SU1711087A1 - Устройство дл измерени девиации частоты линейно-частотно-модулированного колебани - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  девиации и скорости изменени  частоты. Устройство дл  измерени  девиации частоты линейно-частотно-модулированного колебани  содержит управл емый генератор 1, фазовый детектор 2, 3, фильтр 4 нижних частот, усилитель 5 посто нного тока, генератор 6 пилообразного напр жени , эталонный генератор 7, формирователь 8 импульсов, блок 9 нормировани , блок 10 индикации, кварцевый генератор 11. Введение формировател  12 сигналов установки режимов измерени  позвол ет расширить функциональные возможности устройства за счет измерени  скорости изменени  линейно- частотно-модулированного колебани . 3 з.п. 6-лы, 6 ил.

Description

00

г

Фиг I

3-.171

Из обретение относитс  к области радиоизмерений и предназначено дл  использовани  в радиолокационных станци х дл  измерени  девиации и скорости изменени  частоты.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства.

На Лиг. 1 изображена функциональна  ь схема устройства; на Лиг. 2 - функциональна  схема блока нормировани ; на Фиг. 3 - функциональна  схема блока з правлени ; на фиг, 4-6 - эпюры сигналов в контрольных точках.

Устройство содержит управл емый генератор 1, фазовый детектор 2, ключ 3, фильтр 4 нижних частот, усилитель 5 посто нного тока, генератор 6 пилообразного напр жени , эталонный генератор 7, формирователь 8 импульсов, блок 9 нормировани , блок 10 индикации , кварцевый генератор 11, формирователь 12 сигналов установки режимов измерени .

Блок 9 нормировани  содержит блок 13 управлени , реверсивный счетчик 14, блок 15 установки коэффициента делени , делитель 16 счетчиковый с переменным коэффициентом делени , второй 17 и третий 1R элементы задержки , двоичный счетчик 19, логический сумматор 20, накопитель 21, коммутатор 22, блок 23 элементов НЕ, двоичный счетчик 24 с предварительной записью информации, первый элемент 25 задержки, двоично-дес тичный счетчик 26, блок 27 пам ти.

Блок 13 управлени  содержит первый элемент ЗИ 28, первый элемент 2И 29, первый элемент 2ИЛИ 30, первый триггер 31, второй элемент 2ИЛИ 32, второй 33 и третий 34 элементы 2И, первый элемент НЕ 35, первый формирователь 36, третий элемент 2ИЛИ 37, второй триггер 38, четвертый 39 и п тый 40 элементы 2И, второй формирователь 41, четвертый элемент 2ИЛИ 42, второй элемент НЕ 43, третий формирователь 44, четвертый формирователь 45, второй элемент , шестой элемент 211 47, третий 48 и четвертый 49 триггеры, элемент 50 задержки, п тый элемент 2ИЛН 51, третий элемент ЗИ 52, счетчик 53 с предварительной записью информации, блок 54 элементов НЕ, коммутатор 55, третий элемент НЕ 56, формирователь 57 кодов

Устройство работает следующим образом .

87 4

До прихода импульса управлени  ключ 3 открыт. Если напр жени  с выходов управл емого генератора 1 и эталонного генератора 7 не равны по частоте и фазе, то на выходе фазового детектора 2 по вл етс  напр жение рассогласовани , которое через ключ 3, фильтр 4 нижних частот, усилитель

д 5 посто нного тока поступает на управл емый генератор 1, удержива  разности частот и фаз между сигналами управл емого и эталонного генераторов- равными нулю. Таким образом, в отсут5 ствие модул ции сигнал на выходе фазового детектора 2 отсутствует.

В момент прихода импульса управлени  (фиг,4а) ключом 3 разрываетс  цепь Лазовой автоподстройки частоты,

0 запускаетс  генератор 6 пилообразного напр жени  (фиг.4S), частота сигнала на выходе управл емого генератора 1 увеличиваетс  по линейному закону (фиг.4&), и с выхода фазового де5 тектора . сигнал разностной частоты (Лиг. 4Ј) подаетс  на формирователь 8 импульсов, вырабатывающий импульсы в моменты перехода Напр жени  низкочастотной синусоиды через уровень О

Q (Лиг. 4Q) . Сформированна  пачка импульсов подаетс  на блок 9 нормировани .

