SU1068844A2 - Компенсационный радиометр - Google Patents

Abstract

КОМПЕНСАЦИОННЫЙ РАДИОМЕТР по авт. св. № 934397, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  разрешающей способности и точности измерени  слабых шумовых сигналов, в него введены последовательно соединенные блок грубой компенсации и предварительный усилитель, а также амплитудный детектор, второй источник компенсирующего напр жени  и третий регистратор, подключенный к-второму выходу второго источника компенсирующего напр жени , первый выход которогоподключен к управл ющему входу блока грубой компенсации , при этом первый вход второго источника компенсирующего напр жени  подключен к выходу генератора опорного напр жени , а второй вход к выходу амплитудного детектора, вход .которого подключен к выходу предварительного усилител  и сигналь-; ному входу блока компенсатдии,причем i выход модул тора подключен к сигнальсл ному входу блока грубой компенсации.

Description

о:

00 00 4 4 Изобретение относитс .к радиотехнике и моусет быть использовано , устройствах дл  измерени  слабых шумовых сигналов на фоне внутренних шумов приемника, например в радиоастрономии По основному авт. св. № 934397 известен ко.мпенсацион;ный радиометр содержащий тракт высокой частоты вход которого соединен с входной клеммой устройства, а его выход под ключен к .входу детектора, блок компенсации , управл ющий вход которого соединен с выходом источника компен сиру«щего напр жени , низкочастотный фильтр, выход которого соединен с входом регистратора, а также моду л тор, усилитель, синхронный детектор , генератор опорного напр жени  и второй регистратор, при э.том первый вход модул тора соединен с выхо дом детектора, а второй вход модул  тора - с выходом генератора опорног напр жени ,.с первым входом источни ка компенсирующего напр жени  и с опорным входом синхронного детектора , сигнальный вход которого через последовательно соединен-ные блок компенсации и усилитель подключен к выходу модул тора, а выход синхро иого детектора соединен с входом фильтра низкой частоты, выход которого подключен к второму входу источника компенсирующего напр жени , вторым выходом соединенного с вторым регистратором, причем источник компенсирующего напр жени  выполнен в виде последовательно соединенньгх блока ограничителей по минимуму и максиьтуму, блока управлени , генератора импульсов, реверсивного счет чика, знаковый вход которого через комментатор направлени  счета подклю чен к второму выходу блока управлени  преобразовател  код - напр жение и второго модул тора til. Однако дл  достижени  большего динамического диапазона требуетс  большое число (несколько сотен) фиксированных уровней напр жени  компенсации. При этом возрастают погрешности при компенсации входного сигнала, так как приращение соседних уровней напр жени  компенсации, подаваемое на управл ющий вход блока компенсации становитс  соизмеримым с остаточными напр жени ми и токами утечек ключей преобразовател  код напр жение о Эти погрешности, а также нестабильности других каскгшов источника компенсирующего напр жени  ухудшают разрешающую способность и точность измерени  слабых шумовых сигналов на фоне внутренних шумов радиометра. Целью изобретени   вл етс  увеличение разрешающей способности, и точности измерени  слабых шумовых сигналов .. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в компенсационный радиометр, содержащий тракт высокой частоты, вход которого соединен с входной клеммой устройства, а его выход подключен к входу детектора, блок компенсации , управл ющий вход которого соединен с выходом источника компенсирующего напр жени , низкочастотный фильтр, выход которого соединен с входом-регистратора, а также модул тор, усилитель, синхронный детектор, при этом первый вход модул тора соединен с выходом детектора , а второй вход модул тора с выходе генератора опорного напр жени , с первым входом источника компенсирующего напр жени  и с опорным входом синхронного детектора, к сигнальному входу которого подключены последовательно соединенные блок компенсации и усилитель, а выход синхронного детектора подключен с входу фильтра низкой частоты, выход которого подключен к второму входу источника компенсирующего- напр жени , вторым выходом соединенного с вторым регистратором, причем источник компенсирующего напр- жени  выполнен в виде последовательно соединенных блок ограничителей по ми .нимуму и максимуму, блока управлени ., генератора импульсов, реверсивного счетчика, знаковый вход которого через коммутатор, направлени  счета подключен к второму выходу блока, управлени  преобразовател  код напр жение и второго модул тора, дополнительно введены последовател-ьно соединенные блок грубой компенсации и предварительный усилитель, а также амплитудный детектор, второй источник компенсирук дего напр жени  и третий регистратор, подключенный к второму выходу второго источника компенсирующего напр жени , первый выход которогоподключен к управл ющему вхойу блока грубой компенсации , при этом первый вход второго источника компенсирующего напр жени  подключен к выходу генератора опорного напр жени , а второй вход к выходу амплитудного детектора, вход которого подключен к выходу предварительного усилител  и сигнальному входу блока компенсации, причем выход модул тора подключен ксигнальному входу блока грубой компенсации, На чертеже приведена структурна  схема устройства. Радиометр содержит последовательно соединенные тракт 1 высокой частоты , вход которого подключен к входной клемме устройства, детектор 2, модул тор 3, блок4 грубой компенсации ., предварительный усилитель 5, блок 6 компенсации, усилитель 7, синхронный детектор 8, низкочастотный фильтр 9, первый регистратор 10 в состав радиометра также вход т первый и второй источники 11 и 12 компенсирующего напр жени , генератор 13опорного напр жени , второй регистратор 14, третий регистратор 1

