SU1626176A1 - Digital frequency and phase meter for harmonic signals - Google Patents

Digital frequency and phase meter for harmonic signals Download PDF

Info

Publication number
SU1626176A1
SU1626176A1 SU884617002A SU4617002A SU1626176A1 SU 1626176 A1 SU1626176 A1 SU 1626176A1 SU 884617002 A SU884617002 A SU 884617002A SU 4617002 A SU4617002 A SU 4617002A SU 1626176 A1 SU1626176 A1 SU 1626176A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
register
counter
adder
Prior art date
Application number
SU884617002A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Волохов
Александр Николаевич Зайченко
Александр Георгиевич Кротенко
Владимир Викторович Пискорж
Original Assignee
Предприятие П/Я М-5653
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 Предприятие П/Я М-5653 filed Critical Предприятие П/Я М-5653
Priority to SU884617002A priority Critical patent/SU1626176A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1626176A1 publication Critical patent/SU1626176A1/en

Links

Abstract

Изсбрртение относитс  к радио™ измррн 1 ель.юн технике и быть использовано дл  оценки частоты и фаты г чрмоническсн о cm нлла. Цель изобрегениг - повышение точности измерени  фазы сигнала и расширение диапазона рабочих частот В предла- гземый измеритель введены U-триггер Т, регистры 8, 20, 21 и 22, блок 16 формировани  оценки фазы, сумматора 18, что позвол ет изменением кода на входе 19 оперативно перестраи- вать измеритель по диапазону частот Измеритель также содержит компаратор 1, счетчнк-делитель 4, сннхро- низатор 5, счетчик 6, генератор 9 тригонометрических функций, сумма - тор 10, оперативное запоминакэдее устройство (ОЗУ) 11, квадратор 13 и блок 14 поиска максимума. 9 илRecycling refers to the radio ™ technique of 1 spruce technique and to be used to estimate the frequency and veil frequency of about 1 nl. The purpose of the isobrengig is to increase the accuracy of measuring the phase of the signal and expanding the range of operating frequencies. In the proposed meter, a U-trigger T, registers 8, 20, 21 and 22, a phase estimation forming unit 16, an adder 18 are entered, which allows a change in the code at input 19 promptly rearrange the meter by the frequency range The meter also contains a comparator 1, a counter divider 4, a snifter 5, a counter 6, a generator 9 of trigonometric functions, the sum is a torus 10, a random access memory (RAM) 11, a quadrant 13 and block 14 search maximum. 9 silt

Description

Изобретение относитс  к радио- измерительной технике и может быть использовано дл  оценки параметров гармонического сигнала - фазы и час тоты п шумах.The invention relates to radio measurement technology and can be used to estimate the parameters of a harmonic signal — phase and frequency and noise.

Цель изобретени  - повышение точ- ности измерени  фазы сигнала и рас ширение диапазона рабочих частотThe purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the signal phase and expanding the range of operating frequencies.

1 а фиг.1 приведена структурна  схема цифрового измерител  частоты и фазы сигнала; на фиг.2 6 - примеры раилизацин генератора тригонометрических функции, квадратора, блока поиска максимума, блока формировани  оценки фазы и синхронизатора, соответственно; на фиг.7-9 - эпюры сигналов, по сн ющие работу измерител  и синхронизатора1 and Fig. 1 shows a block diagram of a digital meter for the frequency and phase of a signal; Figures 2 and 6 illustrate examples of the railizacin trigonometric function generator, quad, maximum search unit, phase evaluation generation unit and synchronizer, respectively; 7-9 are signal plots explaining the operation of the meter and the synchronizer

Цифровой измеритель частоты и фазы сигнала содержит () компаратор 1, вход которого  вл етс  первым входом 2 измерител , D-триггер З, на D-вход которого подан уровень логической единицы, счетчик-делитель 4, синхронизатор 5, последовательно соединенные счетчик 6, информационный вход которого  вл етс  п тым входом 7 устройства, регистр 8, генератор 9 тригонометрических функций, сумматор 10, оперативное запоминающее устройство 11, регистр 12, квадратор 13, блок 14 поиска максимума, второй вход которого  вл етс  третьим входом 15 измерител  и блок 16 формировани  оценки фазы, выход которого  вл етс  первым выходом 17 измерител , последовательно соединенные сум- матор 18, первый вход которого  вл - етс  четвертым входом 19 измерител , регистры 20 и 21, а также регистр 22, второй вход 23 измерител , второй выход 24, причем объединенные счетные входы счетчика-делител  4, счетчика 6 и синхронизирующий вход регистра 20 соединены с входом 23 измерител , первый выход счетчика-делител  4, второй вход 23 измерител , выход D- триггера 3 и второй выход счетчика- делител  4 соединены соответственно с входами 25.1-25.4 синхронизатора 5, а синхронизирующий вход генератора 9 тригонометрических функций,объеди- ненные синхронизирующие входы регист- ров 12 и 22, блока 16 формировани  оценки фазы, первый 26.1 синхронизи рующии вход блока 14 поиска максимума и управл ющий вход оперативного запоминающего устройства 11, объединенные синхронизирующий вход квадратора 13 и второй 26.2 синхронизирую- щий вход блока 14 поиска максимума, объединенные управл ющие вхиды сумматора 10 и блока 14 поиска максимума, объединенные входы начальной установки счетчика 6, регистра 20 и третий 26.3 синхронизирующий вход блока 14 поиска максимума, адресные входы оперативного запоминающего устройстьа 11, управл ющий вход генератора 9 тригонометрических функций и объеди- ненные синхронизирующие входы регистров 8 и 21 соединены соответственно с первым 27.1 - восьмым 27.8 выходами синхронизатора 5The digital frequency and phase meter of the signal contains () a comparator 1, the input of which is the first input 2 of the meter, the D-flip-flop 3, the D-input of which is supplied with the level of a logical unit, the counter-divider 4, the synchronizer 5, serially connected counter 6, information the input of which is the device’s fifth input 7, register 8, generator of trigonometric functions 9, adder 10, random access memory 11, register 12, quadrant 13, maximum search unit 14, the second input of which is the third meter input 15 and unit 16 phase evaluation, the output of which is the first output 17 of the meter, serially connected adder 18, the first input of which is the fourth input 19 of the meter, registers 20 and 21, and also the register 22, the second input 23 of the meter, the second output 24, moreover, the combined counting inputs of the counter-divider 4, counter 6 and the clock input of the register 20 are connected to the input 23 of the meter, the first output of the counter-divider 4, the second input 23 of the meter, the output of the D-trigger 3 and the second output of the counter-divider 4 are connected respectively to the inputs 25.1-25.4 syn 5, and the synchronization input of the generator 9 trigonometric functions, the combined synchronization inputs of the registers 12 and 22, the phase estimation forming unit 16, the first 26.1 synchronization inputs of the maximum search unit 14 and the control input of the random access memory 11, the combined synchronization input the quadrant 13 and the second 26.2 synchronizing input of the maximum search unit 14, the combined control inputs of the adder 10 and the maximum search block 14, the combined inputs of the initial installation of the counter 6, the register 20 and the third 26. 3 synchronization input of the maximum search unit 14, the address inputs of the random access memory 11, the control input of the generator 9 of the trigonometric functions and the combined synchronization inputs of the registers 8 and 21 are connected respectively to the first 27.1 - eighth 27.8 outputs of the synchronizer 5

Генератор 9 тригонометрических функций (фиг.2) содержит между входом и выходом последовательно соединенные регистр 28, сумматор 29, коммутатор 30, второй вход которого  вл етс  вторым входом генератора тригономет- рнческих функций, регистр 31, выход которого дополнительно соединен с вторым входом сумматора 29, посто нное запоминающее устройство 32, регистр 33, причем объединенные синхро- визирующие входы регистпов 31 и 33  вл ютс  синхронизирующим, а объединенные синхронизирующий вход регистра 28 и управл ющий вход коммутатора 30 - управл ющим входами генератора тригонометрических функций.The trigonometric functions generator 9 (FIG. 2) contains a serially connected register 28 between the input and output, an adder 29, a switch 30, the second input of which is the second input of the generator of trigonometric functions, the output 31 of which is additionally connected to the second input of the adder 29 , the persistent storage device 32, the register 33, the combined synchronizing inputs of the registers 31 and 33 are synchronizing, and the combined synchronizing input of the register 28 and the control input of the switch 30 are controlling by moves of the generator of trigonometric functions.

1one

Квадратор 13 (фиг.З) содержит между входом и выходом последовательноQuad 13 (fig.Z) contains between the input and output sequentially

соединенные посто нное запоминающее устройство 34, регистр 35, синхронизирующий вход которого  вл етс  синхронизирующим входом квадратора, и сумматор 36, второй вход которого соединен с выходом посто нного запоминающего устройства 34.connected permanent memory 34, a register 35, the synchronization input of which is a quadra synchronization input, and an adder 36, the second input of which is connected to the output of the permanent memory 34.

