SU838601A1 - Цифровой панорамный измеритель частоты - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиотехнических -системах распознавани  сигналов по частотным признакам. Известен аналого-дискретный анализатор гармонического спектра элек трических сигналов, содержащий последовательно соединенные блок квад ратурной обработки, сумглатор, фильтр нижних частот,амплитудный детектор индикатор fl . Однако данный анализатор характеризуетс  недостаточной точностью .и ограниченными функциональными возможност ми . Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  панорамный измеритель частоты, держащий интерпол тор, два смесител , пер вые входы которых соединены с источ НИКОМ гармонических сигналов измер емой частоты, их вторые входы подключены к выходам ква.цратурного генератора , и два идентичных параллельных канала,образованных последовательно соединенными фильтром нижних частот , дискретизатором и аналого-циф ,ровым преобразователем, выходы кото рых соединены с соответствуиадими . входами блока вычислений дискретного преобразовани  Фурье, первый выход которого соединен со входом квадратора . Этот измеритель частоты позвол ет измер ть частоту одного или нескольких гармонических сигналов. Однако в результате того, что огибающа  спектра видеосигнала вблизи частоты следовани  имеет сложную многолепестковую форму, котора  повтор етс  на частотах, кратных частоте следовани , измеритель частоты не обеспечивает измерение частоты следовани  одного ИЛУ нескольких асинхронных сигналов типа пр моугольного видеоимпульса. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей цифрового панорамного измерител  частоты путем обеспечени  панорамного измерени  частоты следовани  одного или нескольких асинхронны:: сигналов типа пр моугольных видеоимпульсов,. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий вычислитель, два смесител , первые входы которых соединены с шиной - гармонических сигналов измер емой частоты, их вторые ..входы .подключены к выходам квадратурного I eкepaтopa, и два идентичных парал;1ельных каьгала,- образованны последовательно соединенными фильтр нижних частот, дискретиэатором и ана лого-цифровым преобразователем,- выходы которых соединены с соответстByjcu HMH входами блока вычислений дискретного преобразовани  Фурье, первый выход которого соединен с входом квадратора, причем вторые входдл дискретизаторов каждого канала соединены с выходами задающего генератора сигналов дискретизации, введены дополнительно фop /иpoвaтeль импульсов, переключатель режимов измерени  и блок определени  симмет рии , вход которого соединен с выходом квадратора, а выход подключен к первому входу вычислител , второй вход вычислител  соединен со вторым выходом блока вычислений дискретного преобразовани  Фурье, а третий . вход вы--шслител  подключен к первому выходу трехвходового переключате л  режимов измерени , остальные два выхода которого соединены со входами соответствующих фильтров нижних частот каждого канала, а выходы под ключены к выходам соответствукхцих смесителей и к выходу форг-шровател  импульсов. На фиг. 1 приведена структурна  схема цифрового панорамного измерител  частоты; на фиг. 2 - эпюры с налов во временной и частотной област х , по сн ющие его работы в реж ме измерени  частот р4 следовани . Устройство содержит (фиг.1) смесители 1 и 2, квадратурный генерг1то 3, переключатель 4 режимов измерени формирователь 5 импульсов, фильтры и 7 нижних частот, дискретизаторы 8 и 9, аналого-цифровые преобразователи 10 и 11, блок 12 вычислений дискретного преобразовани  Фурье, квадратор 13, блок 14 определени  с метрии, вычислитель 15 и генератор 16 сигналов дискретизации, швы 17 и 18 гармонических сигналов измер емой частоты и , импульсных сиг налов измер емых частот следовани . Формирователь 5 импульсов содержит дифференцирующие цепи, пороговое устройство и генератор импульсо Переключатель 4 представл ет собой механическое коммутирующее устройство на два положени  и три направлени . Блок 14 определени  симметри вырабатывает импульс наличи  симглет рии при равенстве нулю площади асим М1етрии в точке максимума спектра; где tJ количество отсчетов спектра на скольз щем частотном интервале (ширина скольз  щего частотного окна -текущее положение оси симметрии частотного окна на оси частот; .j -отсчеты спектра слева и справа от оси симметрии окна, и содержит оперативное запоминаТ1цее устройство объемом j+1 слово дл  запоминани  отсчетов спектра на скольз щем частотном интервале и арифметическое логическое устройство, реализующее вычислени  по указанному алгоритму, хран щемус  в собственном посто нном запоминающем устройстве . Вычислитель 15 содержит арифметическое логическое устройство, оперативное запоминающее устройство, посто нное запог« нающее устройство, схему синхронизации и реализует вычислени  по итерационному алгоритму выделени  первых ненулевых частот максимумов спектра в спектре импульсных сигналов. Цифровой панорамный измеритель частоты работает следующим образом. Импульсный сигнал с шины 18 поступает на формирователь 5 импульсов , который по каждому, например положительному , фронту входных импульсов вырабатывает импульс фиксиоованной длительности и амплитуды. Формирователь 5 И14пульсов преобразует входной сигнал (фиг.2а), состо щий из двух асинхронных периодических сигналов с периодами Т. и ампли1 2 тудами А и А-2 соответственно в им- . пульсы посто нной амплитуды и длительности (фиг. 26/, временное положение которых соответствует положительному фронту Бледных импульсов, В режиме измерени  частоты следовани  переключатель 4 подключает вход одного из фильтров нижних частот, например фильтра б, к выходу формировател  5 и закорачивает вход другого фильтра. Фильтр б и 7 обеспечивает выделение низкочастотных составл ющих спектра импульсного сигнала в диапазоне 0-Fj-p, равном ширине полосы пропускани  указанных фильтров. Дискретизаторы 8 и 9 дискретизируют по времени компоненты низкочастотного сигнала с шагом Дс 1/2Fpp, задаваемым генератором 16. Аналого-цифровые преобразователи 10 и 11 преобразуют дискретные значений компонент-сигнала в цифровую фори, Блок 12 вычислений дискретного преобразовател  Фурье по N отсчета. форишрует N отсчетов его комплексного Фурье-спектра в диапазоне 0-2 F,-p с шагом по частоте uf 1/Tg , где Т|Д - врем  анализа входного сигнала. Отсчеты комплексного спектра поступают на квадратор 13, а их аргумент - на второй вход вычислител  15. Спектр мощности нормированного по амплитуде и длительности входного сигнала (фиг. 2в) анализа

