SU930141A1 - Панорамный измеритель частоты - Google Patents

Description

(54) ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике и предназначено дл  совместного измерени  частот двух одновременно наблюдаемых монохроматических колебаний.

Известен панорамный цифровой измеритель частоты, содержащий квадратурный преобразователь частоты, генератор квадратурных сигналов, две идентичные цепочки , состо щие из последовательно соединенных дискреттааторов и аналогоцифровых преобразователей, блок вычисл&нк  дискретного преобразовани  Фурье, квадратор, блок грубой оценки чистоты и интерпол тор l.

Однако этот измеритель обладает низкой разрешающей способностью.

Известен также цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий квадратурный преобразователь частоты, управл ющие входы которого соответственно подключены к выходам квадратурного генератора и задающего генератора сиг налов дискретизации, выход квадратурного

преобразовател  частоты через последовательно соединенные цифровой преобразователь , блок вычислени  дискретного преобразовател  Фурье, буферное запоминак щее устройство и блок сочетаний подключен к соответствующим входам М блоков оптимального, разрешени  и решающему устройству, причем выходы блока дискрет ного преобразовани  Фурье через последовательно соединенные квадратор, блок

10 обнаружени  и интерпол тор соединены с соответствующими входами буферного запоминающего устройства, а выходы квадратора - с соответствующими входами интерпол тора 2.

15

Данный измеритель, обеспечива  раэрешение - измерение перекрывающихс  по спектру сигналов обладает конструктивной сложностью, ограничивающей как на20 дежность, так и область его применени .

Claims (2)