В режиме измерени  девиации частоты на втором выходе формировател 

эс 12 -сигналов установки режимов измерени  напр жение соответствует уровню логического нул , которое подаетс  в блок 10 индикации, блок 13 управлени  и на управл ющие входы блока

4Q 15 установки коэАфициента делени  и коммутатора 22. В начале работы на первом выходе формировател  12 сиг- налов установки режимов измерени  формируетс  короткий положительный

45 импульс (фиг.5а), который через четвертый элемент 2Ш1И 42, второй триггер 38 переводит в единичное состо ние (фиг.5), разреша  прохождение импульсов через шестой элемент 2И 47; Четвертый формирователь 45 по фронту

50

55

импульса управлени  формирует импульс (Фиг,5Ј), который через шестой элемент 2И 47 третий триггер 48 переводит в единичное состо ние (фиг.), разреша  прохождение импульса управлени  через второй элемент ЗИ 46, импульса сброса через п тый элемент 2И 40, и по четвертому выходу блока 13 управлени  как импульс установки в

О поступает на реверсивный счетчик 14, счетчиковый Делитель 16 с менвым коэффициентом делени , двоичный счетчик 19, двоичный счетчик 24 с предварительной записью информации, двоично-дес тичный счетчик 26, накопитель 2.1.

Импульс управлени  (фиг.5#) через второй элемент ЗИ 46 и второй элемент 2ИЛИ 32 подаетс  на второй 33 и третий 34элементы 2И. Через второй элемент 2И 33 проходит пачка импульсов кварцевой частоты, количество которых пропорционально длительности импульса управлени , и подсчитываетс  на двоичном счетчике 19. Сформированный код числа с двоичного счетчика 19 через коммутатор 22, открытый по второму п-разр дному входу, блок 23эле- ментов НЕ подаетс  параллельно обрат- ным кодом на вход пр едварительной записи двоичного счетчика 24 с предварительной записью информации. В течение этого же импульса управлени  пач- ка импульсов с выхода формировател  8 импульсов через третий элемент 2И 34-поступает по входу вычитани  на реверсивный счетчик 14. По окончании импульса управлени  н-а реверсивном счетчике 14 формируетс  обратный код числа, пропорцйбиального набегу разности фаз между управл емым генератором 1 и эталонным генератором 7 за врем  импульса управлени ,

По спаду импульса управлени  через второй элемент НЕ 43 третий формирователь 44 формирует импульс - сброса (фиг.54), который .через п тый элемент 2-Й 40 и третий элемент 2ИЛИ 37 переводит второй 38 и третий 48 ; триггеры в нулевое состо ние (фйг.51, ), запрещающее прохождение импульсов управлени  через второй элемент ЗИ 46. Напр жением с инверсного выхода второго триггера 38 разрешаетс  прохождение импульсов кварцевого генератора 11 через четвертой мент 2И 39 на входы счетчикового делител  16 с переменным коэффициентом делени  и двоичного счетчика 24 с предварительной записью информации. Импульс переполнени  с выхода двоичного счетчика 24 с предварительной записью информации через элемент 25 задержки на половину периода кварце- вой частоты подаетс  обратно как импульс записи предварительной информации . Таким образом, в двоичном счет

0

чике 24 с предварительной записью информации счет ведетс  от числа, пропорционального длительности импульса управлени  tu и записанного в обратном коде, до переполнени  и так до окончани  цикла измерени . Двоично-дес тичный счетчик 26 производит подсчёт импульсов переполнени .

Через счетчиковый делитель 16 с коэффициентом делени  К импульсы кварцевой частоты поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 14. Импульс переполнени  с реверсивного счетчика 14 (фиг. 5в) через четвертый элемент 2ИЛИ 42 переводит второй триггер 38 в единичное состо ние, закрыва  прохождение импульсов кварцевой частоты и разреша  прохождение очередного импульса управлени . Так как врем  до переполнени  греверсивно- го счетчика 14 пррпорционально фазовому набегу u Cf сигнала, то число импульсов переполнени  двоичного счетчика 24 за это же врем  равно

К- №

- -- , что с масштабным коэффициенJQ 25

0

0

5

0

том К соответствует величине девиации частоты. Коэффициент К выбираетс  из услови  согласовани  полученного значени  с разр дами блока 10 индикации и повышени  точности измерени . По фронту переключени  второго триггера 38 в единичное состо ние второй 5 формирователь 41 формирует импульс, по которому информаци , накопленна  в двоично-дес тичном счетчике 26, записываетс  в блок 27 пам ти, соединенный с блоком 10 индикации. .

