оптических волн. - М.: Советское радио, 1970. - 712 с.: ил., с. 418], содержащий согласующее устройство, усилитель, формирующее устройство, линию задержки, селектор, кварцевый генератор, делитель частоты, амплитудный дискриминатор, декадный делитель, диодный селектор и триггер. Измерение частоты проводится путем подсчета количества периодических импульсов прямоугольной формы на калиброванном интервале времени и переводе этого числа импульсов в значение частоты.
Недостатком частотомера является низкая точность измерения числа импульсов на калиброванном интервале времени для апериодической последовательности импульсов.
Наиболее близким к заявляемому устройству является частотомер [см. Электрорадиоизмерения: Учебное пособие для радиотехнических спец. вузов / Под ред. В.И. Винокурова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1986. - 351 с.: ил., с. 148], принятый за прототип.
Частотомер содержит последовательно соединенные генератор сигнала опорной частоты, счетчик-делитель с внешним сбросом, схему управления с внешним сбросом, селектор, счетчик импульсов с внешним сбросом, индикатор. Измерение частоты проводится путем подсчета количества периодических импульсов прямоугольной формы на калиброванном интервале времени и переводе этого числа импульсов в значение частоты.
Недостатком частотомера является низкая точность измерения числа импульсов на калиброванном интервале времени для апериодической последовательности импульсов.
Технический результат состоит в повышении точности измерения числа импульсов апериодической входной последовательности импульсов за счет стробирования входной апериодической последовательностью импульсов последовательности импульсов опорной частоты.
Технический результат достигается тем, что в известном частотомере, содержащем последовательно соединенные генератор сигнала опорной частоты, счетчик-делитель с внешним сбросом, схему управления с внешним сбросом, первый селектор, счетчик импульсов с внешним сбросом и индикатор, дополнительно введены последовательно соединенные датчик режима, ключ и второй селектор, при этом первый вход ключа является входом устройства, а второй выход объединен с выходом второго селектора и соединен с первым входом первого селектора, второй вход второго селектора объединен с первым входом счетчика-делителя с внешним сбросом, второй вход которого объединен со вторыми входами схемы управления с внешним сбросом и счетчика импульсов с внешним сбросом.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройство прототип дополнительно введены последовательно соединенные датчик режима, ключ и второй селектор, при этом первый вход ключа является входом устройства, а второй выход объединен с выходом второго селектора и соединен с первым входом первого селектора, второй вход второго селектора объединен с первым входом счетчика-делителя с внешним сбросом, второй вход которого объединен со вторыми входами схемы управления с внешним сбросом и счетчика импульсов с внешним сбросом.
Известно [Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник для вузов. Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Сов. радио, 1977. - 608 с.: ил., с. 25], что апериодический сигнал представляет собой сигнал, не повторяющийся с определенным постоянным периодом следования, поэтому точность подсчета числа импульсов апериодической входной последовательности устройством прототипом осуществляется с низкой точностью.
Дополнительно введенные датчик режима, ключ и второй селектор обеспечивают функционирование частотомера в двух режимах - измерение числа периодических импульсов и измерение числа апериодических импульсов за калиброванный интервал времени. Тип входной последовательности импульсов (периодическая или апериодическая) считается известным заранее. Выбор режима осуществляется путем переключения вручную датчика режима в положение соответствующее тому или иному типу входной последовательности. При этом на ключ поступает сигнал логической единицы, подключающий вход устройства к дополнительно введенному второму селектору в режиме измерения числа апериодических импульсов или сигнал логического нуля, подключающий его напрямую к первому селектору в режиме измерения числа периодических импульсов в обход дополнительно введенного второго селектора.
