SU1478148A1 - Digital meter of amplitude and phase time characteristics - Google Patents
Digital meter of amplitude and phase time characteristics Download PDFInfo
- Publication number
- SU1478148A1 SU1478148A1 SU874259355A SU4259355A SU1478148A1 SU 1478148 A1 SU1478148 A1 SU 1478148A1 SU 874259355 A SU874259355 A SU 874259355A SU 4259355 A SU4259355 A SU 4259355A SU 1478148 A1 SU1478148 A1 SU 1478148A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- control unit
- inputs
- amplitude
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к области радиоизмерительной техники и может быть использовано в быстродействующих измерител х временных характеристик флуктуаций амплитуды и фазы сигналов микроволнового диапазона частот. Целью изобретени вл етс точность и расширение функциональных возможностей. Поставленна цель достигаетс тем, что в цифровой измеритель временных характеристик флуктуаций амплитуды и фазы, содержащий фазовый детектор 4, блок управлени 10, аналого-цифровой преобразователь 7, блок пам ти 8 и вычислитель 9, дополнительно введены смеситель 1, гетеродин 3, смеситель 2, опорный генератор 6 и два триггера 11 и 12. Точность измерени увеличена за счет использовани импульсно-фазовой автоподстройки частоты с дополнительным делителем частоты дл получени моментов двукратной квадратуры. 1 ил.The invention relates to the field of radio metering technology and can be used in high-speed measures of the temporal characteristics of amplitude and phase fluctuations of microwave frequency range signals. The aim of the invention is accuracy and enhanced functionality. The goal is achieved by the fact that the digital meter of temporal characteristics of amplitude and phase fluctuations, containing phase detector 4, control unit 10, analog-to-digital converter 7, memory block 8 and calculator 9, additionally includes mixer 1, local oscillator 3, mixer 2, reference oscillator 6 and two triggers 11 and 12. Measurement accuracy is increased by using pulse phase-locked loop with an additional frequency divider to obtain double-quadrature times. 1 il.
Description
залусхzaluskh
Изобретение относитс к радиоизмерительной технике и может быть использовано в быстродействующих измерител х временных характеристик флуктуа- ций амплитуды и фазы сигналов микроволнового диапазона частот, работающих как в непрерывном, так и в импульсном режимах.The invention relates to a radio measuring technique and can be used in high-speed measures of the temporal characteristics of fluctuations of the amplitude and phase of the microwave signals, operating in both continuous and pulsed modes.
Цель изобретени - повышение точ- ности измерител флуктуации,The purpose of the invention is to improve the accuracy of the fluctuation meter,
На чертеже приведена структурна схема измерител .The drawing shows a structural diagram of the meter.
Измеритель содержит смесители 1The meter contains mixers 1
дом D-триггера 11,3 D-триггер 11 соединен с шиной единичного потенциала.The D-flip-flop house 11.3 D-flip-flop 11 is connected to a single potential bus.
Цифровой измеритель работает следующим образом.The digital meter works as follows.
Смесители 1 и 2 преобразовывают высокочастотные колебани на фиксированную частоту Fnp . При этом информаци о амплитуде и фазе входных сигналов пропорционально переноситс на колебани , выдел емые на выходах первого и второго смесителей. Частота опорного генератора F в четыре раза превышает значение промеMixers 1 and 2 convert the high frequency oscillations to a fixed frequency Fnp. In this case, the information on the amplitude and phase of the input signals is proportionally transferred to the oscillations allocated at the outputs of the first and second mixers. The frequency of the reference generator F is four times the value of the prome
и 2, гетеродин 3, фазовый детектор 4, 15 жуточной частоты (Fnp), так как наand 2, the local oscillator 3, the phase detector 4, 15 the frequency of the frequency (Fnp), since
делитель 5 частоты, опорный генератор 6, аналого-цифровый преобразователь 7, блок 8 оперативной пам ти, вычислитель 9, блок 10 управлени , первый и второй D-триггеры 11 и 12. 20frequency divider 5, reference generator 6, analog-to-digital converter 7, RAM block 8, calculator 9, control block 10, first and second D-flip-flops 11 and 12. 20