Блок 14 поиска максимума (фиг.4) содержит последовательно соединенные регистр 37, коммутатор 38, второй вход которого  вл етс  вторым входом блока максимума, регистр 39, бло 40 сравнени , второй вход которого соединен с выходом регистра 37, элемент ИЛИ 41, выход которого соединён с синхронизирующим входом регистра 39 , а также последовательно соединенные счетчик 42 и регистр 43, выход которого  вл етс  в -орым выходом блока поиска максимума, причем синхронизирующий вход регистра 37 соединен с первым стробирующим входом блока 40 сравнени  и  вл етс  первым синхронизирующим входом 26.1 бпока поиска максимума, счетный вход счетчика 42  вл етс  вторым синхронизирующим входом 26.2 бпока поиска максимума , входы установки в нуль счетчика 42 и регистра 43 соединены с вторым входом элемента ИЛИ 41 и  вл ютс  третьим синхронизирующим входом 26.3, а управл ющий вход коммутатора 38, соединенный с вторым стробирующим входом блока 40 сравнени ,  вл етс  управл ющим входом блока поиска максимума.Maximum search unit 14 (Fig. 4) contains a register 37 connected in series, switch 38, the second input of which is the second input of the maximum block, register 39, comparison unit 40, the second input of which is connected to the output of register 37, OR 41, whose output connected to the synchronization input of the register 39, as well as serially connected counter 42 and the register 43, the output of which is the output of the maximum search block, and the clock input of the register 37 is connected to the first gate input of the comparison block 40 and the first sync input 26.1 for maximum search, the count input for counter 42 is the second sync input 26.2 for maximum search, the inputs to zero for counter 42 and register 43 are connected to the second input of the OR element 41 and the third sync input 26.3, and the control input for the switch 38, connected to the second gate input of the comparison unit 40, is the control input of the maximum search unit.

Блок 16 формировани  оценки фазы содержит между входом и выходом последовательно соединенные регистры 44 и 45, посто нное запоминающее устройство 46, инвертор 47, сумматор 48, посто нное запоминающее устройство 49, регистр 50, а также посто нное запоминающее устройство 51, вход которого соединен с выходом регистра 44, а выход - с вторым входом сумматора 48, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 52, входы которого соединены с входом и выходом старшего разр да регистра 44, а выход - с входом старшего разр да регистра 45, причем выход .таршего разр да регистра 45 соединен с входом старшего разр да посто нного запоминающего устройства 49, выход старшего разр да регистра 44 - с входом старшего разр да регистра 50, сийхронизирующие входы регистров 44 и 45 объединены и  в-The phase evaluation generating unit 16 comprises serially connected registers 44 and 45 between the input and output, a persistent storage 46, an inverter 47, an adder 48, a persistent storage 49, a register 50, and also a permanent storage 51 whose input is connected to register 44, and the output - with the second input of the adder 48, the element EXCLUSIVE OR 52, the inputs of which are connected to the input and output of the high bit register 44, and the output - with the input of the high bit yes register 45, and the output of the high bit register 45 connect to the input of MSB PROM device 49, the output MSB of register 44 - to the input of MSB register 50, registers siyhroniziruyuschie inputs 44 and 45 and combined in-

л ютс  синхронизирующим входом блока а вход синхроннатцни регистра 50  вл етс  вторым входом блока.The synchronization input of the block and the synchronization input of the register 50 are the second input of the block.

Синхронизатор 5 (фиг.6) содержит D-триггер 53, D-вход которого  влн- етс  входом 25.J синхронизатора, D-триггер 54, на D-вход которого подан -уровень логической единицы, а выход соединен с 1)-входом D-трнгге- ра 55, выход которого соединен с вхо дом установки в нуль 1)-трнггера 54 и первым входом элемента Ш1И 56, счет- чик 57, выход старшего рччр да кото- рого соединен с синхронизирующим входом D-тршгера 58 и вторым входом элемента Ш1И 56, D-трмггер 59, выход которого соединен с D-входом D-триг- гера 60, синхрони шрующин вход которого соединен с синхронизирующими входами D-триггеров 53 ч 55, счетчика 57 и  вл етс  вхоаом 25.2 синхронизатора , а выход соединен с входом установки в нуль D-триггера 59 и сче чика 57, D-триггер 61, синхронипирующий вход которого соединен с синхронизирующим входом D-триггера 59 и  вл етс  входом 25.4 синхрони«атора, а выход соединен с D-входом D-триггера 62, выход которого соединен с D-входом D-триггера 63, синхронизирующий вход которого, объединенный с синхронизирующими входами П-тригге- ров 54 и 62,  вл етс  входом 25.1 синхронизатора, а выход соединен с входами установки в нуль D-триггеров 58, 61, 62, причем на D-пходы D-триггеров 59 и 61 подан уровень логической единицы.The synchronizer 5 (FIG. 6) contains a D-flip-flop 53, the D-input of which is the input 25.J of the synchronizer, D-flip-flop 54, the D-input of which is fed to the level of the logical unit, and the output is connected to the 1) input D-trnggera 55, the output of which is connected to the input to the zero setting of 1) -thrngger 54 and the first input of the element Ш1И 56, the counter 57, the output of the high-rcdr of which is connected to the synchronizing input of the D-trehger 58 and the second the input of the element Ш1И 56, D-trmgger 59, the output of which is connected to the D-input of the D-flip-flop 60, the synchronous wiring of the input of which is connected to the synchronizing inputs D-flip-flops are 53 hours 55, counter 57 and is a synchronizer input 25.2, and the output is connected to the input to the zero setting of the D-flip-flop 59 and the counter 57, D-flip-flop 61, the synchronizing input of which is connected to the synchronizing input of the D-flip-flop 59 is the synchronization input 25.4 of the ator, and the output is connected to the D-input of the D-flip-flop 62, the output of which is connected to the D-input of the D-flip-flop 63, the sync input of which is combined with the sync inputs of the U-flip-flop 54 and 62, the input 25.1 of the synchronizer, and the output is connected to the inputs to the zero setting of the D-flip-flops 58, 61, 62, with the level of the logical unit is supplied to the D-triggers of the D-flip-flops 59 and 61.

Цифровой измеритель частоты и фаз сигнала работает следующим образом.Digital meter frequency and phase of the signal works as follows.

На вход 2 измерител  поступает узкополосна  смесь сигнала с шумом ()At the input 2 of the meter enters a narrow band signal with noise ()

U(t) V cos(2iTfct +ФС) + v(t),U (t) V cos (2iTfct + FS) + v (t),

где V - амплитуда сигнала;where V is the amplitude of the signal;

fc - неизвестна  частота сигнала, посто нна  на интервале измерени , длительностью Т, fc е (Ј„,Јн+2Р),где Ј„ - нижнее возможное значение частоты сигнала; f f +Г-центральное значение частотыfc is the unknown frequency of the signal constant over the measurement interval, duration T, fc e (Ј „, ,n + 2Р), where Ј„ is the lowest possible value of the frequency of the signal; f f + G-center frequency

сигнала; 2F«ffl- диапазон возможных значенийsignal; 2F "ffl - range of possible values

частоты сигнала;signal frequency;

РС - подлежаща  оценке начальна  фаза сигнала, т.е. фаза сигPC is the initial phase of the signal to be estimated, i.e. sig phase

нал.;1 в момент времени , РС 6(0,2Г);cash; 1 at the time, RS 6 (0.2 G);

v(t) - учкополоснын шум. Такой сигнал формируетс  с помощью полосового фильтра, полоса пропускани  которого равна диапазону 2F неопределенности частоты сигналаv (t) - uchband noise. Such a signal is generated using a band-pass filter, the bandwidth of which is equal to the range 2F of the signal frequency uncertainty.

Сигнал с периодом следовани  Т, задающий интервал измерени , формируетс  на выходе старшего разр да R-paзр дного (R log,frT) счетчика- делител  4 (фиг.86) из сигнала такто-A signal with a follow-up period T, defining the measurement interval, is formed at the output of the higher bit of the R-partial (R log, frT) counter-divider 4 (Fig. 86) from the clock signal

вой частоты Ј т и подаетс  на в::од 25.4 синхрони )атора 5. Фронт этого сигнала  вл етс  началом очередного интервала измерени .Frequency frequency и t and is applied to c: :: 25.4 synchronization of the actor 5. The front of this signal is the beginning of the next measurement interval.

