SU1413541A1 - Digital frequency meter - Google Patents

Digital frequency meter Download PDF

Info

Publication number
SU1413541A1
SU1413541A1 SU864136557A SU4136557A SU1413541A1 SU 1413541 A1 SU1413541 A1 SU 1413541A1 SU 864136557 A SU864136557 A SU 864136557A SU 4136557 A SU4136557 A SU 4136557A SU 1413541 A1 SU1413541 A1 SU 1413541A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
keys
input
frequency
detector
outputs
Prior art date
Application number
SU864136557A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ильич Андрианов
Михаил Иванович Максименко
Original Assignee
Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
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 Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского filed Critical Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority to SU864136557A priority Critical patent/SU1413541A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1413541A1 publication Critical patent/SU1413541A1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в радиолокации. Цифровой измеритель частоты (ЦИЧ) содержит детектор 14,перестраиваемый полосовой фильтр 15,фазокорректирующий блок (В) 16, Б 17 формировани  опорных импульсов, ключи 18, смесители I, генератор 2, фильтры 3 низких частот, дискретиза- торы 4, управл емый генератор 5 дискретизации , аналого-цифровые преобразователи 6, Б 7 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, Б В суммировани  с запоминанием, квадратор 9, Б 10 перебора отсчетов и нахождени  максимального значени , запоминающее устройство 11, Б 12 сравнени  оценок, интерпол тор 13. ЦИЧ имеет повышенное быстродействие, 2 ил. (Л со О 1чThe invention can be used in radar. A digital frequency meter (CIC) contains a detector 14, a tunable band-pass filter 15, a phase-correction unit (C) 16, B 17 forming reference pulses, keys 18, mixers I, generator 2, filters 3 low frequencies, samplers 4, controlled oscillator 5 sampling, analog-to-digital converters 6, B 7 calculations of discrete Fourier transform, B C with memory, quad 9, B 10 counting and finding the maximum value, memory 11, B 12 comparing estimates, interpolator 13. CI has a higher speed, 2 Il. (L so O 1h

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в радиолокации.The invention relates to a measurement technique and can be used in radar.

Цель изобретени  - повьшение бы- стродействи  измерител .The purpose of the invention is to increase the speed of the meter.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема предлагаемого цифрового измерител  частоты; на фиг. 2 - диаграммы , по сн ющие его работу. FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed digital frequency meter; in fig. 2 - diagrams explaining his work.

Цифровой измеритель частоты содержит смесители 1, генератор 2, фильтры 3 низкой частоты (ФНЧ) , дискре- тизаторы 4, управл емый генератор 5 дискретизации, аналого-цифровые пре-п образователи (АЦЦ) 6, блок 7 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье (ДПФ), блок 8 суммировани  с запоминанием , квадратор 9, блок 10 перебора отсчетов и нахождени  макси- мального значени , запоминающее устройство 11, блок 12 сравнени  оценок интерпол тор 13, детектор 14, перестраиваемый полосово фильтр 15, фа- зокорректирующий блок 16, блок 17 формировани  опорных импульсов и электронные ключи 18.The digital frequency meter contains mixers 1, generator 2, low-frequency filters 3 (LPF), samplers 4, controlled sampling generator 5, analog-digital pre-p drivers (ADC) 6, block 7 of the calculation of the discrete Fourier transform (DFT) , block 8 with memory, quadrtor 9, block 10 for sampling samples and finding the maximum value, memory 11, block 12 for estimating interpolator 13, detector 14, tunable band-pass filter 15, phase-correcting block 16, block 17 formating reference pulse in and electronic keys 18.

