SU1721533A1 - Способ формировани частотно-модулированного сигнала и преобразовани его параметров в код и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехническим измерени м и может использоватьс , -..в частности, при метрологических измерени х параметров частотно-модулированного (Ч М) сигнала. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и расширение области применени . Строби- рование сформированного ЧМ-сигнала квадратурными пр моугольными колебани ми не только с частотой модулирующего сигнала, но и с частотой второй, третьей и Т.д. гармоник: за целое число периодов модулирующего сигнала с последующим подсчетом числа переходов через нуль отселектированных ЧМ-сигналов позвол ет получить коды дл  определени  с повышенной точностью по математическим формулам парциальных, среднеквадратических и пиковых значений девиации частоты, сдвиги фаз, а также коэффициент гармоник закона частотной модул ции. Устройство дл  осуществлени  способа формировани . Ч М- сигнала и преобразовани  его параметров в код содержит спорны и генератор 1, аттенюатор 7, фильтр 8 нижних частот, генератор 9 ЧМ-сигнала, формирователь 10 импульсного ЧМ-сигнала, формирователь 11 строб-им- пульсов, формирователь 14 сброса, формирователь 15 измерительных интервалов времени, временные селекторы 16 - 19 и реверсивные счетчики 20,21.. Введение управл емого делител  частоты (УДЧ) 2, за- датчикаЗ модулирующей частоты, формировател  4 квазисинусоидального напр жени , УДЧ 5, за датчика 6 номера гармоник, задатчика 12 числа периодов-и УДЧ 13 позвол ет достичь поставленную цель. 2 с. и 1 з.п, ф-лы, 1 ил. &tx03 „

Description

причем пиковое значение девиации частоты, определ етс  как максимум и минимум функции A f (t) A fi sin (2 л F t + р + Af2 x х sin (4 л F t + (pi +... A ffc sin (2 n К F t + p, где AfV - парциальные девиации частоты с К-й гармоникой;

ръ - сдвиг фазы К-й гармоники закона модул ции;

Д Тек - среднеквадратическое значение девиации; .

S

ИШ)к

2 Ali K No ТТ -Coscfi3

55

eir

JL

a(tb.yJ5in(k«t-| Lt

(V3.

g.Af;-k-Nc

fi.i-F

Измен   значени  К и округл   величины NXK, NyK при различных частотах селек- тировани , а также пользу сь свойствами р дов Фурье, путем последовательных выкладок возможен вывод всех математических формул способа.

Таким образом, использование особенностей ЧМ-сигнала обеспечивает синхронное выделение и интегрирование спектральных составл ющих не самого ЧМ- сигнала, а определение амплитуд и фаз гармоник закона модул ции.

На чертеже представлена структурна  схема устройства дл  осуществлени  описанного способа.

Устройство содержит опорный генератор 1, управл емый делитель частоты (УДЧ) 2, задатчик 3 модулирующей частоты, формирователь 4 квазисинусоидального напр жени , управл емый делитель 5 частоты, задатчик 6 номера гармоник, аттенюатор 7, фильтр 8 нижних частот, генератор 9 ЧМ- сигнала, формирователь 10 импульсного ЧМ-сигнала, формирователь 11.строб-импульсов , задатчик 12 числа периодов,управ- л емый делитель 13 частоты, формирователь 14 сброса, формирователь

15измерительных интервалов времени, временные селекторы 16 - 19 и реверсивные счетчики 20 и 21.

Выход опорного генератора 1 через последовательно соединенные УДЧ 2, формирователь 4, аттенюатор 7, фильтр 8 и генератор 9 подключен к выходу устройства и входу формировател  10, выход которого объединен с первыми входами временных селекторов 16 - 19. Первый, второй, третий и четвертый быходы формировател  11 строб-импульсов подключены соответственно к вторым входам временных селекторов 16 - 19 и к первому, второму, третьему и четвертому входам формировател  15, первый, второй; третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с третьими входами временных селекторов

