SU1247778A1 - Осциллографический фазометр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике. Может быть использовано в радиолокации и св зи, где широко примен ютс  фазоманипу- лированные (ФМИ) сигналы. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей фазометра. Дл  этого в устройство, содержащее генератор 10 опорного напр жени , фазовращатель 11 на 90°, усилитель 12 и ЭЛТ 13, усилитель 14, введены ЭЛТ 9, генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, Ьетеродин 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ 6, лини  7 задержки, накопитель 8. Цель достигаетс  путем поиска по частоте фазоманипулироваиного сигнала и визуальной оценки его основных параметров (несущей частоты . , величины скачков фазы , кратности фазовой манипул ции т) на экране двух ЭЛТ. Врем  3 задержки линии 7 задержки выбираетс  таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ФМН сигнала, наблюда  осциллограммы на. экранах ЭЛТ 9 и 13. 3 ил. (/ tNd 4 00 . Pfy. /

Description

Изобретейие относитс  к радиоиз- мерительной технике и может быть использовано в радиолокаций и св зи, где широко, примен ютс  фазоманипу- лированные (ФМн) сигналы.

Основными параметрами ФМн-сигна- лов  вл ютс  несуща  частота W , величина скачков фазы АI, кратность фазовой манипул ции m (основание модулирующего хода), закон фазовой ма- нипул ции, длительность и количество N элементарныз посылок, из которых составлен ФМн-сигнал длительностью Т .

В общем случае на одной несущей частоте можно одновременно передавать сообщени  от п источников, т.е использовать п-кратную фазовую манипул цию . Наибольшее распространение получили однократна , двукратна  и трехкратна  .фазовые манипул ции.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей, фазометра путем поиска по частоте фазомаиипулированного сигнала и ви- зуалыюй оценки его.основных параметров .

На Флг.1 показана структурна  схема предлагаемого фазометра; на фиг.2 - вид осциллограмм дл  сигна- лов с различной кратностью фазовой мaнипyл ции на фиг.З - структурна  схема накопител .

Фазометр содержит последовательно включенные, генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, второй вход которого соединен с входом фазометра, усилитель 5 промежуточной частоты, ключ б, ЛИН1ПО 7 задержки и накопитель 8, второй вход которого соединен с выхо дом усшхител  5 промежуточной частоты ,, а выход накопител  8 подключен к второму входу электронного коммутатора 2, входу линии 7 задержки и вертикальному электроду ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки , К выходу генератора 10 опорного напр жени  последовательно подключены фазовращатель 11 на 90, усгшитель 12 и горизонтальный электрод ЭЛТ 13, вертикальный электрод которой через усилитель 14 соединен с выходом генератора 10 опорного напр жени .

Принцип работы предлагаемого фазо Метра основан на поиске в заданном

диапазоне частот ФМн-сигнала и визуальной оценке основных его параметров (несущей частоты WE величины скачков фазы и кратности фазовой манипул ции т) на экране двух ЭЛТ.

Фазометр работает следующим образом .

Просмотр заданного диапазона частот осуществл етс  с помощью генератора 1 развертки, которьм периодически с периодом Т по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 3. Одновременно генератор 1 развертки формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 9, котора  используетс  как ось частот, причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона.

Принимаемьш ФМн-сигнал

U(,(t)V(,cos (Jgt+ fк(t)- ,

V,

,

f.(t)

-амплитуда, несуща  частота и начальна  фаза сигнала;

-манипулируема  составл юща , отображающа  закон фазовой манипул ции, 4(t)const при к t (к+1) l и может измен тьс  скачком на лЧ при L, , т.е. на границах элементарными посылками (,2,...,N),

тупает на первый вход смесител - на второй вход которого подаетс  р жение гетеродина 3

Up (t)VpCos(U)t+ Iff),

где V

г амплитуда , частота и начальна  фаза напр жени  гетеродина. На выходе смесител  4 образуютс  напр жени  комбинационных частот. Усилителем 5 выдел етс  напр жение только промежуточной частоты

Unp(t)V,,,cosi.u«pt-bVt)-f f,

пр

где V.