К вторым входам смесителей 1 подключены соответствующие выходы квадратурного генератора 2, выходы смеси телей 1 соединены с ФНЧ 3, к выходам которых подключены дискретизаторы 4, к вторым входам которых подключены с ответствующие выходы управл емого генератора 5 дискретизации, выходы дискретизаторов 4 соединены с соответствующими входами АЦП 6, выходы которых соединены с блоком ДПФ 7, выход которого соединен с блоком В суммировани  с запоминанием, выход кото- рого подключен к входу квадратора 9, первый выход которого через последовательно соединенные блок 10 перебора отсчетов и нахождени  максимального значени , запоминающее устройст- во 11 и блок 12 сравнени  оценок,подключен К второму входу интерпол тора 13, первый вход которого соединен с вторым выходом квадратора 9, к выходу детектора 14 подключен перестраиваемый полосовой фильтр 15, выход которого соединен с фазокорректируюшим блоком 16, выход которого соединен с блоком 17 формировани  опорных импульсов , к выходам соторого подсоединены управл емые вч оды электронньгх ключей 18 и управл емого генератора 5 дискретизации, сигналышю входы детектора 14 и электронных ключей 18The corresponding outputs of quadrature generator 2 are connected to the second inputs of mixers 1, the outputs of the mixers of teli 1 are connected to the low-pass filter 3, the outputs of which are connected to the samplers 4, to the second inputs of which are connected to the corresponding outputs of the controlled generator 5 of sampling, the outputs of the samplers 4 are connected to the corresponding inputs of the ADC 6, the outputs of which are connected to the DFT block 7, the output of which is connected to the block B with memory, the output of which is connected to the input of the quadrant 9, the first output of which through Connected block 10 for sampling and finding the maximum value, memory 11 and evaluation block 12 are connected to the second input of the interpolator 13, the first input of which is connected to the second output of the quadrant 9, to the output of the detector 14 a tunable band-pass filter 15 is connected, the output which is connected to the phase-correcting block 16, the output of which is connected to the block 17 of the formation of reference pulses, to the outputs of which are connected controlled frequencies of electronic keys 18 and controlled generator of sampling 5, ignalyshyu input detector 14, and the electronic key 18

объединены, а выходы электронных ключей 18 соединены с соответствующими входами смесителей 1.combined, and the outputs of the electronic keys 18 are connected to the corresponding inputs of the mixer 1.

Измеритель работает следующим образом .The meter works as follows.

На вход детектора 14 поступает регул рна  последовательность радиоимпульсов (фиг. 2а). После детектора 14 сигнал в виде импульсной последовательности поступает на вход перестраиваемого полосового фильтра (фиг. 2б). Предлагаемый измеритель предназначен дл  работы по объекту, о котором имеютс  априорные данные о структуре излучаемой последовательности радиоимпульсов. Вследствие эффекта Допплера априорно известна  структура принимаемого сигнала нарушаетс , измен етс  несуща  частота радиоимпульсов, а также период следовани  радиоимпульсов. Причем частота следовани  измен етс  незначительно:A regular sequence of radio pulses arrives at the input of the detector 14 (Fig. 2a). After the detector 14, the signal in the form of a pulse sequence is fed to the input of a tunable bandpass filter (Fig. 2b). The proposed meter is designed to work on an object about which there is a priori data on the structure of the radiated sequence of radio pulses. Due to the Doppler effect, the a priori known structure of the received signal is disturbed, the carrier frequency of the radio pulses changes, as well as the period of the radio pulses. Moreover, the frequency of the change varies slightly:

F YLF yl

тпtp

(1)(one)

о с Q j about c q j

00

5five

где YU - радиальна  скорость объекта; с - скорость света; F - частота следовани  радиоимпульсов излученной последовательности .where YU is the radial velocity of the object; c is the speed of light; F is the frequency of the radio pulse of the emitted sequence.

Перед началом измерени  полосовой фильтр 15 настраивают на частоту F , причем полоса пропускани  фильтра 4f(p больше возможного диапазона изменени  частоты ±F .Before starting the measurement, the bandpass filter 15 is tuned to the frequency F, and the filter passband 4f (p is larger than the possible range of frequency variation ± F.

В процессе измерени  на выходе частотного полосового фильтра 15 формируетс  сигнал (фиг, 2в)5 поступающий на фазокорректи1$ующий блок 16, который исключает фазовые сдвиги сигнала, после чего сигнал проходит в блок 17 формировани  опорных импульсов, в котором при переходе сигнала из отрицательного значени  в положительное формируетс  импульс, длительность которого равна длительности принимаемых радиоимпульсов. В результате на выходе блока 17 формировани  опорных импульсов формируетс  периодическа  импульсна  последовательность (фиг.2г), Котора  поступает на управл емый вход электронного ключа 18 и на управл емый генератор 5 дискретизации. В момент прихода импульса электронный, ключ открываетс  и пропускает на сме ситель 1. соответствующий радиоимпульс (фиг. 2д). После смесител  1 и ФНЧ 3During the measurement, the output of the frequency bandpass filter 15 generates a signal (FIG. 2c) 5 arriving at the phase correction unit 16, which eliminates the signal phase shifts, after which the signal passes to the reference pulse formation unit 17, in which the signal transitions from a negative value a positive pulse is formed, the duration of which is equal to the duration of the received radio pulses. As a result, at the output of the reference pulse generation unit 17, a periodic pulse sequence is formed (Fig. 2d), which is fed to the controlled input of the electronic key 18 and to the controlled sampling generator 5. At the moment of arrival of an electronic pulse, the key opens and passes a corresponding radio pulse to the mixer 1. (Fig. 2e). After mixer 1 and low pass filter 3