Первый вход смесител 1 соединен с клеммой измер емого входного сигнала, первый вход смесител 2 соединен с клеммой опорного входного сигнала. Вторые входы смесителей 1 и 2 соеди- нены с выходами гетеродина 3. Вход гетеродина 3 соединен с выходом фазового детектора 4. Выход опорного генератора 6 соединен с запускающим ° входом аналого-цифрового преобразо- 30 вател 7, вторым входом блока 10 управлени и входом делител 5 частоты, выход которого соединен с вторым входом фазового детектора 4, первым входом блока 10 управлени и с С-входом 35 D-триггера 12, Второй вход аналого- цифрового преобразовател 7 соединен с выходом смесител 1 измерительного канала. Выход аналого-цифрового преобразовател 7 соединен с информаци- 40 онными входами блока 8 оперативной пам ти, выходы которого соединены с информационными входами вычислител 9. Вторые выходы вычислител 9 соединены с вторыми управл ющими входами 45 блока 8 оперативной пам ти, а первые управл ющие выходы вычислител 9 соединены с управл ющими входами блока 10 управлени . Первые управл ющие входы блока 8 оперативной пам ти сое-,/ч динены с управл ющими выходами блока 10 управлени . Сигнал с первого выхода блока 10 управлени подан на R-входы D-триггеров 11 и 12. Пр мой выход D-триггера 11 подключен кThe first input of the mixer 1 is connected to the terminal of the measured input signal, the first input of the mixer 2 is connected to the terminal of the reference input signal. The second inputs of mixers 1 and 2 are connected to the outputs of the local oscillator 3. The input of the local oscillator 3 is connected to the output of the phase detector 4. The output of the reference generator 6 is connected to the triggering input of the analog-digital converter 30, the second input of the control unit 10 and the input of the divider 5, the output of which is connected to the second input of the phase detector 4, the first input of the control unit 10 and to the C input 35 of the D-flip-flop 12, the Second input of the analog-digital converter 7 is connected to the output of the mixer 1 of the measuring channel. The output of the analog-digital converter 7 is connected to the information inputs of the operational memory block 8, the outputs of which are connected to the information inputs of the calculator 9. The second outputs of the calculator 9 are connected to the second control inputs 45 of the operational memory block 8, and the first control outputs the transmitter 9 is connected to the control inputs of the control unit 10. The first control inputs of the operative memory unit 8, / h are connected to the control outputs of the control unit 10. The signal from the first output of the control unit 10 is fed to the R inputs of D-flip-flops 11 and 12. A direct output of D-flip-flop 11 is connected to
D-входу D-триггера 12, выход которого соединен с третьим входом блока 10 управлени , клемма сигнала внешнего запуска соединена с С-вхофазовый детектор 4 подаетс сигнал частотой (Fon/4) Fn(s . Триггеры 1 1 и 12 обеспечивают синхронизацию на чала каждой реализации с сигналом опорного генератора, независимо от момента подачи внешнего импульса з пуска Таким образом, обеспечивает возможность усреднени нескольких реализаций. Запуск преобразовател аналог-код (АЦП) происходит с перио дом Т, ТПр/4, поэтому за один пер од колебани Fn получают четыре оце ки значени его мгновенного напр же ни соответственноThe D input of the D flip-flop 12, the output of which is connected to the third input of the control unit 10, the external trigger signal terminal is connected to the C-phase detector 4 and is given a signal (Fon / 4) Fn (s. The triggers 1 1 and 12 provide synchronization of the beginning each implementation with a reference oscillator signal, regardless of the moment when the external start pulse is applied. Thus, it allows several implementations to be averaged. The analog-code converter (ADC) is launched with a period T, TPr / 4, therefore, in one cycle, Fn receive four scores its instantaneous value is not correspondingly
11, U0 + Umsin(P);11, U0 + Umsin (P);
иг U0 +Umsin(P + /2)ig U0 + Umsin (P + / 2)
U0 +Umcos(P); U0 + Umcos (P);
U, U0 + Uwsin(m) U, U0 + Uwsin (m)
(1)(one)
(2) (3) (4)(2) (3) (4)
U0 -u sinCP ); U0 -u sinCP);
U«. U0 + Umsin(P-t-37-/2) U ". U0 + Umsin (P-t-37- / 2)
U0 - и собСФ ), U0 - and sobsF),
где и,и - мгновенные значени сиг нала;where and, and are the instantaneous values of the signal;
UM -- амплитуда сигнала;UM - signal amplitude;
UQ - посто нна составл юща входного сигнала;UQ is the constant component of the input signal;
Ф - фаза сигнала.F - phase signal.
I.I.
Блок 10 управлени через заданны интервалы времени Тг выдает в блок четыре импульса записи, которые фик сируют в пам ти выходные коды АЦП U и . Ц U4. Зафиксированна в блок реализаци содержит данные о флукту ци х амплитуды и фазы сигнала.The control unit 10, at predetermined time intervals Tg, sends four write pulses to the block, which fix the output ADC codes U and in the memory. P u4. The implementation recorded in the block contains data on the fluctuations of amplitude and phase of the signal.