В режиме измерения числа периодических импульсов частотомер функционирует следующим образом. Дополнительно введенный датчик режима переключается в положение, соответствующее подсчету числа периодических импульсов. При этом на вход последовательно соединенного с ним ключа поступает сигнал логического нуля и ключ подключает вход устройства напрямую к входу первого селектора. Измерение числа импульсов входной периодической последовательности осуществляется путем подачи ее на вход счетчика в течение калиброванного интервала времени определяемого длительностью импульса, поступающего на второй вход первого селектора с выхода схемы управления с внешним сбросом.
Длительность импульса определяется по переднему фронту моментом появления сигнала «Сброс» на входе схемы управления, а по заднему фронту заданным числом периодов импульсов опорной частоты.
В режиме измерения числа апериодических импульсов дополнительно введенный датчик режима переключается в положение, соответствующее подсчету числа апериодических импульсов. При этом на вход последовательно соединенного с ним ключа поступает сигнал логической единицы и ключ подключает вход устройства к входу второго селектора. Второй селектор обеспечивает стробирование входной апериодической последовательностью прямоугольных импульсов последовательности высокочастотных импульсов с выхода генератора сигнала опорной частоты. Этим достигается преобразование входной апериодической последовательности импульсов в периодическую последовательность импульсов с периодом следования сигнала опорной частоты. После стробирования осуществляется подсчет полученного числа импульсов сигнала опорной частоты за калиброванный интервал времени с выхода первого селектора. Таким образом, совокупность дополнительно введенных элементов и связи между ними обеспечивают повышении точности измерения числа апериодических импульсов входной последовательности.
На чертеже приведена структурная схема устройства.
Частотомер состоит из следующих функциональных узлов: 1 - датчик режима; 2 - ключ; 3 - селектор; 4 - генератор сигнала опорной частоты; 5 - счетчик-делитель с внешним сбросом; 6 - схема управления с внешним сбросом; 7 - счетчик импульсов с внешним сбросом; 8 - индикатор.
Датчик режима 1 может быть выполнен в виде кнопочного переключателя ПКн35 (Партала О.Н. Радиокомпоненты и материалы: Справочник. - К.: Радiоаматор, М.: КУбК - а, 1998. - С. 641)
Назначение остальных элементов устройства ясно из их названия, и все элементы могут быть выполнены на основе известных промышленно выпускаемых радиотехнических элементов.
Частотомер работает следующим образом.
Перед началом работы в соответствии с известным типом входной последовательности импульсов (периодической или апериодической) дополнительно введенный датчик режима вручную переключается в соответствующее положение.
В режиме измерения числа периодических импульсов частотомер функционирует следующим образом. В исходном состоянии до начала работы устройства первый 3.1 и второй 3.2 селекторы закрыты, на выходах датчика режима 1, генератора сигнала опорной частоты 4 и объединенных вторых входах счетчика-делителя с внешним сбросом 5, схемы управления с внешним сбросом 6, счетчика импульсов с внешним сбросом 7 сигналы логического нуля, ключ 2 в положении для работы в режиме измерения числа периодических импульсов. Работа устройства начинается с поступлением с входа внешнего сброса управляющего сигнала логической единицы. Управляющий сигнал логической единицы одновременно поступает на объединенные вторые входы счетчика-делителя с внешним сбросом 5, схемы управления с внешним сбросом 6 и счетчика импульсов с внешним сбросом 7. При этом счетчик-делитель с внешним сбросом 5 и счетчик импульсов с внешним сбросом 7 обнуляются, а на выходе схемы управления с внешним сбросом 6 формируется сигнал логической единицы, который поступает на второй вход первого селектора 3.1 и своим передним фронтом открывает его. С выхода генератора сигнала опорной частоты 4 периодическая последовательность прямоугольных импульсов опорной частоты поступает на первый вход счетчика-делителя с внешним сбросом 5. Счетчик-делитель с внешним сбросом 5 начинает накопление N периодов импульсов сигнала опорной частоты с выхода генератора сигнала опорной частоты 4 одновременно с получением управляющего импульса сброса по второму