сигнал, пониженный по частоте, поступает на дискретизатор 4. Управл емый генератор 5 дискретизации включаетс  в моменты прихода импульсов {фиг,2г) Частота дискретизации выбираетс  по теореме Котельникова и определ етс  в данном случае максимальной частото полосы пропускани  ФНЧ 3,the signal is reduced in frequency to the sampler 4. The controlled sampling generator 5 is turned on at the moments of arrival of pulses (Fig. 2d) The sampling frequency is selected according to the Kotelnikov theorem and in this case the maximum frequency of the passband LPF 3 is determined,

Аналогично работает втора  часть схемы, симметрична  описанной. После блока 7 вычислени  ДПФ составл ющие комплексного спектра поступают на блок 8 суммировани  с запоминанием, где выполн етс  операци  почлененног сложени  коэффициентов ДПФ, формиру- от радиоимпульса к радиоимпульсу ..The second part of the scheme works similarly, symmetric to the described one. After the DFT calculation unit 7, the components of the complex spectrum arrive at the memory summation unit 8, where the wordwise addition of the DFT coefficients is performed, which is formed from the radio pulse to the radio pulse ..

На участке когерентности входного сигнала сложение дискретных отсчетов комплексного спектра полезного сигнала происходит в фазе, а шумовые составл ющие имеют случайный характер и вследствие этого компенсируют друг друга.In the coherence section of the input signal, the addition of discrete samples of the complex spectrum of the useful signal occurs in phase, and the noise components are random and, as a result, compensate each other.

Сформированный суммарный спектр поступает на квадратор 9, где вычисл етс  квадрат составл ющих дискретного комплексного спектра и формируютс  отсчеты энергетического спектра . В блоке 10 перебора отсчетов и нахождени  максимального значени  определ етс  груба  оценка частоты F р , котора  хранитс  в запоминающем устройстве 11. После получени  нескольких грубых оценок частоты в блоке 12 сравнени  оценок вьтолн - етс  операци  сравнени  оценокThe generated total spectrum is fed to quadrant 9, where the square of the discrete complex spectrum components is calculated and the energy spectrum counts are formed. In block 10, the search of the samples and the finding of the maximum value determines the rough estimate of the frequency F p, which is stored in the storage device 11. After receiving several rough estimates of the frequency in block 12 of the comparison of the estimates, the comparison of the estimates

ЛРН.Л.,LRN.L.,

(2)(2)

t.где , - груба  оценка частоты, по- лученна  путем нахождени  максимальной составл ющей спектра мощности. Если условие (2) выполн етс  не- ск олько раз подр д, что определ етс t. where, is a rough estimate of the frequency obtained by finding the maximum component of the power spectrum. If condition (2) is fulfilled several times, this is determined by

заданной достоверностью оценки частоты , то последн   оценка- считаетс  истинной и ее значение пост5тает в инgiven by the reliability of the frequency estimate, the last estimate is considered true and its value is in

терпол тор 13, на второй вход которо- гр поступают отсчеты суммарного энергетического спектра. Интерпол тор 13 формирует точную оценку, так как при дискретизации лГ возможно точное восстановление спектра в интервале между спектральными отсчетами с помощью р да Котельникова. Это позвол ет определить точное значение координаты максимума энергетическогоterpolor 13, the second input of which receives counts of the total energy spectrum. Interpolator 13 forms an accurate estimate, since when sampling LG it is possible to accurately reconstruct the spectrum in the interval between spectral readings using the Kotelnikov series. This allows you to determine the exact value of the coordinate of the maximum energy

спектра, т.е. получить оценку частоты , совпадающую в данном случае с оценкой максимального правдоподоби .spectrum, i.e. obtain a frequency estimate that is consistent with the maximum likelihood estimate in this case.