Каждый из источников 11 и 12 компенсирующего напр жени  выполнен в виде последовательно соединенных блока 16-1(16-2) ограничителей по минимуму и максимуму, блока 17-1 (17-2) управлени , генератора 18i-l (18-2) импульсов, реверсивного счетчика 19-1(19-2), преобразовател  20-1(20-2) код - напр жение и модул тора 21-1(21-2). Знаковый вход каждого реверсивного счетчика 19-1 (19-2) подключен через соответствую-дий коммутатор 22-1(22-2) .направлени  счета к втор. выходу блоков 17-1(17-2) управлени .

Первый источник 11 -компенсирук цего напр жени  соедин етс  своим первым входом с выходом генератора 13 опорного напр жени , вторым входом - с выходом низкочастотного фильтра 9,, первым выходом - с управл ющим входом блока 6 компенсации, вторым выходом - с входом второго рег истратора 14 о

Второй источник 12 компенсирующего Напр жени  соедин етс  своим первым входом с выходом генератора ДЗ опорного напр жени , вторым входом - с выходом амплитудного детектора 23, первым выходом - с управл ющим входом блока 4 грубой компенсации , вторым выходом - с входом третьего регистратора 15.

Выход генератора 13 опорного напр жени  соединен с вторым входом модул тора 3 и опорным входом синхронного детектора 8.

Таким образом, предлагаемый компенсационный Рсцдиометр содержит две последовательно соединенные петли компенсации - грубую и точную. Петл  грубой компенсации включает блок 4 груб |й компенсации, предварительный у,силитель 5, амплитудный детектор 23 и второй источник 12 компенсирующего напр жени .

Петл  т.очной компенсации содержит блок 6 компенсации, усилитель 7, синхронный детектор 8, низкочас .тотный фильтр 9 и первый источник 11 компенсирующего напр жени .

Компенсационный радиометр работает следУкадим образом.

Полезный шумовой сигнал, напри-мер радиоастрономический, совместно с собственными шумами антенны и радиометра усиливаетс  трактом 1 высокой частоты и поступает на вход детектора 2.

Результат детектировани  модули- руетс  в модул торе 3 опорным напр жением импульсной формы, снимаемым с генератора 13 опорного напр жени  и поступает на первый вход блока 4 грубой компенсации На управл ющий вход блока 4 грубой компенсации поступает сигнал от второго источника 12 компенсирующего напр жени .

В блоке 4 грубой компенсации осуществл етс  груба  компенсаци  сигНсша . Частично скомпенсированный сигнал импульсной формы усиливаетс  в предварительном усилителе 5 и поступает на вход блока 6 компенсации. В блоке.6 компенсации осуществл етс  окончательна  компенсаци  сигнала и скомпенсированный сигнал импульсной форьел усиливаетс  в усилителе 7, детектируетс  в синхронном детекто-. ре, а после прохождени  низкочастотного фильтра 9 поступает на вход регистратора 10.

В петле грубой компенсации напр жение грубой компенсации, вырабатываемое вторым источником 12 компенсирующего напр жени , формируетс  следую1чим образом

Сигнал с выхода амплитудного де тектора 23 поступает в блок 16-2 ограничителей по минимуму и максимуму .

Пороги ограничени  блока 16-2 ограничителей по минимуму и-максимуму выбираютс  близкими соответствующим порогам ограничени  блока 16-1 ограничени  по минимуму и максимуму , причем порог ограничени  по минимуму блоков 16-1, 16-2 огра ,ничителей соответствует нижнему значению шкалы регистратора 10, а порог ограничени  по максимуму - верхнему значению шкалы.