Компаратор 1 формирует импульсыComparator 1 generates pulses

нуль-пересечений с частотой следовани , равной частоте входного сигнала . Фронты импульсов совпадают с моментами пересечени  входным сигналом нулевого уровн  с положительной про-null intersections with a frequency equal to the frequency of the input signal. The fronts of the pulses coincide with the moments of crossing the input signal of the zero level with a positive signal.

изводнои (фиг.76). Импульсы нуль- пересечении поступают на синхронизирующий вход D-триггера З. На вход установки в нуль D-триггера З подаетс  сигнал с выхода И-го разр да счет-izvodnoy (Fig.76). Zero-crossing pulses arrive at the D-flip-flop clock input Z. A signal from the AND-th digit of the counting is given to the input of the Z-D flip-flop setting Z.

чика-дели гел  4 (). 3тот сигнал имеет форму меандра и период следовани  Т , причемchica delhi gel 4 (). This signal has the form of a meander and the period of the following T, and

Н int L0 ; nr/2F) fH int L0; nr / 2f) f

где - не 1а  часть числа-X.where is not 1a part of number-X.

Таким оОрчюм, D-триггер 3 устанавливаетс  в состо ние логической единицы первым импупьсом нуль-пересечени , поступившим на сннхронизи-Thus, the D-flip-flop 3 is set to the state of the logical unit by the first impulse of the null-intersection received on the snc

рующий вход D-триггера З во врем  каждого n-го (п 1, 2N) положительного полупериода меандра - так называемого окна. Период следовани  окон св зан с диапазономD-flip-flop input 3 during each n-th (n 1, 2N) positive half-period of the meander - the so-called window. The time period for the windows is related to the range.

неопределенности частоты 2F входного сигнала: 1 р . 1 /2F.2F frequency uncertainty of the input signal: 1 p. 1 / 2F.

Длительность окна Јfl должна превышать период 1/fc входного сигнала , чтобы в окно гарантированноThe duration of the Јfl window must exceed the period of 1 / fc of the input signal, so that the window is guaranteed

попал хот  бы один импульс нуль- пересечени . Удобно формировать С0 1/2То, что заведомо больше периода входного сигнала. Копичество окон на каждом интервале измере-hit at least one zero-crossing pulse. It is convenient to form C0 1 / 2To, which is certainly more than the period of the input signal. The number of windows at each interval is

ни  длительностью Т посто нно и рав-neither the duration of T is constant and equal

но N .but n.

Таким образом, за период следовани  окон Тр на выходе D-тригге- ра 3 формируетс  единственный поло-Thus, for the period of following the Tp windows, at the output of the D-flip-flop 3 a single

7171

жнтельный фронт, который соответствует по времени прореженным пример но в fft/2F раз импульсам нуль-пере- сечении (),zhtelny front, which corresponds in time to a decimated approximately fft / 2F times zero-intersection pulses (),

Прореженные импульсы нуль-пересечений поступают в синхронизатор 5, на D-вход D-трчггера 53, на синхронизирующий вход которого поступают импульсы тактовой частоты fT (фиг.7д). Таким образом, на выходе D-триггера 53 формируютс  прореженные и синхронизированные по фронтам сигнала тактовой частоты импульсы нуль-пересечений ().The thinned zero-crossing pulses are fed to the synchronizer 5, to the D-input of the D-trchgera 53, the clock input of which receives the clock frequency fT (fig.7d). Thus, at the output of D-flip-flop 53, thinned and synchronized zero-intersection pulses () are generated and synchronized along the clock signal fronts.

Алгоритм обработки последовательности синхронизированных импульсов нуль-пересечений с целью измерени  частоты и фазы сигнала включает следующие действи 4 Формируют на интервале измерени  (Т/2, Т/2) дискретный аналог квадрата модул  Z(f) комплексного коррел ционного интеграла (спектра) Y(fg) на дискретном множестве опорных частот fj6 (fM, f H -t- 2F)The algorithm for processing a sequence of zero-crossing synchronized pulses in order to measure the frequency and phase of a signal includes the following steps 4 In the measurement interval (T / 2, T / 2), a discrete analog of the square module Z (f) of the complex correlation integral (spectrum) Y (fg ) on a discrete set of reference frequencies fj6 (fM, f H -t- 2F)

Z(f.HY(fe)| ()|,Z (f.HY (fe) | () |,

v n,v n,

где f ц+( f ,2,..„,,L - where f c + (f, 2, .. „,, L -

ДЈ 1/2Т - (гн fи/2F)- H 1 / 2T - (gn fi / 2F) -

00

61766176

5five

00

5five

ВAT

L (2F/uf)+l - число опорныхL (2F / uf) + l is the number of reference

частот;frequencies;

N - количество прореженных импульсов нуль-пересечений, поступивших в течение интервала измерени  (-Т/2, Т/2), т.е. колч- чество N is the number of thinned zero-intersection pulses received during the measurement interval (-T / 2, T / 2), i.e. quantification

tn € (-T/2,T/2) -врем  поступлени  фронтов синхронизированных импульсов нуль- пере сечений, из меренное относительно середины интервала (-Т/2, Т/2) (далее используетс  также обозначение t«)tn € (-T / 2, T / 2) is the arrival time of the edges of synchronized zero-cross-section pulses, measured from the center of the interval (-T / 2, T / 2) (hereafter, also the designation t is used)

Определ ют частоту гр, при которой Z(fn) принимает наибольшее значение из превысивших некоторый порог - порог обнаружени . Частота f  вл ет0The frequency c is determined at which Z (fn) takes the largest value out of those that exceed a certain threshold — the detection threshold. The frequency f is is0

5five

с  оценкой частоты сигнала.with a signal frequency estimate.

Наход т по значени м действитель-Is found in terms of valid

ной Yc(f.) sinZ7fet и мнимой и Noah Yc (f.) sinZ7fet and imaginary and

AН..АAN..A

Vf« 5 osZ7tVf 5 osZ7t

- д - d

ного коррел ционного интеграла Y(fp) дл  частоты fe оценку фазы ™с сигнала , отнесенную к середине интервалаcorrelation integral Y (fp) for the frequency fe, the phase estimate ™ of the signal, referred to the mid-interval

eLneLn

gt частей комплексизмерени , т.е. фазы сигнала Igt parts of complex measurement, i.e. signal phase I

оценку начальнойinitial grade

r iд -. 0, при Yc(fg) 0, Y,(f.) О,r id -. 0, with Yc (fg) 0, Y, (f.) O,

arctg Yc(fg)/Yg(fЈ)J + gtt, g 1 1, при Yg(fj) 0.arctg Yc (fg) / Yg (fЈ) J + gtt, g 1 1, with Yg (fj) 0.

2, при Yc(fg) c- 0, Ys(fe) 0.2, with Yc (fg) c-0, Ys (fe) 0.

Приведенный алгоритм реализуетс  в устройстве следующим образом.The above algorithm is implemented in the device as follows.

В начале интервала измерени  на входы начальной установки (R+l)-paa- р дных счетчика 6 и регистра 20 подаетс  импульс начальной установки с выхода синхронизатора.5. При этом счетчик 6 устанавливаетс  в со- -3/4, а регистр 20 - вAt the beginning of the measurement interval, the inputs of the initial installation (R + 1) -pa- aral of the counter 6 and register 20 are given a pulse of the initial installation from the synchronizer output. In this case, counter 6 is set to -3/4, and register 20 is set to

сто ниеstanding

состо ние 2state 2

R+R +

9 9

нn

fd-fr- fd-fr-

гдеWhere

- дробна  часть числа X; 0(,  - the fractional part of the number X; 0 (,

,R+ , R +

2 код нижней частоты fH. Импульсы тактовой частоты fT, поступающие на вход счетчика 6 и синхро2 code lower frequency fH. Pulses of clock frequency fT, arriving at the input of counter 6 and sync

4545

5050

5555

низирующий вход регистра 20, измен ют их состо ние, причем состо ние счетчика 6 с каждым тактовым импульсом увеличиваетс  на единицу, достигает значени  (2Rtl - 1), после которого счетчик переполн етс  (переходит в состо ние О) по следующему тактовому импульсу в середине интервала измерени  Во второй половине интервала измерени  состо ние счет- чик-а 6 растет от 0 до Состо - ние m счетчика 6 в произвольный мо мент времени t, отсчитываемый от се редины интервала измерени , представ л ет код фазы 2nuft опорного сигнала sin 2f&ft частотой Ь. f - «1 /2Т.The lowering input of register 20 changes their state, and the state of counter 6 with each clock pulse increases by one, reaches a value (2Rtl - 1), after which the counter overflows (switches to state O) by the next clock pulse in the middle measurement interval In the second half of the measurement interval, the state of counter-a 6 increases from 0 to State m of counter 6 at an arbitrary time t, measured from the middle of the measurement interval, represents the 2nuft code of the reference signal sin 2f & ft frequency b. f - “1/2T.