16- 19. Суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 20 подключены соответственно к выходам временных селекторов 16 и 17, а суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 21 - к выходам временных селекторов 18 и 19, причем входы сброса реверсивных счетчиков 20 и 21 объединены с выходом формировател  14 сброса и входом сброса формировател 

15. Кодовые входы УДЧ 42 и УДЧ 5 соединены соответственно с выходами задатчиков 3 и 6, при этом вход УДЧ 5 подключен к входу формировател  4, а выход- к второму входу

5 формировател  11 строб-импульсов, первый вход которого объединен с входом УДЧ 13 и вторым выходом формировател  4. Кодовый вход УДЧ 13 подключен к выходу за- датчика 12, а выход - к п тому входу

0 формировател  15.

Устройство дл  формировани  ЧМ-сигнала и преобразовани  его параметров в код работает следующим образом.

5Предварительно с помощью задатчиков

3, 6 и 12 устанавливают значени  модулирующей частоты F, номера гармоники (начи-, на  с К 1) и числа периодов М0.

Импульсы с выхода опорного генерато0 ра 1 с частотой f0 поступают через УДЧ 2 с коэффициентом делени  М на формирователь 4 квазисинусоидального сигнала, где формируетс  41 -ступенчатое квазисинусоидальное напр жение с частотой F. Напри5 мер, при измерении 1 - 3-й гармоник L 6 и число ступеней аппроксимации синусоиды равно 24. Измен   коэффициент. М делени  УДЧ 2, формируют требуемые значени  частоты сигнала, который после установки ам0 плитуды в аттенюаторе 7 и фильтрации в переключаемом фильтре 8 низких частот по- ступает в качестве модулирующего сигнала на генератор 9 ЧМ-сигнала.

Сигнал генератора 9 подаетс  на выход

5 устройства и на вход формировател  10 импульсного ЧМ-сигнала, выходные импульсы которого следуют на первые входы временных селекторов 16 - 19. Одновременно с выхода УДЧ 2 импульсы с частотой 4LF по0 ступают на вход.управл емого делител  5 частоты, коэффициент делени  Кд которого определ етс  задатчиком 6 номера измер емой гармоники закона модул ции. В данном примере при измерении 1-й гармоники

5 Кд L 6, при измерении 2-й гармоники Кд L/2 3, при измерении 3-й гармоники Кд L/3 2. С выхода УДЧ 5 импульсы с

частотой вчетверо выше частоты измер емой гармоники подаютс  на формирователь

0 11 строб-импульсов.

На выходах формировател  11 строб- импульсов формируютс  импульсы с частотами KF, где К - номер гармоники, и имеющие сдвига фаз, равные 0: л:;  /2; 3 л/2 5 соответственно на его первом - четвертом выходах.

Сдвиги фаз на частотах гармоник отсчитываютс  от общего момента сброса, который поступает на формирователь 11 строб-импульсов один раз за период частоты модул ции с формировател  4 квазисинусоидального напр жени . Выходной импульс формировател  14 своим передним фронтом сбрасывает в нуль кодь реверсивных счетчиков 20 и 21, а задним фронтом разрешает запуск формировател  15 по приходу первого импульса с выхода УДЧ 13 измерительных интервалов времени.

Одновременно противофазные импульсы соответственно с первого и второго, третьего и четвертого выходов формировател  11 строб-импульсов поступают на временные селекторы 16 - 19 и открывают их дл  прохождени  импульсов ЧМ-сигнала на реверсивные счетчики 20 и 21 квадратурных компонент NX и Ny. По окончании измерительных временных интервалов временные селекторы 18 - 19 закрываютс  и коды на выходах реверсивных счетчиков переписываютс  и запоминаютс  дл  дальнейшей обработки согласно приведенным формулам.

По полученным данным определ ютс  парциальные, среднеквадратические и пиковые значени  девиации частоты, сдвиги фаз, а также коэффициент гармоник закона частотной модул ции, т.е. достигаетс  расширение области применени  объекта за счет определени  дополнительных параметров ЧМ-сигналов, причем с повышенной точностью.