В режиме измерени  скорости изменени  частоты из импульса управлени  вырезаетс  строб, управл емый по задержке и длительности, в течение которого измер етс  скорость изменени  частоты сигнала. В этом режиме на втором выходе формировател  12 сигналов установки режимов измерени  напр жени  соответствует уровню логической единицы. .

Аналогично, как и в предыдущем режиме , короткий импульс с первого выхода формировател  12 сигналов установки режимов .измерени  (фиг.бд) переводит второй триггер 38 в единичное состо ние (фйг.бЈ), разреша  прохождение импульса через шестой эле- мент 2И 47. По фронту импульса управлени  (фиг.бЦО четвертый формирователь 45 формирует импульс (фиг.62), кото

5

71711087

рый через шестой элемент 2И 47 третий

триггер 48 переводит к единичное состо ние (фиг.ба), четвертый триггер 48 - в нулевое состо ние и через п тый элемент 2ИЛИ 51 записывает информацию с первого п-разр дного выхода формировател  57 кодов через открытый по первому входу коммутатор 55 и блок 54 элементов НЕ в счетчик 53 с .предварительной записью информации. Триггер 48 разрешает прохождение импульсо через п тый элемент 2И 40 и третий элемент ЗИ 52. Через третий элемент ЗИ 52 начинают поступать импульсы ква цевой частоты (фиг. 6$ на счетный вход счетчика 53 с предварительной записью информации. Импульсом переполнени  с выхода счетчика 53 (фиг.бр четвертый триггер 49 по счетному входу переводитс  в единичное состо ние (фиг.6И), переключа  коммутатор 55 на прием информации по второму входу. Этим же импульсом переполнени  через элемент 50 задержки на половину периода кварцевой частоты записываетс  информаци  с второго n-разр дного выхода формировател  57 кодов .через Коммутатор .55 и блок 54 элементов НЕ в счетчик 53 с предварительной записью информации.

Второй импульс переполнени  с выхода счетчика 53 (фиг.6) переводит четвертый триггер 49 в нулевое состо ние (фиг.би). Таким образом, на выходе четвертого триггера 49 формируетс  строб, фронт которого задержан от фронта импульса управлени  на врем , пропорциональное набранному коду по первому выходу формировател  57 кодов, и длительность которого пропорциональна коду по второму выходу. Сформированный строб с выхода четвертого триггера 49 подаетс  на первый элемент ЗИ 28 и через первый элемент-НЕ 35 на первый элемент 2И 29. Первый после фронта строба четвертого триггера 49 импульс с выхода формировател  8 импульсов (фиг.бк) через первый элемент ЗИ 28 переводит первый триггер 31 в единичное состо ние и первым после спада строба -через первый элемент 2И 29 и первый элемент 2ИЛИ 30 в нулевое состо ние (фиг. 6 А). Т.е. на выходе первог триггера 31 формируетс  строб, жест- ко прив занный к импульсам формировател  8 импульсов.

По спаду строба с выхода первого триггера 31 первый формирователь 36 формирует импульс, который через третий элемент 2ИЛИ 37, второй триггер 38 (фиг. 6S) и третий триггер 48 (фиг.) переводит в нулевое состо ние , закрыва  прохождение импульсов через шестой элемент 2И 47, второй элемент ЗИ 46 и третий элемент ЗИ 52.

Через второй элемент 2ИЛИ 32 строб с выхода первого триггера 31 подаетс  на второй 33 и третий 34 элементы 2И. Дальнейша  работа устройства аналогична работе в режиме измерени  девиации за исключением того, что в двоичный счетчик 24 с предварительной записью информации записываемс  в обратном коде число, пропорциональное квадрату времени длительности строба измерени . Дл  этого информаци , накапливаема  в двоичном счетчике 19, параллельным кодом подаетс  на первый вход сумматора 20,-причем первый разр д с выхода двоичного счетчика 19 подаетс  на вход второго разр да сумматора 20, выход n-го разр да - на вход п-И-го разр да. На первый разр д первого входа сумматора 20 подаетс  напр жение посто нного уровн  логической единицы. Так как такт записи в накопитель 21 опережает такте счета двоичным счетчиком 19 на половину периода кварцевой частоты за счет включени  элемента 18 задерж-1 ки в цепь двоичного счетчика 19, в сумматоре 20 складываетс  увеличенное на две единицы значение числа двоичного счетчика 19 с предыдущим результатом суммы, что соответствует получению квадрата числа двоичного счетчика 19. С выхода накопител  21 через открытый по первому входу коммутатор 22, блок 23 элементов НЕ информаци , пропорциональна  квадрату времени длительности строба измерени , в обратном коде подаетс  на дво ичный счетчик 24 с предварительной записью информации.