При этом изменению состо ни  счетчика 6 (кода фазы) от (-3/4 доIn this case, the change in the state of counter 6 (phase code) from (-3/4 to

2 к / / /ч через нуль соотпетствует изменение фазы опорного сигнала sin от значени  -7/2 до н /2 через нуль, а произвольное состо ние m счетчика 6 св зано с фазой 27uft соотношением2 k / / / h through zero corresponds to a change in the phase of the reference signal sin from a value of -7 / 2 to n / 2 through zero, and an arbitrary state m of the counter 6 is associated with a phase of 27uft by

2faf t 2Т -2 + 27и.2faf t 2T -2 + 27i.

где h 0 при 0 Ј t Ј Т/2, h -I при -Т/2 t 6 0.where h 0 at 0 Ј t Ј T / 2, h -I at -T / 2 t 6 0.

Состо ние регистра 20 с каждым тактовым импульсом увеличиваетс  на величину X кода нижней частоты, подаваемого на четвертый вход 19 измерител  и прибавл емого сумматором 18 к предыдущему состо нию регистра 20 Состо ние (R-H )-разр дного регистра 20 измен етс  на интервале измерени  (-Т/2, Т/2) периодически с периодом Тн (2RV( /tffr) « Т и обращаетс  в нуль в середине интервала (в момент t 0). Состо ние М регист ра 20 в произвольный момент времени t св зано с представл емой этим кодом фазой формируемого таким образом опорного сигнала sin 2e fH t частотой fH ( fT /2Rv соотношениемThe state of register 20 increases with each clock pulse by the X value of the low frequency code supplied to the fourth input 19 of the meter and added by the adder 18 to the previous state of the register 20. The (RH) state of the discharge register 20 changes during the measurement interval (- T / 2, T / 2) periodically with a period Tn (2RV (/ tffr) "T and vanishes in the middle of the interval (at time t 0). State M of register 20 at an arbitrary time t is associated with the represented this code phase of the sin 2e fH t reference signal generated in this way with frequency fH (fT / 2R v ratio

R4- (R4- (

2fiM/2 + 27r,  2fiM / 2 + 27r,

где г 0, il , Ј2,. 4. - целое число переполнений сумматора 18 за врем  t (целое число периодов опорного сигнала ) . Изменением кода нижней частоты можно измен ть величину нижней опорной частоты полосы анализа fи tffT/2 , что расшир ет диапазон рабочих частот предлагаемого измерител  по сравнению с известным, имеющим фиксированную настройкуwhere r 0, il, Ј2 ,. 4. - integer number of overflows of the adder 18 for the time t (integer number of periods of the reference signal). By changing the code of the lower frequency, it is possible to change the value of the lower reference frequency of the analysis band f and tffT / 2, which expands the operating frequency range of the proposed meter compared to the known, having a fixed setting.

В моменты времени tn прореженный и синхронизированный импульс нуль- пересечени  производит запись в регистры 8 и 21 кодов m n и Мп соответственно , св занных с фазами формируемых опорных сигналов соотношени  миAt times tn, a thinned and synchronized zero-crossing pulse records in registers 8 and 21 of the codes m n and Mn, respectively, associated with the phases of the generated reference signals by the relations

2fcftn- + 2fihn,2fcftn- + 2fihn,

2fi fHtn - 2Г-Ј + ,2fi fHtn - 2Г-Ј +,

00

5five

5five

00

5five

00

5five

00

коды mn и Мп хран тс  в регистрах 8 и 21 до прихода следующего прореженного импульса нуль-пересечени  в момент времени tnf, .The mn and mp codes are stored in registers 8 and 21 until the next decimated zero-crossing pulse arrives at time tnf,.

В начале каждого окна управл ющим сигналом с выхода 27.7 синхронизатора 5 () коммутатор 30 генератова 9 тригонометрических функ цпй переключаетс  на пропускание сигнала от регистра 21. Срезом этого сигнала содержимое регистра 8 переписываетс  в регистр 28 генератора тригонометрических функций. В то же врем  фронтом синхроимпульса с выхода 27.1 (фиг.Зи) синхронизатора 5 содержимое регистра 21 переписываетс  в регистр 31. Содержимое последнего , которым  вл етс  код Мп фазы нижней опорной частоты f.., поступает на вход посто нного запоминающего устройства 32 и на второй вход сумматора 29, где суммируетс  с кодом mn фазы опорной частоты ДЈ, поступающим на первый вход сумматора 29 с выхода регистра 28At the beginning of each window, the control signal from the output 27.7 of the synchronizer 5 (), the switch 30 of the generator 9 trigonometric functions switches to passing the signal from the register 21. With a cut of this signal, the contents of the register 8 are written to the register 28 of the generator of trigonometric functions. At the same time, the front of the sync pulse from output 27.1 (FIG. 3) of synchronizer 5, the contents of register 21 is written to register 31. The content of the latter, which is the MP code of the phase of the lower reference frequency f., Is fed to the input of the permanent storage device 32 and the second input of the adder 29, where it is summed with the code mn of the phase of the reference frequency D поступ, arriving at the first input of the adder 29 from the output of the register 28

По окончании управл ющего сигнала с выхода синхронизатора 5 коммутатор 30 переключаетс  на пропускание на вход регистра 31 результатов сложени , выполн емого сумматором 29. Запись результатов сложени  в регистр 31 осуществл етс  каждым Ј-м (, 3,...,L) синхроимпульсом с выхода 27.1 синхронизатора 5. Период следовани  этих синхроимпульсов равенAt the end of the control signal from the output of the synchronizer 5, the switch 30 switches to transmitting to the input of the register 31 of the addition results performed by the adder 29. The addition of the results of the addition to the register 31 is carried out every Ј-m (3, ..., L) sync pulse with output 27.1 synchronizer 5. The period of these sync pulses is equal to

Tp/L.Tp / L.

В результате (L-1)-кратного суммировани  содержимого регистров 28 и 31, в последнем последовательно по времени фиксируютс  такие числа А. , чтоAs a result of the (L-1) -fold summation of the contents of registers 28 and 31, in the latter, such numbers A. are sequentially fixed in time.

R+ 4R + 4

Ае,п мп+ - -Је,п-2 ,Ae, p mp + - -Јe, p-2,

где fn - количество переполнений сумматора 29 при (t-1)- кратном прибавлении числа шл к числу Мл.where fn is the number of overflows of the adder 29 when (t-1) is a multiple of the number of gl to the number of ml.

Числа Agn св заны с фазой 2nfpt формируеУых таким образом опорных сигналов sin 2 n fjt, I 1,L соотношениемThe numbers Agn are related to the phase 2nfpt of the support signals sin 2 n fjt thus formed, I 1, L by the relation

5555

2toetn 2 fM-tn + U-O 27Aftn2toetn 2 fM-tn + U-O 27Aftn

& к С & to C

г„ +.(«-) Ч Гв,п.g „+. (“ -) Ch Gv, p.

Последовательность из чисел АР , iA sequence of numbers AP, i

« f “F

I m 1,L  вл етс  адресами, по которым из посто нного запоминающего устройства 32 поочередно извлекаетс  и записываетс  в регистр 33, а затем подаетс  на сумматор 10 последовательность из чередующихс  действительных sin 2irfjtn si.ru-«;, +I m 1, L are the addresses at which sequential storage device 32 is alternately retrieved and written to register 33, and then a sequence of alternating real 2 is fed to adder 10 from the alternating real.

+ (t-l)hn 4j sin i |+ (t-l) hn 4j sin i |

и мнимых cos 2 iTf j tn cos 2иАЈг,/2 частей функции exp(-j2|Tf«t J/ где « - 771. .and imaginary cos 2 iTf j tn cos 2iAЈg, / 2 parts of the function exp (-j2 | Tf «t J / where« - 771..

Одновременно на второй вход сумматора 10 поступает считываема  из оперативного запоминающего устройст-At the same time, the second input of the adder 10 is readable from the random access memory.

sinsin

27fe27fe

nn

Ycn(fe)21cos2 fgtp, MrYcn (fe) 21cos2 fgtp, Mr

10ten

8Lp c.8Lp c.

fr I,L записываютс  по соответствую- 5 щим 2L адресам оперативного запоминающего устройства 11 взамен прежних хранившихс  там сумм (fg) и YenH(fj), причем вычисление всех L чисел Agn, ехр() и всех соответствующих 2L сумм Y5n(fЈ) и YC (fg) заканчиваетс  до начала следующего (п+2)-го импульса окна, после чего весь цикл вычислений чи- сел Aj)m, exp(-j2irfettH, ) и сумм 15 Y5,mi( fe) YC,TH. (f) повтор етс .fr I, L are recorded at the corresponding 2L addresses of the random access memory 11 instead of the former amounts (fg) and YenH (fj) stored there, all the L numbers Agn, exp () and all the corresponding 2L sums Y5n (f) and YC (fg) ends before the beginning of the next (n + 2) th window pulse, after which the whole cycle of calculating the numbers Aj) m, exp (-j2irfettH,) and the sums 15 Y5, mi (fe) YC, TH. (f) repeats.