1. Цель изобретени  - уменьшение аппаратурного объема и повышение надежнооти при сохранении точности совместного измерени  частот перекрывающихс  по спектру сигналов. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный панорамный измеритель частоты, содержащий квадратурный пре обрааователь частоты, сигнальный вход которого соединен через ключ блока у управлени  с входом устройства, выходы квадратурного преобразовател  частоты соединены с соответствующими входами блока вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, управл ющие вхэд квадратурного преобразовател  частоты соединены соответственно с выходами квадратурного генератора и задающего генератора сигналрв дискретизации, введены решающий блок и два блока итруктур ной обработки, каждый to которых содержит четыре цепочки, состо щие из последовательно соединенных блока весового преобразовани , сумматора и аналого-цифрового преобразовател , при этом входы блоков структурной обработки соответственно подключены к синфазным и квадратурным выходам блока вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, а выходы - к первым входам решающего блока, второй вход которого соединен с выходом блока управлени . На чертеже представлена структурна  схема панорамного измерител  частоты. Она содержит квадратурный преобразователь 1 частоты, квадратурный генератор , задающий генератор 3 сигнало дискретизации, блок 4 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, блок 5 управлени , рещающий блок 6, два блока 7 структурной (работки, каждый из которых содержит цепочки 8-11, составленные из последовательно соединенных блока, 12 весового преобразовани , сумматора 13 и аналого-цифрового преобра зовател  14. Блок 5 управлени  содержит последовательно соединенные источник 15 постр нного напр жени , ключ 16, дифферевцвруюший усютатель-формирователь 17, одновибратор 18 и ключ 19, а также 6nok 20 выделени  заднего фронта. Измеритель работает следующим образом . Рассмотрим конкретный случай (дл  определенности), когда сигналы представл ют собой гармонические колебани  ( i ,2), где с частотами fjj- средн   частота занимаемого сигна лами частотного диапазона. При этом колебание на входе измерител  частоты, п(п D fve U(. , rtiil a М г Ч I посто нна  (в пределах интервала наЪлюдени  Т) комплексна  амплитула сиг%анала 1 -го источника неизвестной частоты . При замыкании на врем  В ключа 16, положительный перепад напр жени  с выхода источника 15 посто  iioro напр жени  поступает через дифференцируюший усилитель -формирователь 17 (на выходе которого выдел етс  пр моугольный импульс, соответствующий переднему фронту перепада напр жени ) на вход одновибратора 18, а также через блок 20 выделени  заднего фронта - на управл ющий вход решающего блока 6. На выходе одновибратора 1& формирует с  пр моугольный импульс длительности Т, который по входу открывает ключ 19. В результате, суперпозици  сигналов U (t) в течении инт.ервала времени Т поступает на вход квадратурного преобразовател  1 частоты. Квадратурный, преобразователь 1 частоты осуществл ет предварительную согласованную фильтрацию принимаемых 1 , 1 1 колебаний; it rr; На выходе квадратурного преобразовател  1 частоты фо1 мируетс  набор из N ;г ь i отсчетов синфазных и квадратурнь1Х составл ющих комплексной огибающей принимаемой суперпозишга сигналов (1) дл  всех моментов времени /tf П д1 , п 1,N . Сигналы и (tf,) поступают на входы блока 4 вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, который формирует по ним N уро&ней напр жени  - отсчетов Фурье - спектра комплексной огибающей суперпозиции сигналов; Последние представл ют собой отсчеты синфазной и квадратурной соста&л юших комплексного коррел ционного интеграла согласованной обработки сигналов по частоте в диапазоне /O. дискретизации , Г - щ рина интервала возможных значений и «ер емых частот. 5,-В(Г,|,ии„),: Набор уровней напр жени  - отсчетов с выхода блока 4 подают на входы блоков 7 структурной обработк причем на один из них уровни напр же ки  - отсчеты синфазной, а на второй уровни напр жени  отсчеты квадратуркной составл ющих Фурье-спектра сигнагла (ly. Каждый из блс сов 7 структурной о&работки путем аналогового накоплений результата линейного весового преобразовани  упом нутых уровней напр жени  отсчетов RgSp формирует на каждом своем к-ом (кебТЗ) пыходе в 1ш4|)овой форме отсчет к амплитуды уровн  напр жени  интеграль ной составл ющей Фурье-спектра . После НИИ определ ет значение к-го обобщенного параметра , 1, 2, 3) сигнала| ,г; . (3) м,г-цг: -( - дл  синфазной составл ющей, а J, - дл  квадратурной составл ющей Фурье-спектра). Набор отсчетов в цифровой фррме Мк}и (, 1,2, -3) с выходов блоков 7 структурной обработки поступает на соответствующие входы решающего блока 6. С выходов блока 6 после лог ческой обработки, основанной на реш&НИИ системы (3) относительно ,Ь F; согласно алгоритма М,2, „ лл гм; где М,,МдМз,М, , снимают оценки частот Г 1,2. Причем в качестве критери  перехода от алгоритма (4) к (5) служит числовое значение / 2, g / .