Генератор 18-2 импульсов может работать в ждущем и автоколебательном режимах. Перевод в автоколебательный режим осуществл етс  логической 1, а в ждущий - логическим О, снимаемыми с блока 17-2 управлени .

0

Если выходное напр жение амплитудного детектора 23 находитс  между максимальным и минимальным порогами блока 16-2 ограничителей, то

блок 16-2 ограничителей выдаёт сигнал на блок 17-2 управлени , под действием которого на его выходе фоЕхииоуетс  логический О. Одновременно с Слока 17-2 управлени  выдаетс  сигнал через ког утатор 22-2 направлени  счета на реверсивный счетчик 19-2, подтверждающий его предыдущее знаковое состо ние.

Выходные сигналы, снимаемые с

разр дов реверсивного счетчика 19-2 и поступаю1дие на преобразователь 20-2 код - напр жение,  вл ютс  ком бинаци ми сигналов логических 1 и О, определ ющими дискретный уро вень напр жени  рубой компенсации. Посто нное напр жение, формируемое преобразователем 20-2 код - напр же ние, модулируетс  напр жением импульсной формы, в модул торе 21-2 и поступает на управл ющий вход блока 4 грубой компенсации. Величина дискретного уровн  грубой компенсации сигнала, снимаемого с преобразовател  20-2 код - напр жение , определ етс  по третьему регистратору 15. Сигнал импульсной , снимаемый с предварительного усилител  5 поступает в блок 6 компенсации, уси ливаетс  в усилителе 7, детектирует с  в синхронном детекторе 8, а посл прохождени  низкочастотного фильтра 9 поступает в регистратор 10. В петле точной компенсации, работающей аналогично петле грубой компенсации, источник 11 компенсиру ющего напр жени  обеспечивает выдачу дискретного уровн  напр жени  точной компенсации, подаваемого на управл ющий вход блока 6 компенсаци Величина дискре,тного уровн  точной компенсации сигнала, снимаема  с пр образовател  20-1 код - напр жение, определ етс  по второму регистратору 14. Модул торы 3, 21-1 и 21-2 и синхронный детектор 8 управл ютс  опор ным Напр жением импульсной формы, снимаемым с генератора 13 опорного напр жени . Коэффициент усилени  радиометра выбираетс  из услови  измерени  регистратором 10 минимального шумового сигнала, равного-флюктуационной чувствительности. Шсока  стабильность коэффициента, усилени  радиометра обеспечиваетс  преобразовани м продетектированного сигнала в импульсный в модул торе 3, его усилением в усилител х 5 и 7 и последующим детектированием в синхронном детекторе 8. Измерение величины слабых шумовых сигналов в любом интервале динамического диапазона на фоне внутренних шумов радиометра обеспечиваетс  тем, что дл  любого интерва ла динамического диапазона коэффициент усилени  по регистратору 10 остаетс  посто нным , так как при изменени х измер емого сигнала, выход щих за шкалу регистратора 10, источники 11 и 12 компенсирующего напр жени  автоматически компенсируют измер емый сигнал. Число разр дов реверсивных счетчиков 19-1, 19-2 выбираетс , исход  из требуемого динамического диапазона измерени  входного сигнала и разрешающей способности радиометра. Таким образом, предлагаемый компенсационный радиометр, содержащий дополнительно петлю грубой компенсации , позвол ет выбрать интервал между двум  соседними уровн ми напр жени  компенсации, значительно превышающий остаточные напр жени  и токи утечки ключей преобразователей 20-2 и 20-1 код - напр жение и нестабильности других каскадов источников 11 и 12 компенсирующих напр жений. В результате повышаетс  разрешающа  способнрсть и точность измерени  слабых шумовых сигналов на фоне внутренних шумов радиометра.

Claims (1)

1. КОМПЕНСАЦИОННЫЙ РАДИОМЕТР по авт. св. № 934397, отличающийся тем, что, с целью увеличения разрешающей способности и точности измерения слабых шумовых сигналов, в него введены последова- тельно соединенные блок грубой компенсации и предварительный усилитель, а также амплитудный детектор, второй источник компенсирующего напряжения и третий регистратор, подключенный к-второму выходу второго источника компенсирующего напряжения, первый выход которогоподключен к управляющему входу блока грубой компенсации, при этом первый вход второго источника компенсирующего напряжения подключен к выходу генератора опорного напряжения, а второй вход к выходу амплитудного детектора, вход .которого подключен к выходу предварительного усилителя и сигналь-ι ному входу блока компенсации .причем I выход модулятора подключен к сигнальному входу блока грубой компенсации.