Во врем  первого импульса окна в регистры 8 и 21 записываютс  коды m ,, и М соответственно. В началеDuring the first window pulse, the codes m ,, and M, respectively, are written to registers 8 and 21. At the beginning

ва 11 в регистр 12 последовательность 20 второго окна коды га и М{ перепииз чередующихс  сумм действительных и-va 11 to register 12 sequence 20 of the second window codes m and M {re-alternating amounts of real and

4n-,(fe4n -, (fe

WW

sin sin

и мнимыхand imaginary

fc.n-|(fe 21 cos 2/&fetp,rfle ,L fc.n- | (fe 21 cos 2 / & fetp, rfle, L

rtfrtf

1 Y1 Y

s,os, o

(ff)(ff)

компонент (дл  п « (fe) 0).component (for n «(fe) 0).

Синхронизаци  работы генератора 9 тригонометрических функий и оперативного запоминающего устройства 11 обеспечивает одновременное поступление на сумматор 10 пар слагаемыхSynchronization of the operation of the generator 9 trigonometric functions and the random access memory 11 provides simultaneous input to the adder 10 pairs of components

И-( sin и sin и слагавеЧ нAnd- (sin and sin and slugawch n

рчrc

мых cosmyh cos

2frf2frf

h-«h- "

:etp: etp

еЧ иech and

cos 2 н f,cos 2 n f,

e tpe tp

зультаты суммировани  Y (fg) summation results Y (fg)

сываютс  в регистры 28 и 31 и начинаетс  формирование чисел А п и exp(-j2irf g t -). К началу третьего на текущем интервале окна по 2L адре25 сам оперативного запоминающего устройства 11 записаны числа: sin ,t, cos ), sin 2/i( f/it(l, cos 2lTf2 t .. , sin 2fi fLt,, cos 2frfLt. К началу четвертого окна в оперативном за30 поминающем устройстве 1 по 2L адресам записаны уже суммы: sin 2nf,t4 + + sin 27f(t2, cos t, + cos 2lTf4 tg i sin , + sin , cos 21ГЈгЦ + -t- cos 21Tf2.t1,..., sin , + The registers are 28 and 31 and the formation of the numbers A p and exp (-j2irf g t -) begins. By the beginning of the third on the current window interval, the 2L address of the RAM itself 11 contains the numbers: sin, t, cos), sin 2 / i (f / it (l, cos 2lTf2 t .., sin 2fi fLt ,, cos 2frfLt. By the beginning of the fourth window, the amounts recorded in the operational locking device of 1 for 2L addresses are as follows: sin 2nf, t4 + + sin 27f (t2, cos t, + cos 2lTf4 tan i sin, + sin, cos 21Г +ГЦ + -t- cos 21Tf2. t1, ..., sin, +

35 + sin , cos 2lTf + cos 2nft,tz.35 + sin, cos 2lTf + cos 2nft, tz.

Ре-к началу (п+2)-го окна в оперативном запоминающем устройстве записаны следующие результаты накоплени :The following accumulation results are recorded in the random access memory (n + 2) window:

11eleven

2fif, t, + sin f, tu + ... + sin 2/iTf, t „ lsin cp2fif, t, + sin f, tu + ... + sin 2 / iTf, t „lsin cp

2 нЈ,С( + cos 2/iTf, t2 + ... + cos Zftf, tn LCOS ,tp,2 nЈ, C (+ cos 2 / iTf, t2 + ... + cos Zftf, tn LCOS, tp,

иand

2/ii f/2t, + sin 2 tif2t2 + ... + sin 2/iifatn sin 2«fit,2 / ii f / 2t, + sin 2 tif2t2 + ... + sin 2 / iifatn sin 2 "fit,

n Zfaflt, + cos + o.. + cos S.cos .n Zfaflt, + cos + o .. + cos S.cos.

, . . .-- „ . - , . .-- ". -

2/« flat, + sin + ... + sin 2lTfL|tn 2L.sin ,2 / "flat, + sin + ... + sin 2lTfL | tn 2L.sin,

n1n1

cos 2/iffljt1 + cos 2cos 2 / iffljt1 + cos 2

Uf.tfcUf.tfc

Р д результатов накоплении можно записать корочеA number of accumulated results can be written shorter

ЬB

(fe) sin 27fetp;(fe) sin 27fetp;

Yc,r(f) Z.cos 2iTfetp, t - T71.Yc, r (f) Z.cos 2iTfetp, t - T71.

sinsin

27fe27fe

nn

Ycn(fe)21cos2 fgtp, MrYcn (fe) 21cos2 fgtp, Mr

8Lp c.8Lp c.

fr I,L записываютс  по соответствую- щим 2L адресам оперативного запоминающего устройства 11 взамен прежних хранившихс  там сумм (fg) и YenH(fj), причем вычисление всех L чисел Agn, ехр() и всех соответствующих 2L сумм Y5n(fЈ) и YC (fg) заканчиваетс  до начала следующего (п+2)-го импульса окна, после чего весь цикл вычислений чи- сел Aj)m, exp(-j2irfettH, ) и сумм Y5,mi( fe) YC,TH. (f) повтор етс .fr I, L are recorded at the corresponding 2L addresses of the random access memory 11 instead of the former amounts (fg) and YenH (fj) stored there, all the L numbers Agn, exp () and all the corresponding 2L sums Y5n (fЈ) and YC (fg) ends before the start of the next (n + 2) th window pulse, after which the whole cycle of computing the numbers Aj) m, exp (-j2irfettH,) and the sums Y5, mi (fe) YC, TH. (f) repeats.

Во врем  первого импульса окна в регистры 8 и 21 записываютс  коды m ,, и М соответственно. В началеDuring the first window pulse, the codes m ,, and M, respectively, are written to registers 8 and 21. At the beginning

0 второго окна коды га и М{ перепиL .0 of the second window codes m and M {rewl.

n1n1

coscos

2W. tn Z.CQS 2iifLtp. p«i 2W. tn Z.CQS 2iifLtp. p "i

Таким образом, к началу второго окна, следующего за рассматривав мым интервалом измерени , в оперативном запоминающем устройстве 11 по 2L адресам записаны соответствующие ре« зультаты накоплени  дл  всех N про-Thus, by the beginning of the second window following the considered measurement interval, in the random access memory 11 at the 2L addresses, the corresponding accumulation results for all N processes were recorded.

реженных импульсов нуль-пересечении рассматриваемого интервала измере- ни  - квадратурные составл ющие комплексных коррел ционных интегра- лов:of the zero-crossing cut pulses of the considered measurement interval — the quadrature components of the complex correlation integrals:

NN

Vfe - Wfe ,sin eVVfe - Wfe, sin eV

VIVI

Vfe} Yc,vj(fe IEcos , Ј TL.Vfe} Yc, vj (fe IEcos, Ј TL.

От начала второго до начала третьего окна следующего интервала измерени  синхронизатор 5 сигналом режима поиска максимума с выхода 27.4 (фиг.9е) переводит цифровой измеритель частоты и фазы в режим поиска максимума квадрата модул  комплексного коррел ционного интегр.| ла по данным, накопленным в оперативном запоминающем устройстве 1 1 H.I предыдущем интервале измерени . Данный сигнал переводит сумматор 10 в режим пр мого пропускани  данных с первого входа на выход. Перебор адресов оперативного запоминающего устройства 11, запись и считывание данных в этом режиме осуществл ютс  в том же темпе и в том же пор дке, как и при накоплении. Содержащиес  в оперативном запоминающем устройстве II квадратурные составл ющие Y5(f,), YcFrom the beginning of the second to the beginning of the third window of the next measurement interval, the synchronizer 5 signals the maximum search mode from output 27.4 (Fig. 9e) and puts the digital frequency and phase meter into the search mode for the maximum of the square of the complex correlation module | according to the data accumulated in the random access memory 1 1 H.I previous measurement interval. This signal places adder 10 into the mode of direct data transmission from the first input to the output. The search for the addresses of the random access memory 11, the writing and reading of data in this mode are performed at the same pace and in the same order as in the accumulation. The quadrature components Y5 (f,), Yc contained in random access memory II