А именно, при IZol 2. (2,- число, прин тое за ма шинный О), реализуют алгоритм (4), а при I Z gi Z . означающее, что амплитуда одного из сигналов (S) рав на нулю, - (5). Автоматическое вхождение в работу бло ка 6, позвол ющее реализовать указанны процедуры логической обработки обобщен ных параметров суперпозиции сигналов, определ етс  моментом времени по влени  на его управл ющем входе импульса управлени , Этот импульс формируют на выходе блока 20 выделени  заднего Йронта в момент окончани  интервала наблюдени . Формирование интегральных составл ющих Фурье-спектра сигнала U (i-) обобщенных параметров Мц и М , (, 1, 2, 3) блоком 7 структурной обработки осуществл етс  следующим образом (рассмотрим обработку набора уровней напр жени  отсчетов синфазной соста л ющей К g 5 р Фурье-спектра сигнала и (t) , идентичную с обработкой Л S ftl-Jp). Каждый блсж 7 структурной обработки содержит четыре блока Ij2 весового преобразовани , вход щих в состав цепочек 8-11. Причем на. первый вход блоков 12 весового преобразовани ,  вл ющш с  одновременно первым входом блока 7 структурной обработки, с синфазного выхода блока 4 вычислени  дисЗсретного пр&преобразовани  Фурье подают отсчет уровн  напр жени  R g S на второй (второй вход блока 7 структурнойобработки ) -Re Si и т. д., на N ..вход ( N вход блока 7 структурной рбработ . ни) Re.S)jj . По значению RgSp(p 1,N, на каждо а р-ом выходе блока 7 «весового преобразовани  формируют уровень напр жени  U5p( коэффициент весового суммировани ) путем усилени  р-го отсчета синфазной составл ющей Фурье-спектра в К 5р раз Usp KgpRe-Sp pevi.; (j Здесь S - номер цепочки (S &, 9, 10, 11), т. е. Кдр - коэффициент усиле ни  р-го отсчета блоком весового преоб|разовани  S -ой цепочки. Причем Kgp x(p) К9р Ч(р).Гр (Р) X(pV оЧ Гр.рдр pei.N, (7) где х(р) - коэффициент преобразовани  . (6), выбранный из услови  (Л )г х1 р-2Ь2 .2,...,|. Xiap-l)) 793 Полученные уровни напр жени  Uspc выходов блока 12 весового преобразовани  через 1сумматор 13 подвод т ко входу а1шлого цифрового преобразовател  14 соответ.ствуюшей по номеру цепочки. Различие в коэффициенте преобразовани  дл  различных по номеру р-выходс в блока 12 весового преобразовани  обеспечивает совместно с сумматором 13 реализацшо практически точной операции интегрировани , т. е. на выходе сумматора 13 S -ой цепочки {S «8, 9, 10, 11 формируют уровень напр жент{Я, амплитуда которого равна здачению к-го обоб .щенного параметра М | сигнала Ll(t-) k е (АЗ) Амплитуда указанного напр жени  аналогс -цифровым преобразователем 145-ой цепочки кодируетс  в цифровую форму. С выхода аналого-цифрового преобразовател  14 каждой из упом нутых цепочек 8-11 снимают в цифровой форме код ам№ литуды уровн  напр жени , численно равного величине соответствующего обобщенного параметра Мц (, i, 2, З). Причем нулевой выход блока структурной обработки 7 соответствует выходу аналс го-цифрового преобразовател  14 депочки 8, первый выход () - выходу ана- лого-цифрового преобразовател  14 цепочки 9, второй выход () - выходу аналого-цифровЬго.преобразовател  14 цепочки 10, и наконец, третий выход () выходу аналого-цифрового преобрйзовател  14 цепочки 11. Процедура опре делени  обобщенных параметров М)и М| и измерение частот Р (,2) повтор етс  если ко вхо ду панорамного измерител  частоты подвод т следующий сигйап U (1). Объем аппаратуры в предлагаемом панорамном измерителе частоты сокращен . Кроме того, посзсольку в известном измерителе существует жестка  св зь между количеством блоков разрешени  и частотой дискретизации, то выход VS3 Стро  одного из них приводит к резкому ухудшешпо точностных показателей и предлагаемый панорамный взмери- 1 тель частоты лишен этого недостатка, поскольку обобщенные параметры (как интегральные характеристики Фурьеспектра суперпозиции сигналов) мало Чувствительны к частоте дискретизации и вариации амплитуды отдельных отсчетов . Формула изобретени  Панорамный измеритель частоты, содержащий квадратурный преобразователь частоты, сигнальный вход которого соединен через ключ блока управлени  с входом устройства, выходы квадратурного преобразовател  частоты соединены с соответствующими входами блока выделени  дискретного преобразовани  Фурье, управл ющие входы квадратурного преобразовател  частоты соединены соот ветственно с выходами квадратурного генератора и задающего генератора сигналов дискретизации, отличаю - щ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности, в него введены решающий блок и.два блока структурной обработки, каждый из которых содержит четыре цепочки , состо щий изпостедователГно Тоединенных блока весового преобразовани , сумматора и аналого-цифрового пр&образовачел , при этом входы блоков структурной; /обработки соответственно пошшючены к синфазным и квадратурным выходам блока вычислени  дискретного преобразовани  Фурье, а выходы - к первым входам решающего блока, второй вход которого соединен с выходом блока управлени . Источники информации, прин тью во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 569961, кл. q 01 R 23/00,
2. 2.Авторское свидетельство СССР N9 737857, кл. Q 01 R 23/ОО, 198О.

   Ж

   Т