Вычислитель 9 определ ет оценки амплитуды и фазы сигнала по считанным из блока 8 оценкам мгновенных значений Щ-и.. При этом использую с следующие алгоритмы вычислени The calculator 9 determines the amplitude and phase estimates of the signal from the estimates of the instantaneous values of Щ-счит read from block 8. I use the following algorithms for calculating
Р ATAN((U4- U,)/(Ug-U4)). (5P ATAN ((U4-U,) / (Ug-U4)). (five
V o.s-Jaj,- и,)г+ (W (6V o.s-Jaj, - and,) g + (W (6
жуточной частоты (Fnp), так как на frequency ratio (Fnp), since
фазовый детектор 4 подаетс сигнал с частотой (Fon/4) Fn(s . Триггеры 1 1 и 12 обеспечивают синхронизацию начала каждой реализации с сигналом опорного генератора, независимо от момента подачи внешнего импульса запуска Таким образом, обеспечиваетс возможность усреднени нескольких реализаций. Запуск преобразовател 7 аналог-код (АЦП) происходит с периодом Т, ТПр/4, поэтому за один период колебани Fn получают четыре оценки значени его мгновенного напр жени соответственноThe phase detector 4 is given a signal with a frequency (Fon / 4) Fn (s. Triggers 1 1 and 12 provide synchronization of the start of each implementation with a reference oscillator signal, regardless of when an external trigger pulse is applied. Thus, it is possible to average several implementations. Running the converter 7 analogue code (ADC) occurs with a period T, TPr / 4, therefore, for one oscillation period Fn, four estimates of its instantaneous voltage are obtained, respectively
11, U0 + Umsin(P);11, U0 + Umsin (P);
иг U0 +Umsin(P + /2)ig U0 + Umsin (P + / 2)
U0 +Umcos(P); U0 + Umcos (P);
U, U0 + Uwsin(m) U, U0 + Uwsin (m)
(1)(one)
(2) (3) (4)(2) (3) (4)
U0 -u sinCP ); U0 -u sinCP);
U«. U0 + Umsin(P-t-37-/2) U ". U0 + Umsin (P-t-37- / 2)
U0 - и собСФ ), U0 - and sobsF),
где и,и - мгновенные значени сигнала;where and, and are the instantaneous values of the signal;
UM -- амплитуда сигнала;UM - signal amplitude;
UQ - посто нна составл юща входного сигнала;UQ is the constant component of the input signal;
Ф - фаза сигнала.F - phase signal.
I.I.
Блок 10 управлени через заданные интервалы времени Тг выдает в блок 8 четыре импульса записи, которые фиксируют в пам ти выходные коды АЦП U, и . Ц U4. Зафиксированна в блок 8 реализаци содержит данные о флуктуа ци х амплитуды и фазы сигнала.The control unit 10, at predetermined time intervals Tg, generates four write pulses in block 8, which fix the output ADC codes U, and in the memory. P u4. The implementation, recorded in block 8, contains data on fluctuations of the amplitude and phase of the signal.
Вычислитель 9 определ ет оценки амплитуды и фазы сигнала по считанным из блока 8 оценкам мгновенных значений Щ-и.. При этом используютс следующие алгоритмы вычислени .The calculator 9 determines the amplitude and phase estimates of the signal from the estimated instantaneous values of UC-I read from block 8. The following calculation algorithms are used.
Р ATAN((U4- U,)/(Ug-U4)). (5)P ATAN ((U4-U,) / (Ug-U4)). (five)
V o.s-Jaj,- и,)г+ (W (6)V o.s-Jaj, - and,) g + (W (6)
где Ф , Um - полученные оценки фазы и амплитуды сигнала.where Ф, Um - obtained estimates of the phase and amplitude of the signal.
При определении амплитуды и фазы по формулам (5) и (6) отсутствует вл ние дрейфа посто нной составл ющей сигнала на точность. Симметрична нелинейность преобразовани АЦП также не вли ет на точность. Значительно ослаблено вли ние нелинейных искаже- ний входного сигнала.When determining the amplitude and phase according to the formulas (5) and (6), there is no drift of the constant component of the signal for accuracy. The symmetric nonlinearity of the ADC conversion also does not affect the accuracy. The effect of nonlinear distortions of the input signal is significantly weakened.
Блок 10 управлени (БУ) построен н программируемом таймере К580ВИ53.The control unit 10 (CU) is built on the programmable timer K580VI53.