YC Yc

с  из оперативного запоминающегоfrom from operational storage

устройства и через регистр 12 подаютс  на адресные входы посто нного запоминающего устройства 34 квадратора 13, а также на вход регистра 22. Одновременно данные-, поступающие с генератора 9 тригонометрических функций -sin , cog , sin .to cos C,, .,. , sin cos 2 n f t и соответствующие первому прореженному импульсу нуль-пересечени  t. на новом интервале измерени , записываютс  по соответствующим 2L адресам оперативного запоминающего устройства I I. На выходе посто нного запоминающего устройства 34 формируютс  соответственно квадраты состав л ющих ) и Yc(fg), I l,L, которые поступают на входы сумматора 36 непосредственно -Yc(fg) и через буферный регистр 35 - Y|(). Каждое из сформированных на выходе сумматора 36 значение квадрата модул  корре л ционного интегралаthe devices and through the register 12 are fed to the address inputs of the permanent storage device 34 of the quadrant 13, as well as to the input of the register 22. At the same time, the data- coming from the generator 9 of the trigonometric functions -sin, cog, sin .to cos C ,,.,. , sin cos 2 n f t and corresponding to the first cut through zero-intersection pulse t. in the new measurement interval, they are recorded at the corresponding 2L addresses of the random access memory I I. At the output of the permanent memory 34, squares of the corresponding and Yc (fg), I l, L are formed, respectively, which are fed to the inputs of the adder 36 directly -Yc (fg) and through the buffer register 35 - Y | (). Each of the value of the square of the correlation integral module formed at the output of the adder 36

rf,), Ys(fa), YC(12),...,rf,), Ys (fa), YC (12), ...,

(fL) поочередно считывают(fL) alternately read

Z(fg) Y|(fg) + Y(fe), i 1,LZ (fg) Y | (fg) + Y (fe), i 1, L

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

записываетс    регистр 37 бтока 14 поиска максимума и сравниваетс  в схеме 40 сравнени  с кодом порога, записанным в регистр 39. Управл ющий сигнал с выхода 27.4 синхронизатора включает дл  этого коммутатор 38 на пропускание содержимого регистра 37 на вход регистра 39 и разрешает работу схемы 40 сравнени . Если содержимое регистра 37 превосходит содержимое регистра 39, синхронизирующий импульс 27.2 (фиГ.Нд) синхронизатора 5 проходит через схему 40 сравнени  и осуществл ет т нись содержимого регистра 37 X(fe) через коммутатор 38 в регистр 39, записывает в регистр 43 номер t опорной частоты fg из счетчика 42 и фиксирует в регистре 50 блока 16 формировани  оценки ф.эчы код оценки аргумента Y(f§), т.е. флчы этой составл ющей спектра. Все последующие формируемые в сумматоре 36 значени  квадрата коррел ционного интеграла Z(fg+(), Z(j p4j.) и так далее сравниваютс  с превысившим порог и записанным и регистре 39 бпока 14 поиска максимума в качестве нового порога значени м кнадр.пм модул  кор рел ционного интеграла Z(fg), пока одно из них не превысит содержимое регистра 39 и не запишетс  в него в качестве нового порога. Таким образом , процедура поиска максимума продолжаетс  до Z(f, ) включительно. Состо ние счетчика 42 на каждом шаге сравнени  увеличиваетс  на еди- ницу, принима  р д значений I/ I,L, совпадающих с номером t опорной частоты , квадрат модул  комплексного коррел ционного интеграла Z(fj) дл  которой сравниваетс  в данный момент времени с порогом. Обнуление счетчика 42 и регистра 43 производитс  в начале каждого интервала измерени  сигналом с выхода 27.5 синхронизатора 5 (фиг.8г),The register 37 of the maximum search bit 14 is recorded and compared in the comparison circuit 40 with the threshold code recorded in the register 39. The control signal from the synchronizer output 27.4 for this includes the switch 38 for passing the contents of the register 37 to the input of the register 39 and enabling the comparison circuit 40 to work. If the contents of register 37 exceed the contents of register 39, the synchronization pulse 27.2 (fig. LD) of synchronizer 5 passes through the comparison circuit 40 and carries the contents of the register 37 X (fe) through the switch 38 to the register 39, writes to the register 43 the number t reference frequency fg from counter 42 and fixes in the register 50 of the unit 16 for forming the f.echy estimate the evaluation code of the argument Y (f§), i.e. This component of the spectrum. All subsequent values of the square of the correlation integral Z (fg + (), Z (j p4j.) And so on) formed in the adder 36 are compared to the exceeded threshold and recorded and register 39 b 14 of maximum search as a new threshold of the integral integral Z (fg) until one of them exceeds the contents of register 39 and is written into it as a new threshold. Thus, the search procedure of the maximum continues to Z (f,) inclusive. Counter 42 at each comparison step increases by one, taking the number of I / I, L, coinciding with the reference frequency number t, the square of the complex correlation integral module Z (fj) for which is compared at a given time with the threshold. Resetting the counter 42 and register 43 is performed at the beginning of each measurement interval by a signal from output 27.5 synchronizer 5 (Fig.8g),

Процедура поиска максимума квадрата модул  комплексного коррел цион ного интеграла 2(fg) заканчиваетс  после просмотра всех L значений Z(fp), Ъ - 1,L, при этом в регистре 43 запишетс  номер / опорной частоты iЈ, дл  которой значение модул  комплексного коррел ционного интеграThe procedure for finding the maximum of the square of the complex correlation integral module 2 (fg) ends after viewing all L values of Z (fp), b - 1, L, and in register 43 it will write the number / reference frequency iЈ for which the value of the complex correlation module integra

лl

ла Z(fp) наибольшее из сформированных на данном интервале измерени  Запись кода порога в регистр 39 производитс  в начале каждого интервала измерени  сигналом с выхода 27.5 синхронизатора 5 (Фиг.вг). Коммутатор 40 переключаетс  на пропускание кода порога с третьего 15 входа измерите-la Z (fp) is the largest measurement at the given interval. The threshold code is written to the register 39 at the beginning of each measurement interval by the signal from the output 27.5 of the synchronizer 5 (Fig. 1g). Switch 40 switches to pass a threshold code from the third 15 input, measure-

л  на вход регистра 39 сигналом с выхода 27.4 (фиг.9а) синхронизатора 5.l to the input of the register 39 signal output 27.4 (Fig.9a) synchronizer 5.

Одновременно с формированием и поиском максимума квадрата модул  коррел ционного интеграла (модул  спектра) формируетс  оценка его аргумента (фазы спектра) в блоке 16 формирована i оценки фазы. Квадратурные COCIMHTU п,д ,. Yg(fg) и Yc(fe) ко:;пл }- сч. /о коррел ционного интеграф Гг-Otarctg a lYel eJ -eogafY5lfe)Simultaneously with the formation and search for the maximum of the squared modulus of the correlation integral (spectrum modulus), an estimate of its argument (spectrum phase) is formed. In block 16, i phase estimation is formed. Quadrature COCIMHTU p, d,. Yg (fg) and Yc (fe) ko:; pl} - sch. / about the correlation integrator Gg-Otarctg a lYel eJ -eogafY5lfe)

- I- I

та- .JO iVu -V,(fg) Yc(fe) 0 , 1 ,-РЬ Y5(fe) , Yc(tt,) - 0ta- .JO iVu -V, (fg) Yc (fe) 0, 1, -Pb Y5 (fe), Yc (tt,) - 0

при Vc(fp ) Оwith Vc (fp) O

при . L ( 1 q ) . 0.at. L (1 q). 0

При зто, сл гае Ое, тг-ключенное в квл, .чтнг с г too 1-й, Нормируетс  в nocTCHi HOM за::ог-.инс ji ieM устройстве i), T-I;IL IIH ратр д кода фачь; (число d) формируетс  .  знакового разр да кога i ( (i П и срйдственпо, а число Ь pi элементе НСКПЮ- М(|ЩЕП tiT. 52 in знаковых разр дов юд к vc(fg) i- yu;(fg) подаетс  in ci дресшч вход посто нного ь лног-о i и «..тс ycTjj-mcTBi ч-9 че:рез р:-ги. rp L5At this, slaughter Oe, tg -klyuchennoy in kvl. Chng with r too 1st, Normalized in nocTCHi HOM for: og-.ins ji ieM device i), T-I; IL IIH par d d code fach; (number d) is generated. sign bit cog i ((i P and straightforward, and the number b pi is an element of the NSCNM-M (| SCHEP tiT. 52 in sign bits yd to vc (fg) i- yu; (fg) is given in ci the address of the constant lnn i and "..cc ycTjj-mcTBi h-9 h: rez p: -gi. rp L5