руетс  на скол ьзкщем частотном интервале (фиг. 2г) в блоке 14 определени  симметрии и в результате на втором выходе по вл етс  логический сигнал наличи  симметрии (фкг.2д) . После проверки частот симметрии на кратность уже имегадимс  н спектре частотам повторени  вычислитель 15 производит выделение частот следовани  на интервалах определ емых сигналов размещени  Сфиг,2е).

Спектр мощности импульсного сигнала пропорционален амплитуде импульса и обратно пропорционален его длительности. Поскольку значени  указанных параметров заранее неизвестны , то при непосредственном формировании спектра входных импульсных сигналов спектрами сильных сигналов возможно накрытие спектров энергетически слабых сигналов спектрами сильных сигналов, что может привес (ти к ошибке измерени  частоты или к полному маскированию спектров слабых сигналов. Поэтому дл  увеличени  динамического диапазона измерител  чатоты в режиме измерени  частоты следовани  амплитуды импульсов формировател  5 выбираетс  равной частному от делени  . модул  максимального входного напр жени  дискретизатора на коэффициент передачи фильтра в полосе пропускани , а их длительность равна длительности интервала дискретизации t.

При наличии на третьем входе блока 15 логического сигнала, устанав .ливакадего режим измерени  частоты следовани , блок 15 накапливает информацию о минимальных некратных частотах симметрии, соответствующих частотам повторени  исследуемых импульсных сигналов, провер ет каждуюновую частоту, симметрии на кратность уже измеренным и в случае некратности выдает вычисление точного значени  частоты следовани .

В режиме измерени  частоты гармонических сигналов в вычислителе 15 формируетс  сигнал разрешени  вычислени .точного значени  частоты в момент по влени  признака симметрии независимо от числа измеренных частот.

Предлагаемое изобретение позвол ет выделить частоты максимумов главных лепестков спектров оси симметри гладких (в случае гармонических сигналов ) и негладких (в случае импульсных сигналов) конечных отрезков спектров , положение которых на оси часjroT соответствует грубым оценкам частот повторени , и в режиме измерени  частот следовани  исключить ложные отсчеты частот, кратных частоте следовани . Кроме того, вследствие нор tиpoвки импульсов измер ег ых частот следовани  формирователем импульсов повышаетс  динамический диапазон измерител  частоты. Таким образом осуществл етс  измерение частот гармонических колебаний и частот следовани  асинхронных импульсных сигналов , т.е. имеет место расширение функциональных возможностей цифрового панорамного измерител  частоты.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 499537, кл. G 01 R 23/16, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

0 № 569961, кл. G .01 R 23/00, 1976.