.I   .I

Поскольку предлагаемое устройствоSince the proposed device

анализирует сигнал не на всем периоде повторени  радиоимпульсов, а на эффективной длительности радиоимпульсов , то его быстродействие существенно повьпиаетс .If the signal is not analyzed for the entire period of the radio pulse repetition, but for the effective duration of the radio pulses, then its speed will be significantly higher.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Цифровой измеритель частоты по авт. св. № 1091086, отличающ и и с   тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены последовательно соединенные детектор, перестраиваемый полосовой фильтр, фазокорректирующий блок и блок формировани  опорных импульсов; а также первый и второй ключи, причем вход детектора соединен с первыми входами первого и второго ключей и с входом устройства, первый и второй выходьDigital frequency meter auth. St. No. 1091086, which is also distinguished by the fact that, in order to improve speed, a detector connected in series, a tunable band-pass filter, a phase-correcting unit and a reference pulse shaping unit have been introduced into it; as well as the first and second keys, with the detector input connected to the first inputs of the first and second keys and to the input of the device, the first and second outputs блока формировани  опорных импульсов подключены соответственно к вторым входам ключей, а третий выход - к дополнительному входу управл емого генератора дискретизации, выходы первогоthe reference pulse shaping unit are connected respectively to the second inputs of the keys, and the third output to the auxiliary input of the controlled sampling generator, the outputs of the first и второго ключей соединены соответственно с первыми входами первого и второго смесителей.and the second keys are connected respectively to the first inputs of the first and second mixers. Фиг. 2FIG. 2
SU864136557A 1986-10-20 1986-10-20 Digital frequency meter SU1413541A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864136557A SU1413541A1 (en) 1986-10-20 1986-10-20 Digital frequency meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864136557A SU1413541A1 (en) 1986-10-20 1986-10-20 Digital frequency meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1413541A1 true SU1413541A1 (en) 1988-07-30

Family

ID=21263559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864136557A SU1413541A1 (en) 1986-10-20 1986-10-20 Digital frequency meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1413541A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Теоретические основы радирлока- ции/Под ред. В.Е.Дулевича. М.: Сов. радио, 1978. Авторское свидетельство СССР № 1091086, кЛ. G 01 R 23/00, 1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102309359B1 (en) Time-to-digital converter with increased range and sensitivity
EP2198323B1 (en) Time delay estimation
US5198748A (en) Frequency measurement receiver with bandwidth improvement through synchronized phase shifted sampling
CN105021904B (en) A kind of fast phase noise measurement system and measuring method based on DDS phase shift technologies
RU2017122646A (en) Method for measuring range and radial velocity in a radar with a probing composite pseudo-random chirp pulse
SU1413541A1 (en) Digital frequency meter
JPS60192269A (en) Method and device for measuring frequency
US8023534B2 (en) Signal processor latency measurement
JP2003157142A (en) Phase digitizer
US4069482A (en) Target range sensor
SU879306A2 (en) Ultrasonic frequency pulse flowmeter
FR2917179A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE INCREASE ANGLE IN A RADIONAVIGATION SYSTEM
RU2444758C1 (en) Method for determining number, velocity and range of targets and amplitudes of signals reflected from them as per return signal in digital channel of radar
RU186027U1 (en) DEVICE FOR DOPPLER FREQUENCY DEFINITION DETERMINATION BY THE PHASOMANIPULATED SIGNAL INFORMATION BY THE WEIGHTED APPROXIMATION OF PHASE DEFLECTION
RU2255351C1 (en) Radio-receiving device of coherent radar with optimum filtration of signal
SU1091086A1 (en) Digital frequency meter
CN104950168A (en) Quadratic average based high-accuracy frequency measurement method for sinusoidal signal low in signal to noise ratio
SU613334A1 (en) Correlator of frequency differential with coherent storage
SU734589A1 (en) Device for digital processing of linearly frequency-modulated signals
RU2794168C1 (en) Multi-signal phase auto-tuning system
Xu et al. Time Delay Estimation of Ultrasonic Forward and Reverse Signals Based on Phase Difference
RU2048683C1 (en) Radio signal frequency and time delay measuring device
Garifullin et al. RESEARCH OF THE RECEIVING MODULE OF PHASE MEASUREMENTS BASED ON A NAVIGATION SIGNAL
RU1824642C (en) Digital correlator
SU611210A1 (en) Signal processing device