икнг , а врем  действи  резина поиск.i максимума блок поиска макс иь хма срарннт вссд L фор- млрч-- к.п -и л г; ил ква чрата модул  ikng, and the time of action is the rubber search.i maximum of the search block maxi hma srarnnt vssd L for- mlrch-k.p-l l g; sludge module

i(ffl) КСМП (;КСНОГО ЧОрреЛЧПЦОИНОГСi (ffl) KSMP (; KSNOGO CHORRELPHTsOINOGS

интс ран.1 Y(i ) с попогом обнаруже нил и между сооой/j определит макси- мзаьное из них Z(fp). Номер I ,пор- пои ч- г j riii if, которой соответству-int. ran. 1 Y (i) with popog found and between soooo / j determines the maximal one of them Z (fp). Number I, how about p-j j riii if, which correspond

tЛлtll

юг O JH чначош.- i (fg) и Y(fg) и KOTLJJCIJ:  гн-итсл оценкой часгпгы сшн .ла, ч ш. сьтг.етс  в регистр 4i б.чока ьоиск   , а )ценг л ар- i/мгчпа LMOTO маг ин-а-тьного но моду76south O JH ch.nosh.- i (fg) and Y (fg) and KOTLJJCIJ: gn-tslt assessment of the hour of hpggy sshnla, hr w. shtg.ets in register 4i b.chookoisk, a) tseng l ar i / mgchpa LMOTO magician of in-tnogo but mod76

16sixteen

0 0

ла поступают с выхода регистра 22 через регистры 44 и 45 на адресные входы посто нных запоминающих устройств 51 и 46 соответственно, на выходах которых формируютс  логарифмы модулей этих составл ющих (f«) и loga |YC(Јg)| , поступающие на сумматор 48 Логарифмы модулей действи- тепьных составл ющих logq p)/ предварительно инвертируютс  j инверторе 47. С выхода сумматора 48 код разности loga /Y c(f . )f - - loga|Y(fg)| . ступает на адресный вход посто нного запоминающего уст- 49, с выхода которого выходным импульсом блока 14 поиска максимума считываетс  в регистр 50 код оценки фазы соответствующей составл ющей спектра, формируемый по алгоритмуla comes from the output of register 22 through registers 44 and 45 to the address inputs of permanent storage devices 51 and 46, respectively, the outputs of which form the logarithms of the modules of these components (f ") and loga | YC (Јg) | coming to the adder 48 The logarithms of the modules of the actual components logq p) / are pre-inverted by j inverter 47. From the output of the adder 48, the difference code loga / Y c (f.) f - - loga | Y (fg) | . steps into the address input of the permanent storage unit 49, from the output of which the output pulse of the maximum search unit 14 reads into the register 50 the code for estimating the phase of the corresponding component of the spectrum, which is generated by the algorithm

+ b1i + (0,27),+ b1i + (0,27),

лю значени  Y(fg),  вл юща с  оцен- кой начапьной фазы сигнала, записываетс  в регистре 50 блока 16 формировани  оценки фазы.Any value of Y (fg), which is an estimate of the initial phase of the signal, is recorded in the register 50 of the phase evaluation unit 16.

Аппаратурна  погрешность оценки фазы сигнала, т.е. погрешность при отсутствии шумов v(t) на входе измерител  складываетс  из двух основных составл ющих: погрешности, вызванной эффектом квантовани  входных данных и конечной разр дностью представлени  чисел в узлах цифрового измерител  частоты и фазы сигнала и погрешности, св занной с неопределенностью положени  прореженных импульсов нуль-пересечений по отноше - нию к середине интервала измерени . Перва  составл юща  присуща всем цифровым измерител м и уменьшаетс  до требуемого значени  увеличением тактовой частоты, разр дности пред ставлени  данных и результатов вычислений .The instrumental error of the signal phase estimate, i.e. the error in the absence of noise v (t) at the input of the meter consists of two main components: the error caused by the quantization effect of the input data and the finite bit size representation of the numbers in the digital frequency meter and signal phase nodes and the error associated with the uncertainty of the position of the thinned zero pulses - intersections with respect to the middle of the measurement interval. The first component is inherent in all digital gauges and is reduced to the required value by an increase in the clock frequency, the presentational depth of the data and the results of the calculations.

Втора  составл юща   вл етс  принг пна.пьной дл  измерителей фазы сигнала по его нуль-пересечени м, так как в них измерение фазы сигнала в известные моменты времена подме ч етс  измерением моментов времени, когда фаза сигнала равна известной величине, например, (2lfg - ), гдеThe second component is the pr-pna. Signal for phase meters of the signal along its zero-intersections, since in them the measurement of the phase of the signal at known times is measured by measuring the moments of time when the phase of the signal is equal to a known value, for example, (2lfg - ) where

S 0, + , +2,... . Оценить :)ту co- ставл ющую погрешности можно но формулеS 0, +, +2, .... Rate:) that error can be calculated by

Дф, ,Df,

где 0 t - априорна  неопределенность положени  прореженных и NT- ПУЛЬСОВ нуль-пересечени  на интервале измерени , В известном измерителе априорна  неопределенность положени  импульсов нуль-пересечени , прореженных счетчиком-делителем , на интервале измерени  равнаwhere 0 t is the prior uncertainty of the position of the decimated and NT-PULS zero-intersections on the measurement interval, In the known meter, the prior uncertainty of the position of the zero-crossing pulses, punctured by the counter-divider, on the measurement interval is

:fn/2F - l/2)fc 1/2F.: fn / 2F - l / 2) fc 1 / 2F.

При этом погрешность опенки фазы в известном измерителе достигает величины ф, г (21T/4FT). Например, при 2F 6 кГц, Т 0,025 с, JP, 1,2°.In this case, the error in the phase measurement in the known meter reaches the value of φ, g (21T / 4FT). For example, at 2F 6 kHz, T 0.025 s, JP, 1.2 °.

В предлагаемом измерителе увеличение точности измерени  фачы достигаетс  путем уменьшени  неопределенности положени  прореженных импуль- сов нуль-пересечений Дл  этого прореживание импульсов нуль-пересечений осуществл етс  не с помощью счетчика-делител , как в известном измерителе , а с помощью окон, временное положение которых на пнтгрнале измерени  жестко определено схемой измерител  и одинаково на всех интервалах измерени . В этом случае неопределенность положени  прореженных им- пульсов нуль-пересечений на интервале измерени  не превышает периода сигнала l/fc. Рассматриваема  составл юща  погрешности оценки фазы в предлагаемом измерителе ф . 2Т/2ТЈс т.е. примерно Е fc/2F раз меньше, че в известном измерителе Например, при f0 100 кГц и Т 0,025 с $Фг  0,07°.In the proposed meter, an increase in the accuracy of the Fachy measurement is achieved by reducing the uncertainty of the position of the punctured zero-crossing pulses. To do this, the thinning of the zero-crossing pulses is performed not with the help of the splitter counter, as in the known meter, but with the help of windows whose temporal position is on measurements are rigidly defined by the meter circuit and the same on all measurement intervals. In this case, the uncertainty of the position of the thinned pulses of zero crossings in the measurement interval does not exceed the signal period l / fc. Consider the component error estimates of the phase in the proposed meter f. 2T / 2TЈs ie approximately E fc / 2F is less than times, than in a well-known meter. For example, at f0 100 kHz and T 0.025 with $ F 0.07 °.

Испытани  предлагаемого измерите- л  с параметрами f0 100 кГц, ftf 20 кГц, L 300, Т 0,025 с также подтвердили его высокую эффективность .Tests of the proposed meter with the parameters f0 100 kHz, ftf 20 kHz, L 300, T 0.025 s also confirmed its high efficiency.