Claims (3)

1. Способ формировани  частотно-модулированного сигнала и преобразовани  его параметров в код, а котором сформированный частотно-модулированный сигнал стробируют квадратурными пр моугольными колебани ми с частотой модулирующего сигнала, подсчитывают число переходов через О отселектированных частотно-модулированных сигналов за измерительный интервал времени, равный целому числу периодов модулирующего сигнала, и определ ют по полученным отсчетам девиацию частоты и сдвиг фаз по первой гармонике, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени  области применени , частотно-модулированный сигнал дополнительно . стробируют квадратурными пр моугольными колебани ми с частотой К-й гармоники модулирующего сигнала, подсчитывают число переходов через О отселектмрован- ных частотно-модулированных сигналов за измерительный интервал времени и определ ют дополнительные параметры частот; но-модулированного сигнала согласно математическим выражени м

РйЧ ,

S ч ,,агсЦ-jf „

ДИ К г 1

ър Г U

.H i -arclg- -,

I..--JjK i b- t«h

-..-,

S

4ML

а пиковые значени  девиации частоты определ ютс  как максимум и минимум функции Af (t) Afi sin (2 ж F t + p + Af2 x x sin (4nFl + pz)+... Д fKsin (2 nК F t + рк), где A IK - парциальные девиации частоты с К-й гармоникой;

р - сдвиг фазы К-й гармоники закона модул ции;

AfcK среднеквадратическое значение девиации;

Кг - результирующий коэффициент гармоники;

Кг,к - парциальный коэффициент К-й гармоники;

F - частота модулирующего сигнала; fo - опорна  частота;

. М - коэффициент делени  опорной частоты;

L - наименьшее общее кратное номеров измер емых гармоник;

No - целое число периодов модулирующего сигнала;

NXK, NyK - число импульсов ЧМ-сигнала, подсчитанное соответственно во врем  действи  квадратурных пр моугольных колебаний с частотой К-й гармоники. ;

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что модулирующий сигнал, квадратурные пр моугольные колебани  и измерительный интервал времени формируют делением опорной частоты, значение которой кратно частоте, в четыре раза превышающей величину наименьшего общего кратного частот всех измер емых гармоник частоты модулирующего сигнала,

3. Устройство дл  формировани  частотно-модулированного сигнала и преобразовани  его параметров в код содержащее опорный генератор, формирователь строб- импульсов, первый и второй реверсивные счетчики, формирователь измерительных

интервалов времени, последовательно соединенные аттенюатор, фильтр нижних частот , генератор частотно-модулированного сигнала и формирователь импульсного частотно-модулированного сигнала, выход которого соединен с первыми входами первого - четвертого временных селекторов, а также формирователь импульсов сброса, выход которого объединен с входами сброса формировател  измерительных интервалов времени, первого и второго реверсивных счетчиков, причем первый - четвертый выходы формировател  строб-импульсов подключены соответственно к вторым входам первого-четвертого временных селекторов и первому - четвертому входам формировател  измерительных интервалов времени, первый-четвертый выходы которого соединены соответственно с третьими входами первого - четвертого временных селекторов , суммирующий и вычитающий входы первого реверсивного счетчика подключены соответственно к выходам первого и второго временных селекторов, а суммирующий и вычитающий входы второго реверсивного счетчика - соответственно к выходам третье1 1 четвертого временных селекторов, от,; чающеес  тем, что,

с целью повышени  точности измерени  и расширени  области применени , в него дополнительно введены первый управл емый делитель частоты, задатчик модулирующей

частоты, задатчик номера гармоники, формирователь квазисинусоидального напр жени  и последовательно соединенные второй и третий управл емые делители частоты , кодовые входы которых подключены

соответственно к выходам задатчиков модулирующей частоты и номера гармоник, причем вход второго управл емого делител  частоты соединен с выходом опорного генератора , а выход через формирователь квизисинусоидального напр жени  -с первым входом формировател  строб-импульсов и входом первого управл емого делител  час-, тоты, выход которого подключен к п тому входу формировател  измерительных интервалов времени, второй вход формировател  строб-импульсов соединен с выходом третьего управл емого делител  частоты.