пр

2 с

К - коэф4зициент передачи iсмесител ;

(f Ц. - промежуточна  частота;

fnp, промезкуточна  фаза, которое после накоплени  и превышени  порогового уровн  VfjQp в накопителе 8 воздействует на управл ющий вход электронного коммутатора 2, отключа  гетеродин 3 от генератора 1 развертки, на управл ющий вход ключа 6, открыва  его, и на вертикальный электрод ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой .соединен с вторым выходом генератора 1 развертки. С этого момента процесс поиска ФМн-си налов прекращаетс .

Накопитель может быть выполнен в различных вариантах. Один из возможных вариантов представлен на фиг.З, где введены следующие обозначени  :

15,152,15 - умножители частоты соответственно на два, четыре и восемь;

16 ,16,162,16, - анализаторы спектра;

17 1 2 ,1 7 - блоки сравнени }

18 ,18 ,18;5 - пороговые элементы 19 - элемент ИЛИ.

Если на вход накопител  8 поступает нулевой ФМн-сигнал, то на выходе умножителей 15, 15., 15.j часто- ты образуютс  следующие гармонические колебани  соответственно:

и (t)(2u,pt+2V);

U,(t)-Vnp cos

nr

(

);

U.,(t)V,pCos(8u)pt+8.if,p) при 0 t Tf ,

где У„, }kV,Vr;

k - коэффициент передачи смесител ,

np Wg-Wr- промежуточна  частота, H ppcM j- р- промежуточна  фаза.

Так как 2 4(t)0,2 И: ; 44(t)0,4S 8 f((t)0,8 , то в указанных колебани х манипул ци  фазы уже отсутствует . Ширина спектра второй &f, , четвертой if. и восьмой fj гармоник определ етс  длительностью сигнала Т;; (й л af Ут5, тогда как ширина спектра ОФМн-сигнала определ етс  длительностью его элементарных посылок, т.е. ширина спектра указанных гармоник стала в N раз меньше ши рины спектра входного сигнала

&fc - : м df, -Af л,

г-

12477784

Следовательно, при умножении нулевого ФМн-сигнала на два,

25

30

и восемь его спектр сворачиваетс  в N раз. Это обсто тельство и позво- 5 л ет обнаружить нулевой ФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе накопител  меньше мощности шумов . Ширина спектра if. входного сигнала измер етс  с помощью анализато 0 ра 16 спектра, ширина спектра второй afg , четвертой восьмой л гармоник сигнала изг-тер етс  с помощью анализаторов 16, , 165 и 16 спектра. Напр жени  V , V и V, пропорциоt5 нальные &f , df., fg соответственно, с выходов анализаторов 16, 162 и 16 спектра поступают на первые входы блоков 17, 17 и 17j сравнени , на вторые входы которых подаетс  напр 

20 жение V с выхода анализатора 16 спектра, пропорциональное л. Так

5

как и и

1

,,, .

то на выходе блоков 17 , 17, , 17з образуютс  положительные импульсы, которые пре вьш1ают пороговый уровень в пороговых элементах 18 , 18,,, 18 и через элемент ИЛИ поступают на выход. Если на вход накопител  8 поступает сигнал с двукратной фазовой манипул цией (t)0, -|, , , то на

выходе умножител  15 частоты на два образуетс  ФМн-сигнал Ч ц (t)0, li , 2/, З й , а на выходе умножителей

частоты на четыре 15 и восемь 15j - гармонические колебани  L (t) и Ut(t) соответственно, т-е. в указанных каналах осуществл етс  свертка входного сигнала.

0 Если на вход устройства поступает сигнал с трехкратной фазовой манипул цией 4(t)0, |, |, |л, , |Я, 1-Я

Н

с  только на выходе умножител  15з частоты на восемь. При этом положительное напр жение формируетс  только на выходе блока 17 сравнени .

0 Врем  накоплени  и пороговый уровень и. в накопителе 8 выбираетс  таким, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи. При этом на экране 9 образуетс  импульс (частот5 на  метка), положение которого на горизонтальной развертке однозначно определ ет несущую частоту принимаемого ФМн-сигнала (фиг. 2,а).