входу. При этом в течение времени накопления на выходе счетчика-делителя с внешним сбросом 5 формируется напряжение логического нуля. В это же время с входа устройства через ключ 2 на первый вход первого селектора 3.1 поступают N1 импульсов периодической входной последовательности прямоугольных импульсов, а с выхода первого селектора 3.1 N1 импульсов поступают на первый вход счетчика импульсов с внешним сбросом 7 и записываются в нем. После накопления в счетчике-делителе с внешним сбросом 5 N периодов импульсов опорной частоты, с его выхода на вход схемы управления с внешним сбросом 6 поступает сигнал логической единицы, по которому на ее выходе формируется сигнал логического нуля, поступающий на второй вход первого селектора 3.1, тем самым, закрывая его первый вход. После этого с выхода счетчика импульсов с внешним сбросом 7 накопленное количество импульсов N1 поступает на вход индикатора 8, где их количество делится на число N периодов импульсов опорной частоты, после чего полученное значение частоты появления импульсов отображается на нем. Вычисление значения частоты появления импульсов осуществляется в соответствии с выражением:
Figure 00000001
С поступлением очередного сигнала внешнего сброса весь процесс аналогично повторяется.
В режиме измерения числа апериодических импульсов частотомер функционирует следующим образом. В исходном состоянии до начала работы устройства первый 3.1 и второй 3.2 селекторы закрыты, на выходе датчика режима 1 сигнал логической единицы, на выходах генератора сигнала опорной частоты 4 и объединенных вторых входах счетчика-делителя с внешним сбросом 5, схемы управления с внешним сбросом 6, счетчика импульсов с внешним сбросом 7 сигналы логического нуля, ключ 2 в положении для работы в режиме измерения числа апериодических импульсов. Работа устройства начинается с поступлением с входа внешнего сброса управляющего сигнала логической единицы. Управляющий сигнал логической единицы одновременно поступает на объединенные вторые входы счетчика-делителя с внешним сбросом 5, схемы управления с внешним сбросом 6 и счетчика импульсов с внешним сбросом 7. При этом счетчик-делитель с внешним сбросом 5 и счетчик импульсов с внешним сбросом 7 обнуляются, а на выходе схемы управления с внешним сбросом 6 формируется сигнал логической единицы, который поступает на второй вход первого селектора 3.1 и своим передним фронтом открывает его. С выхода генератора сигнала опорной частоты 4 периодическая последовательность прямоугольных импульсов опорной частоты одновременно поступает на первый вход счетчика-делителя с внешним сбросом 5 и второй вход второго селектора 3.2. Счетчик-делитель с внешним сбросом 5 начинает накопление N периодов импульсов сигнала опорной частоты с выхода генератора сигнала опорной частоты 4 одновременно с получением управляющего импульса сброса по второму входу. При этом в течение времени накопления на выходе счетчика-делителя с внешним сбросом 5 формируется напряжение логического нуля. В это же время с входа устройства через ключ 2 на первый вход второго селектора 3.2 поступает импульс апериодической входной последовательности прямоугольных импульсов и открывает его на свою длительность. При этом в течение этого времени через второй вход второго селектора 3.2 на первый вход первого селектора 3.1 с выхода генератора сигнала опорной частоты 4 проходит N1 импульсов. После этого с выхода первого селектора 3.1 N1 импульсов поступают на первый вход счетчика импульсов с внешним сбросом 7 и записываются в нем. После накопления в счетчике-делителе с внешним сбросом 5 N периодов импульсов опорной частоты, с его выхода на вход схемы управления с внешним сбросом 6 поступает сигнал логической единицы, по которому, на ее выходе формируется сигнал логического нуля, поступающий на второй вход первого селектора 3.1, тем самым, закрывая его первый вход. После этого с выхода счетчика импульсов с внешним сбросом 7 накопленное количество импульсов N1 поступает на вход индикатора 8, где их количество делится на число N периодов импульсов опорной частоты, после чего полученное значение частоты появления импульсов отображается на нем. Вычисление значения частоты осуществляется в соответствии с выражением (1).
С поступлением очередного сигнала внешнего сброса весь процесс аналогично повторяется.