Измеритель позвол ет в реальном времени получать оценки частоты и фазы сигнала при априорной неопреде- ленности его частоты 2F 6 кГц. Точность измерени  фазы сигнала близка к теоретически потенциальной, потери не превышают ,5 дБ во всем диапазоне отношений сигнал/шум, кроме ус ловий, когда наблюдаетс  практически чистый сигнал. В этом случае составThe meter provides real-time estimates of the frequency and phase of a signal with an a priori uncertainty of its frequency 2F 6 kHz. The accuracy of measuring the phase of the signal is close to the theoretically potential, the losses do not exceed 5 dB over the whole range of signal-to-noise ratios, except for the conditions when an almost pure signal is observed. In this case, the composition

ллкица  аппаратурной погрешности измерени  фазы сип .ч.ча ч.т счет неопределенности поло/кенн  прором-нных пульсоп нуль-перигечгний на интервале измерени  не превышает расчетной величины.The instrument error of measuring the phase of the hpch.ch.ch.ch account of the uncertainty of the polo / ken of the natural null-peri-hygnus pulsop in the measurement interval does not exceed the calculated value.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Цифровой измеритель частоты и фазы гармонического сигнала, содержащий компаратор, вход которого  вл ет с  первым входом устройства, счетчик делитель, синхронизатор, первый вход KOTOpoio соединен с первым выходом счетчика-делител , счетчик, счетный вход которого соединен с вторым входом синхронизатора и  вл етс  вторым входом устройства, генератор тригонометрических функций и первый сумматор , первый вход которого соединен с выходом генератора тригонометрических функций, и последовательно соединенные оперативное запоминающее устройство , первый регистр, выход которого дополнительно соединен с вторым входом первого сумматора, квадратор и блок поиска максимума, второй вход которого  вл етс  третьим входом устройства, причем синхронизирующий вход генератора тригонометрических функций, объединенные синхронизирующий вход первого регистра, первый синхронизирующий вход блока поиска максимума и управл ющий вход оперативного запоминающего устройстса, объединенные синхронизирующий вход квадратора и второй синхронизирующий вход блока поиска максимума, управл ющий вход блока поиска максимума, третий синхронизирующий вход блока поиска максимума, адресные входы оперативного запоминающего устройства и управл ющий вход генератора тригонометрических функций соединены соответственно с первым - седьмым выходами синхронизатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  фазы и расширени  диапазона рабочих частот, в него введены четыре регистра, сумматор , блок формировани  оценки фазы и D-триггер, на D-вход которого подан уровень логической единицы, синхронизирующий вход которого соединен с выходом компаратора, а выход с третьим входом синхронизатора, вход второго регистра соединен с вы ходом счетчика, а выход - с первым входом генератора тригонометрических функций, вход третьего регистра соединен с выходом первого регистра, выход блока формировани  оценки фазы  вл етс  первым выходом устройства, а первый и второй входы соединены с выходом третьего регистра и с первым выходом блока поиска максимума соответственно , последовательно соедини ны второй сумматор, первый вход кото рого  вл етс  четвертым входом уст- ройства, четвертый регистр, выход которого дополнительно соединен с вто рым входом второго сумматора, а синхронизирующий вход - с вторым входом устройства, и п тый регистр, выход которого соединен с вторым входом генерп гор;; тригонометрических функций , причем УЫХОД первого сумматора соединен с входом оперативного запо-A digital frequency meter and phase of the harmonic signal containing a comparator, the input of which is with the first input of the device, a divider counter, a synchronizer, the first KOTOpoio input is connected to the first output of the counter-divider, a counter whose counter input is connected to the second synchronizer input and is the second the input of the device, the generator of trigonometric functions and the first adder, the first input of which is connected to the output of the generator of trigonometric functions, and sequentially connected random access memory in, the first register, the output of which is additionally connected to the second input of the first adder, a quad and a maximum search block, the second input of which is the third input of the device, the clock input of the generator of trigonometric functions, the combined clock input of the first register, the first clock input of the maximum search block and the control input of the random access memory, the combined clock input of the quad and the second clock input of the maximum search block that controls the input The maximum search unit, the third synchronization input of the maximum search unit, the address inputs of the random access memory and the control input of the generator of trigonometric functions are connected to the first to seventh outputs of the synchronizer, respectively, in order to improve the accuracy of phase measurement and expand the operating frequency range, it contains four registers, an adder, a phase evaluation unit and a D-flip-flop, the D-input of which has the level of a logical unit, the synchronization input of which is connected En with the comparator output, and the output with the third synchronizer input, the second register input is connected to the counter output, and the output is connected to the first input of the trigonometric functions generator, the third register input is connected to the first register output, the output of the phase estimator is the first output of the device and the first and second inputs are connected to the output of the third register and the first output of the maximum search block, respectively, a second adder are connected in series, the first input of which is the fourth input of the devices a, the fourth register, the output of which is additionally connected to the second input of the second adder, and the synchronizing input to the second input of the device, and the fifth register, the output of which is connected to the second input of the general generator ;; trigonometric functions, with the LEAK of the first adder connected to the operational supply input 1717 00 5five 00 минающего устройства, счетный вход счетчика-делител  соединен с вторым входом устройства, первый выход счетчика-делител  дополнительно соединен с входом установки в О D-триггера, а второй выход - с четвертым входом синхронизатора, объединенные синхронизирующие входы третьего регистра и блока формировани  оценки фазы, упра т юший вход первого сумматора, объединенные входы начальной установки счетчика и четвертого регистра, объединенные синхронизирующее входы второго и п того регистров соединены соответственно с вторым, четвертым, п тым и восьмым ьысодами синхронизатора , информационный вход счетчика  вл етс  п тым входом устройства, а второй выход блока поиска максимума - вторым выходом устройства.miner device, the counting input of the counter-divider is connected to the second input of the device, the first output of the counter-divider is additionally connected to the installation input of the D-flip-flop, and the second output - to the fourth synchronizer input, the combined synchronous inputs of the third register and the phase estimation generating unit, the first control of the first adder, the combined inputs of the initial installation of the counter and the fourth register, the combined synchronization inputs of the second and fifth registers are connected respectively to the second, fourth, n th and eighth ysodami synchronizer, an information input of the counter is a fifth input device and the second output of the maximum searcher - the second output device. Фиг. 2 .FIG. 2 ГR Ј МИфЈ Myth 1 one 1one , 9 аи, 9 ai 1one е e 9 192919 19291 а)but) JJ а25.2 a25.2 б25, V B25, V в/ синхрониза- твраw / sync-tvra г27.5g27.5 В27.2B27.2 с25.}c25.} ж гсинхоощщр 27.7Well gsinhohoshchbr 27.7 27.127.1 иand -Г/2 25.2ПГОШПЛВ25 .4 -Г-G / 2 25.2PGOSHPLV25 .4 -G 25.7 -L25.7 -L г J синхра- ГMr. J synhra - G низатора-|nizator- | д Чсинхоо- - низатораd Chsinho-nizator е 27.4 - Ж 27.3 -Иe 27.4 - F 27.3 - AND 10КНО 1 ОКН02 1 QKHQ3 10KNO 1 OKN02 1 QKHQ3 JJ -Г/2-G / 2 LL ллллг шаall sha г.55 Составитель В.НовоселовCompiled by V.Novoselov Техред М.Дидык Корректор М.ДемчикTehred M.Didyk Proofreader M.Demchik Редактор И Горна Editor and Horn Заказ 275Тираж. 176ПодписноеOrder 275 Circulation. 176Subscription ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. А/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., A / 5 - -- - - - ..  - - - - - .. Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101 Фиг. 7FIG. 7 .ЛИИ..LII. пP пP -ITULTT . П|-ITULTT. P | Фиг.8°8 ° JUUITJlJUUITJl JJ LL ллллг шаall sha
SU884617002A 1988-10-25 1988-10-25 Digital frequency and phase meter for harmonic signals SU1626176A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884617002A SU1626176A1 (en) 1988-10-25 1988-10-25 Digital frequency and phase meter for harmonic signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884617002A SU1626176A1 (en) 1988-10-25 1988-10-25 Digital frequency and phase meter for harmonic signals

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1626176A1 true SU1626176A1 (en) 1991-02-07

Family

ID=21413731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884617002A SU1626176A1 (en) 1988-10-25 1988-10-25 Digital frequency and phase meter for harmonic signals

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1626176A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское снидетельс гво (TCP N- 1092733, кл. G 01 R 23/00, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4278977A (en) Range determining system
US5247469A (en) Digital frequency synthesizer and method with vernier interpolation
US3764903A (en) Phase measuring system
JPS61296843A (en) Signal/noise ratio exponent generation apparatus and method for coding digital data
US4229824A (en) Method and apparatus for synchronizing electrical signals
SU1626176A1 (en) Digital frequency and phase meter for harmonic signals
US3945010A (en) Pulse compression radar
US3636454A (en) Digital circuit discriminator for frequency-shift data signals
JPH0577990B2 (en)
US4412302A (en) Digital phase demodulation and correlation
WO1995032550A2 (en) Method and apparatus for forming a pulse amplitude modulated signal
Uppala et al. Spectrum estimation of moderately overspread radar targets using aperiodic transmitter coding
US4143354A (en) Detection of errors in digital signals
SU869074A1 (en) Clock synchronization device
SU1525936A1 (en) Device for optimized reception of angle-manipulated signals
SU917171A1 (en) Digital meter of time-to-time interval ratio
SU824212A1 (en) Device for testing m-sequence shaper
SU1350642A1 (en) Device for electric prospecting
SU1035595A1 (en) Synchronization system
RU2050552C1 (en) Device measuring phase of radio signal
SU978363A1 (en) Device for digital tracing of periodic signal phase
SU1483466A1 (en) Piecewise linear interpolator
SU1221614A1 (en) Method of phase shift-to-digital code conversion
SU475740A1 (en) Control unit of communication channel by transient characteristics
SU1401630A1 (en) Phase synchronization device