На управл ющие входы БУ 10 от вычислител 9 подаютс программирующие сигналы, которые устанавливают режим работы счетчиков таймера. В нулевой счетчик записываетс число, означающее задержку импульса запуска внешних устройств по отношению к началу измерени . В первый счетчик таймера записываетс число N, означающее количество реализаций. Во второй счетчик записываетс число, означающее длительность паузы между отсчетами.The control inputs of the CU 10 from the calculator 9 are provided with programming signals that set the operation mode of the timer counters. A number is recorded in the zero counter, meaning the delay of the impulse triggering of external devices in relation to the beginning of the measurement. The first counter of the timer records the number N, meaning the number of implementations. In the second counter, a number is recorded, indicating the length of the pause between samples.
На третий вход БУ 10 от D-тригге- ра 12 подаетс импульс начала измерени . Он устанавливает триггер задержки , открывает первый счетчик тайThe third input of the CU 10 from the D-flip-flop 12 is given a pulse of the beginning of the measurement. It sets a delay trigger, opens the first Thai counter.
мера, и открывает схему И внутри бло- JQ управл ющими входами блока оператив35measure, and opens the circuit And inside the JQ control inputs of the operative block
4040
ка 10. Выходной сигнал триггера задержки открывает нулевой счетчик таймера и подаетс на второй выход блока управлени . На второй вход БУ 10 подаютс тактовые импульсы. На выходах дешифратора блока управлени получают сигналы записи ЗП1-ЗП4, которые подаютс на первые управл ющие выходы БУ. Импульс ЗП4 сбрасывает триггер паузы, сигнал с инверсного выхода этого триггера запускает второй счетчик таймера. Сигнал с пр мого его выхода блокирует дешифратор блока управлени . Когда второй счетчик таймера заканчивает счет, его вы- 45 ходной импульс восстанавливает триггер паузы, снимаетс блокировка-де-- шифратора и формируютс следующие четыре импульса записи ЗП1-ЗП4. Далее цикл работы триггера паузы повтор етс .10. The delay trigger output opens the timer zero counter and is applied to the second output of the control unit. The second input of the control unit 10 is supplied with clock pulses. At the outputs of the decoder of the control unit, the write signals ZP1-ZP4 are received, which are fed to the first control outputs of the CU. Impulse ЗП4 resets the pause trigger, the signal from the inverse output of this trigger starts the second timer counter. The signal from its direct output blocks the decoder of the control unit. When the second timer counter ends the count, its output pulse restores the pause trigger, the encoder locks-de-- is released, and the next four write pulses ZP1-ZP4 are generated. Further, the pause trigger cycle is repeated.
Блок 8 оперативной пам ти построен на базе микросхем К537РУ1. Конструктивно он состоит из четырех параллельно работающих одинаковых блоков , что позвол ет увеличить быстродействие . Работой блоков в режиме записи управл ют импульсы записи ЗП1- ЗП4, поступающие от первых управл ю50Block 8 of the RAM is based on the K537RU1 microcircuit. Structurally, it consists of four identical units operating in parallel, which allows increasing the speed. The operation of the blocks in the recording mode is controlled by the write pulses ЗП1-ЗП4, received from the first controllers 50
5555
ной пам ти ,вторые выходы вычислител соединены с вторыми управл ющими входами блока оперативной пам ти, отличающийс тем, что, с целью повышени точности,он снабжен первым и вторым смесител ми, гетеродином , опорным генератором, делителем частоты, двум D-триггерами, причем первые входы смесителей соединены с клеммами входных сигналов, вто рые входы смесителей соединены с- первым и вторыми выходами гетеродина, вход которого соединен с выходом фазового детектора, причем первый вход фазового детектора соединен с выходом второго смесител , второй вход фазового детектора соединен с выходом делител частоты, с первым входом блока управлени и С-входом второго D-тригге ра, а вход делител частоты соединен с выходом опорного генератора, вторым входом блока управлени и запускающим входом аналого-цифрового 1- преобразовател , второй вход аналого- цифрового преобразовател соединен с выходом первого смесител ,.выход аналого-цифрового преобразовател соединен с соответствующими входами блока оперативной пам ти, первые управл юс the second outputs of the calculator are connected to the second control inputs of the memory block, characterized in that, in order to increase accuracy, it is equipped with first and second mixers, a local oscillator, a reference generator, a frequency divider, two D-triggers, and the first inputs of the mixers are connected to the terminals of the input signals, the second inputs of the mixers are connected to the first and second outputs of the local oscillator, the input of which is connected to the output of the phase detector, and the first input of the phase detector is connected to the output of the second mixer l, the second input of the phase detector is connected to the output of the frequency divider, to the first input of the control unit and the C input of the second D-trigger, and the input of the frequency divider is connected to the output of the reference oscillator, the second input of the control unit and the trigger input of the analog-digital 1-converter , the second input of the analog-digital converter is connected to the output of the first mixer, the output of the analog-digital converter is connected to the corresponding inputs of the RAM unit, the first ones are controlled
5 five
00
5five
щих выходов блока управлени , временные параметры режима записи формируютс с помощью таймеров на микросхемах К155АГЗ. Адресные сигналы формируютс двоичными счетчиками К155ИЕ5. В режиме считывани работой блока 8 пам ти управл ет вычислительное устройство сигналами с вторых управл ющих выходов.of the control unit's output, the time parameters of the recording mode are formed using timers on K155AGZ chips. The address signals are generated by K155IE5 binary counters. In the read mode, the operation of the memory block 8 controls the computing device by signals from the second control outputs.