Claims (1)

  1. Частотомер, содержащий последовательно соединенные генератор сигнала опорной частоты, счетчик-делитель с внешним сбросом, схему управления с внешним сбросом, первый селектор, счетчик импульсов с внешним сбросом и индикатор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные датчик режима, ключ и второй селектор, при этом первый вход ключа является входом устройства, а второй выход объединен с выходом второго селектора и соединен с первым входом первого селектора, второй вход второго селектора объединен с первым входом счетчика-делителя с внешним сбросом, второй вход которого объединен со вторыми входами схемы управления с внешним сбросом и счетчика импульсов с внешним сбросом.
RU2017121555A 2017-06-19 2017-06-19 Частотомер RU2673240C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017121555A RU2673240C1 (ru) 2017-06-19 2017-06-19 Частотомер

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017121555A RU2673240C1 (ru) 2017-06-19 2017-06-19 Частотомер

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2673240C1 true RU2673240C1 (ru) 2018-11-23

Family

ID=64556601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017121555A RU2673240C1 (ru) 2017-06-19 2017-06-19 Частотомер

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2673240C1 (ru)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2047866C1 (ru) * 1993-06-16 1995-11-10 Игорь Петрович Ларионов Доплеровский частотомер
WO1997042518A1 (fr) * 1996-05-07 1997-11-13 Thomson-Csf Dispositif de mesures interferometriques avec un recepteur superheterodyne
RU2153680C1 (ru) * 1999-01-19 2000-07-27 Таганрогский государственный радиотехнический университет Акустооптический приемник-частотомер
JP2002303645A (ja) * 2001-02-01 2002-10-18 Mitsubishi Electric Corp 周波数計測装置、周波数計測方法およびレーダ装置
RU2278390C1 (ru) * 2004-11-09 2006-06-20 Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук Цифровой частотомер
WO2007090730A1 (fr) * 2006-02-10 2007-08-16 Thales Recepteur numerique large bande de mesure de frequence
JP2007298317A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Fujitsu Ltd 周波数変調回路及びｆｍ−ｃｗレーダ装置並びに通信統合レーダ装置
RU169440U1 (ru) * 2016-12-27 2017-03-17 Евгений Борисович Колесников Аналоговый частотомер

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2047866C1 (ru) * 1993-06-16 1995-11-10 Игорь Петрович Ларионов Доплеровский частотомер
WO1997042518A1 (fr) * 1996-05-07 1997-11-13 Thomson-Csf Dispositif de mesures interferometriques avec un recepteur superheterodyne
RU2153680C1 (ru) * 1999-01-19 2000-07-27 Таганрогский государственный радиотехнический университет Акустооптический приемник-частотомер
JP2002303645A (ja) * 2001-02-01 2002-10-18 Mitsubishi Electric Corp 周波数計測装置、周波数計測方法およびレーダ装置
RU2278390C1 (ru) * 2004-11-09 2006-06-20 Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук Цифровой частотомер
WO2007090730A1 (fr) * 2006-02-10 2007-08-16 Thales Recepteur numerique large bande de mesure de frequence
JP2007298317A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Fujitsu Ltd 周波数変調回路及びｆｍ−ｃｗレーダ装置並びに通信統合レーダ装置
RU169440U1 (ru) * 2016-12-27 2017-03-17 Евгений Борисович Колесников Аналоговый частотомер

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2851596A (en) Electronic counter
US4875201A (en) Electronic pulse time measurement apparatus
US2539673A (en) Frequency measuring system
US2844790A (en) Interval timer
RU2673240C1 (ru) Частотомер
US2563879A (en) Time characteristic determination of recurrent signals
US2901699A (en) Frequency measuring instrument
US10528010B2 (en) Range finding device
RU2594984C1 (ru) Радиодальномер
US3555549A (en) Radar range indicating system
US3028555A (en) Precision time interval generator having integrating stages
RU2195686C2 (ru) Устройство измерения малого временного интервала
SU748269A1 (ru) Формирователь измерительного интервала цифрового частотомерапериодомера
SU677087A1 (ru) Устройство дл сравнени частот двух импульсных последовательностей
US2629867A (en) Range aperturing device
SU526918A1 (ru) Коррел тор
SU773520A1 (ru) Цифровой фазометр
SU959094A1 (ru) Устройство дл определени амплитудных характеристик случайных процессов
SU556392A1 (ru) Кольцевой измеритель динамических параметров логических элементов
SU1165135A2 (ru) Акустический уровнемер
SU590663A1 (ru) Цифровой измеритель скорости распространени ультразвука
RU2013795C1 (ru) Устройство для измерения временных интервалов
SU1497559A1 (ru) Устройство дл неразрушающего контрол качества строительных изделий и материалов
SU676953A1 (ru) Устройство дл измерени динамических параметров электронных блоков
SU588505A1 (ru) Цифровой фазометр дл измерени мгновенного сдвига фаз

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190620