то свертк.а спектра осуществл етДл  визуальной оценки величины скачков фазы лЧи кратности фазовой манипул ции m принимаемого ФМн-сиг- нала используетс  ЭЛТ 13 с круговой разверткой. Причем кругова  развертка формируетс  с помощью генератора 10 опорного напр жени , частота которого равна промежуточной частоте принимаемого ФМн-сигнала ( o ti.f - На- пр жение генератора 10 поступает че- рез усилитель 14 на вертикальный электрод, а через фазовращатель 11 и yci-шитель 12 - на горизонтальный электрод ЭЛТ 13, на управл ющий электрод которой через открытый ключ 6 поступает ФМн-сигнал (t) проме-- жуточной частоты с выхода усилител  5. Следовательно, напр жение генератора 10 используетс  дл  образовани  круговой развертки луча ЭЛТ 13, а принимаемый ФМн-сигнал промежуточной частоты осуществл ет модул цию его  ркости. На экране ЭЛТ 13 образуетс  изображение в виде нескольких  рких точек, расположенных на окружности (фиг. 26,в,г). Количество точе определ ет кратность фазовой манипул ции т, а угловое рассто ние между ними равно величине скачков фазы принимаемого ФМн-сигнала. При неравенстве частот РО и Ырр ркостные метки двигаютс  по окружности с разностной частотой.

Врем  tj задержки линии 7 задержки выбираетс  таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого ФМн-сигнала, наблюда  осциллограммь на экранах ЭЛТ 9 и 13. По истечении этого времени напр же- ние с выхода линии 7 задержки поступает на вход сброса накопител  8 и сбрасывает его элементы 18, 18, 18j, в начальное состо ние. При этом электронный коммутатор 2 переводитг с  в свое исходное состо ние, при котором гетеродин 3 оказываетс  подключенным к выходу генератора 1 развертки , а ключ 6 закрываетс , т.е. переводитс  в свое исходное состо - ние. С этого момента просмотр заданного частотного диапазона и поиск ФМн-сигналов продолжаетс . В случае обнаружени  следующего ФМн-сигнала работа фазометра происходит аналогичным образом.

Таким образом, предлагаемый ос- циллографический фазометр по сравнению с известным позвол ет визуально оценить не только фазовый сдвиг между двум  гармоническими сигналами, но и обеспечивает поиск в заданном диапазоне частот фазоманипулирован- ных сигналов и визуальную оценку их основных параметров (несущую частоту величину скачков фазы и кратность фазовой манипул ции).

формула изобретени 

Осциллографический фазометр, содержащий последовательно включенные генератор опорного напр жени , фазовращатель на 90, усилитель и горизонтальный электрод первой ЭЛТ, . вертикальный электрод которой через усилитель соединен с выходом генера- тора опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей фазометра путем поиска по частоте фазоманипулированного сигнала и визуальной оценки его основных параметров , он снабжен второй ЭЛТ и последовательно включенными генератором развертки, электронным коммутатором , гетеродином, смесителем,усилит ел ем промежуточной частоты, ключом , линией задержки и накопителем, второй вход которого соединен с выходом усилител  промежуточной частоты , а выход подключен к второму входу электронного коммутатора, к входу линии задержки и вертикальному электроду второй ЭЛТ, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора развертки, выход ключа соединен с модулирующим электродом первой ЭЛТ, а второй вход смесител   вл етс  входом фазометра.

7//г

/2

А Т ff/4

о 77. .0

7//г

/2

А Т

от//

а

О О. о

S

(.2

/ { 7/4/7

(Риг.5

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Осциллографический фазометр, содержащий последовательно включенные генератор опорного напряжения, фазовращатель на 90®, усилитель и горизонтальный электрод первой ЭЛТ, ; ’ вертикальный электрод которой через усилитель соединен с выходом генератора опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей фазометра путем поиска по частоте фазоманипулированного сигнала и визуальной оценки его основных параметров, он снабжен второй ЭЛТ и последовательно включенными генератором развертки, электронным коммутатором, гетеродином, смесителем,усилителем промежуточной частоты, ключом, линией задержки и накопителем, второй вход которого соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, а выход подключен к второму входу электронного коммутатора, к входу линии задержки и вертикальному электроду второй ЭЛТ, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора развертки, выход ключа соединен с модулирующим электродом первой ЭЛТ, а второй вход смесителя является входом фазометра.

   // — «—► О

   СШ//

   Θ о а &

   й/г

   3/277 ДФМл/

   5/7777^ ff/4

   5/4? 'Р 7/4? 3/2? 7ФМ/ч

   Фиг. 2

   Φι/г.з