Аналого+цифровой преобразователь построен на микросхеме К1107ПВ2, котора представл ет собой восьмиразр дный АЦП считывающего типа.The analog + digital converter is built on a K1107PV2 microcircuit, which is an eight-bit ADC of reading type.
В качестве вычислительного устройства используетс микроэвм типа ДВК-2М.A microcomputer of the type DVK-2M is used as a computing device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874259355A SU1478148A1 (en) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | Digital meter of amplitude and phase time characteristics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874259355A SU1478148A1 (en) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | Digital meter of amplitude and phase time characteristics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1478148A1 true SU1478148A1 (en) | 1989-05-07 |
Family
ID=21309831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874259355A SU1478148A1 (en) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | Digital meter of amplitude and phase time characteristics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1478148A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807958C1 (en) * | 2023-09-14 | 2023-11-21 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники"(АО "ВНИИРТ") | System for measuring introduced phase noise of device in the high-frequency, ultra-high-frequency or optical ranges |
-
1987
- 1987-06-10 SU SU874259355A patent/SU1478148A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Головченко В.Г., Гойжевский В.А. Обзор методов смещени частоты. Современные методы и аппаратура дл измерени параметров радиоцепей. - Доклады всесоюзного симпозиума. - Новосибирск, 1974, с.116-118. Лесн к В.Н. Быстродействующий цифровой вычислитель фазы. Труды радиотехнического института АН СССР. - М.: 1977, № 27, с.94-100. Авторское свидетельство СССР № 993148, кл. G 01 R 25/00, 1983. Федорков Б.Г., Телец В.А., Дегт ренко В.П. Микроэлектронные циф- роаналоговые и аналого-цифровые преобразователи. - М.: Радио и св зь, 1984, с.81. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2807958C1 (en) * | 2023-09-14 | 2023-11-21 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт радиотехники"(АО "ВНИИРТ") | System for measuring introduced phase noise of device in the high-frequency, ultra-high-frequency or optical ranges |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4514835A (en) | Device for measuring time intervals between a plurality of successive events | |
SU1478148A1 (en) | Digital meter of amplitude and phase time characteristics | |
US4598375A (en) | Time measuring circuit | |
JPH06101948B2 (en) | Time information detector | |
EP0122984B1 (en) | Time measuring circuit | |
SU557327A1 (en) | Device for measuring time intervals | |
SU600454A1 (en) | Stroboscopic time interval meter | |
SU474760A1 (en) | Digital frequency meter with automatic measurement range selection | |
SU450110A1 (en) | Automatic meter for filling frequency of radio pulses | |
SU1532901A1 (en) | Dynamic characteristics meter | |
RU2011292C1 (en) | Automatic frequency control unit | |
SU1354136A1 (en) | Device for determining amplitude-frequency characteristics of power objects | |
SU488163A1 (en) | Digital phase meter | |
SU1583875A1 (en) | Apparatus for measuring natural frequency of resonance system | |
SU498626A1 (en) | Correlometer | |
SU1436113A1 (en) | Random process generator | |
SU503358A1 (en) | Frequency-code converter for control cvm | |
SU1225014A1 (en) | Device for analog-to-digital converting of narrow-band signals | |
SU546101A1 (en) | Converter "variable frequency code | |
SU1620992A1 (en) | Device for measuring transition characteristics of precision frequency systems | |
SU1007081A1 (en) | Device for converting time intervals into code | |
SU1241413A1 (en) | Phase discriminator | |
SU748271A1 (en) | Digital frequency meter | |
SU1422189A1 (en) | Pulse edge duration meter | |
SU1356239A1 (en) | Device for checking amplitude-frequency characteristics of four-terminal network |