Дл  согласовани  полученного значени  с разр дами блока индикации в режиме измерени  скорости изменени  частоты пропорционально измен етс  коэффициент делени  К счетчикового делител  16 с переменным коэффициентом делени 

о р м у л а

9

/

3 О

17

б р е т е н и  

Claims (4)

1.Устройство дл  измерени  девиа ции частоты линейно-частотно-модулированного колебани , содержащее последовательно соединенные управл емый генератор, фазовый детектор, ключ, фильтр нижних частот, усилитель посто нного тока, выход которого соединен с первым входом управл емого генератора , второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напр жени , эталонный генератор, вьгг- ход которого соединен с вторым входом фазового детектора, последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого соединен с выходом фазового детектора, блок нормировани 

и блок индикации, выход кварцевого генератора соединён с вторым входом блока нормировани , второй вход ключа , вход генератора пилообразного напр жени , третий вход блока нормировани  соединены с шиной импульса управлени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных .возможностей путем обеспечени  измерени  скорости изменени  нейно-частотно-модулированного Колебани , в него введены Формирователь сигналов установки режимов измерени , первый выход которого соединен с четвертым входом блока нормировани , а второй выход - с п тым входом блока нормировани  и вторым входом блока индикации.

2.Устройство по п. отличающеес  тем, что формирователь сигналов содержит Лормирователь импульса, вход которого соединен с выходом переключател , первый и второй входы которого соединены соответственно с потенциалами логического нул  и единицы, а выход  вл етс  первым выходом формировател  сигналов, вторым выходом которого  вл етс  вход формировател  импульса. .

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ее   тем, что блок нор- , мировани  содержит блок управлени , реверсивный счетчику двоичный счетчик , блок элементов НЕ, двоичный счетчик с предварительной записью информации, элемент задержки, двоично-дес тичный счетчик, блок пам ти, . выход которого  вл етс  выходом бло- ка нормировани , а информационные входаа соединены с соответствующими

1711087

10

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выходами двоично-дес тичного счетчика , первый выход блока управлени  соединен с входом вычитани  реверсивного счетчика, четвертый выход блока управлени  соединен с входами установки в О реверсивного счетчика, двоичного счетчика, двоичного счетчика с предварительной записью информации , двоично-дес тичного счетчика, п тый выход блока управлени  соединен с первым входом ; блока пам ти, третий выход блока управлени  соединен с первым входом двоичного счетчика с предварительной записью информации , первый, второй и третий входы блока управлени   вл ютс  соответственно первым,.вторым и третьим , входами блока нормировани , в-раз- р лный параллельный выход блока элементов НЕ соединен с ti-разр дным параллельным входом .двоичного счётчик а с предварительной записью информации, выход которого соединён с входом двоично-дес тичного счетчика, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом двоичного счетчика с предварительной записью информации, введены соединенные последовательно блок установки коэффициента делени  и счетчиковый делитель с переменным коэффициентом делени , соединенные последовательно логический сумматор, накопитель и коммутатор, второй и третий элементы задержки, причем четвертый вход блока нормировани  соединен с. шестым входом блока управлени , п тый вход блока нормировани  соединен с п тым входом блока управлени  и управл ющими входами блока установки коэффициента делени  и коммутатора, вход второго элемента задержки соединен с выходом счетчи- кового делител  .с переменным коэффициентом делени  и суммирующим входом реверсивного счетчика, выход второго элемента задержки соединен с вторым входом счетчикового делител  с переменным коэффициентом делени , вход третьего элемента задержки соединен с вторым выходом блока управлени  и входом тактировани  накопител , а выход - со счетным входом двоичного счетчика, первый вход счетчикового делител  с переменным коэффициентом делени  соединен с третьим входом блока управлени , первый (п+1 разр дный параллельный вход логического сумматора соединен с n-разр дным параллельным выходом двоичного счетчика и вторым поразр дным параллельным входом коммутатора, причем первый разр д двоичного счетчика соединен с вторым разр дом входа логического сумматора, второй - с третьим п-й - с (п-И)-ым, а первый - с шиной напр жени  логической единицы, второй n-разр дный параллельный вход сумма- тора соединен с п раэр дным параллельным выходом накопител , п-разр дный параллельный выход коммутатора соединен с n-разр дным параллельным входом блока элемента НЕ, входы установки в О накопител  и счетчиков.ого делител  с переменным коэффициентом делени  соединены с четвертым выходом блока управлени , вход первого элемента задержки соединен с выходом двоичного счетчика с предварительной записью информации .

4. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в блок управлени , содержащий первый-четвертый элементы 2И, первый и второй формирователи , элемент НЕ, дополнительно введены первый-третий элементы ЗИ, первый и второй элементы 2И, первый-п тый элементы 2ИЛИ, третий и четвертый формирователи , второй и Третий элементы НЕ, первый-четвертый триггеры, элемент задержки, счетчик с предваритель- ной записью информации, блок элементов НЕ, коммутатор, формирователь кодов, причем первый вход блока управлени  соединен с третьим входом первого элемента ЗИ, первым входом первого элемента 2И и вторь входом третьего элемента 2И, второй вход блока управ- лени  соединен с первым входом второго элемента 2И, первым входом четвертого элемента 2И и вторым входом треть третьего элемента ЗИ, третий вход блока управлени  соединен с входом вто- рого элемента НЕ, первым входом второго элемента ЗИ и входом четвертого формировател , четвертый вход блока управлени  соединен с вторым входом четвертого элемента 2ИЛИ, п тый вход блока управлени  соединен с первым входом первого элемента ЗИ, с входом третьего элемента НЕ и третьим входом третьего элемента ЗИ, шестой вход блока управлени  соединен с первым входом четвертого элемента 2ИЛИ, выход первого элемента ЗИ соединен с входом установки в 1 первого триггера , выход первого элементами сое

Q

5

динен с первым входом первого элемента 2ИЛИ, выход первого элемента 2ИЛИ соединен с входом установки в О первого триггера, выход первого триггера соединён с первым входом второго элемента 2ИЛИ и входом первого форми- / ровател , выход второго элемента 2ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента 2И и первым входом третьего элемента 2И, выход второго элемента 2И  вл етс  вторым выходом блока управлени , выход третьего элемента 2И  вл етс  первым выходом блока управлени , выход первого элемента НЕ соединен с вторым входом, первого элемента 2И, выход первого формировател  соединен с первым входом третьего элемента 2КЛИ, выход третьего элемента 2ИЛИ соединен с входами установки в О второго и третьего триггеров, выход второго триггера соединен с входом второго формировател  и первым входом шестого элемента 2И, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом четвертого элемента 2И, выход четвертого элеме нта 2И  вл етс  третьим выходом .блока управлени , выход второго формировател   вл етс  п тым выходом блока управлени , выход п того элемента 2И соединен с вторым входом первого элемента 2ИЛИ и вторый входом третьего элемента 2ИЛИ, выход четвертого элемента 21ШИ соединен с входом установки в О второго триггера, выход второго элемента НЕ соединен с входом третьего формировател , выход третьего формировател  соединен с первым входом п того элемента 2И, выход второго элемента ЗИ соединен с вторым входом второго элемента 2ИЛИ, выход четвертого формировател  соединен с вторым входом шестого элементами, входом установки в О четвертого триггера и первым входом п того элемента 2ИЛИ, выход шестого элемента 2И соединен с входом установки в 1 третьего триггера и  вл етс  четвертым выходом блока управлени , выход третьего триггера соединен с вторым входом п того элемента 2И, третьим входом второго элемента ЗИ и первым входом третьего элемента 3HJ. выход четвертого триггера соединен с вторым входом первого элемента ЗИ, входом первого элемента НЕ и с управл ющим входом коммутатора ,, выход п того элемента 2ИЛИ сое13

динен с входом разрешени  записи/ предварительной информации счетчика с предварительной записью информации выход счетчика соединен со счетным входом четвертого триггера и входом элемента задержки, выход элемента задержки соединен с вторым входом п того элемента 2ШШ, выход третьего элемента ЗИ соединен со счетным входом счетчика с предварительной запи-

ФйгЯ

1.108714

сью информации, выход третьего элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента ЗИ, первый и второй п-раэр дные выходы формировател  кодов соединены соответственно с первым и вторым п-разр дными входами коммутатора, п-разр дный выход коммутатора через блок элементов НЕ соединен с п разр дным входом счетчика с предварительной записью информации.

10

U д

IW| М U

I I I I I 11

I I I HII

Фиг. Ч

Фиг.5Режим измерени  скорое™ изменены частоты