SU938188A1 - Устройство дл измерени частотного сдвига сигналов частотного телеграфировани - Google Patents

Description

Изобретение относится к радиоизме‘рениям.

Известно устройство для измерения частоты радиоимпульсов, содержащее сумматор, формирователь управляющих импульсов, ключ, перестраиваемый генератор, частотомер, элементы задержки, блок масштабирования, нормирователи импульсов, фазовый детектор, блок режима, осциллографический ин- ₁₀ дикатор, блок синхронизации fl]·

Данное устройство не обеспечивает надежного и точного определения частотного сдвига сигналов.

• - 15

Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее опорный генератор, выход которого соединен с первыми входами двух формирователей временных ин- 20 тервалов, вторые входы которых соединены с шиной сигнала управления и выходом элемента НЕ, и входами управляемого элемента ИЛИ, другие вхо2 ды которого соединены с выходами формирователей временных интервалов, а выход подключен к входу управления ключом, включенным между входной шиной и входом реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с шиной сигнала управления f2j.

Недостатком данного устройства является невысокая точность.

Цель изобретения достигается тем, что в устройство, содержащее опорный генератор, элемент НЕ, вход которого соединен с шиной сигнала управления и первыми входами элемента И-ИЛИ и реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого сое динен с входной шиной, два формирователя временных интервалов, выходы которых соединены с вторым и третьим входами элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход элемента НЕ соединен с вторым входом ключа, введеключа и выходу первого триггера, вход которого соединен с входа второй -с выходом фор3 938188 ны второй реверсивный счетчик, эле-.' мент ИЛИ, элемент И, два триггера, формирователь фронтов и пять ключей, первые входы второго,>третьего, четвертого и пятого из которых соединены с первым входом второго реверсивного счетчика и выходом шестого ключа, один вход которого соединен с выхо•дом опорного генератора, а второй вход подключен к третьему входу пер- вого один ной шиной, мирователя фронтов и первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены поразрядно с выходами второго реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к первому входу элемента И и первому выходу второго триггера, третий вход которого подключен к дополнительному выходу второго реверсивного счетчика', а второй выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого ключей, входы первого формирователя временных интервалов подключены к выходам второго и третьего ключей, входы второго формирователя временных интервалов подключены к выходам четвертого и пятого ключей, второй вход второго и третий вход четвертого ключей соединены с шиной управляющего сигнала, второй вход пятого и третий вход третьего ключей подключены к выходу элемента НЕ, третий вход второго и четвертый вход третьего ключей соединен с выходом первого формирователя временных интервалов, а третий вход пятого и чет² вертый вход четвертого ключей соединены с выходом второго формирователя временных интервалов, причем выхоД первого ключа соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к третьему входу второго» реверсивного счетчика.

приведена структурная схема предлагаемого содержит опорный геключи 2-7 реверсивные счетНа чертеже электрическая устройства.

Устройство нератор 1, чики 8 и 9, формирователи 10 и 11 временных интервалов, формирователь 12 фронтов, элемент 13 НЕ, триггеры 14 и 15, элемент И^ИЛИ 16, элемент ИЛИ 17, элемент 18. На входную шину 19 подан изменяемый сигнал, а, на шину 20 - сигнал управления.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент измерений производится установка счетчиков 8 и 9 в нулевое состояние, триггеров 14 и 15 - в единичное состояние (цепи установки на чертеже не показаны).

Исследуемый сигнал, состоящий из двух высокочастотных колебаний с частотами и f₂, поступает на шину 19, а управляющие импульсы, формируемые путем-детектирования входного сигнала^- на шину 20.

За счет искажений при детектировании входного сигнала и при формировании управляющих импульсов, а также вследствие ряда других дестабилизирующих факторов, расстояния между передним фронтом видеоимпульса и первым высокочастотным ВЧ импульсом частоты и между последним, ВЧ импульсом частоты и задним фронтом видеоимпульса являются случайными величинами и могут принимать значения от 0 до Т4. Аналогичные интервалы в моменты отжатия также являются случайными величинами и имеют случайные длительности от 0 до Tg. Повышение точности измерения частотного сдвига сигналов осуществляется формированием временных интервалов для суммирования импульсов частоты и вычитания импульсов частоты путем подсчета импульсов опорной частоты на отрезках видеоимпульсов, кратных периодам повторения и Т₂ частот нажатия и.отжатия.

Для исключения начальных участков видеоимпульсов и пауз осуществляется синхронизация передних фронтов импульсов и пауз первыми ВЧ импульсами соответствующих частот. Для этого производится выделение переднего и заднего фронтов импульсов с помощью формирователя 12. На вход установки единицы триггера 14 поступают входные импульсы. Каждым первым ВЧ импульсом частоты или fпроизводится установка триггера 14 в единичное состояние, а каждым другим импульсом осуществляется сброс три|— гёра в нулевое состояние. Сформированные таким образом импульсы с выхода триггера 14 подаются на управляющий вход ключа 7 и запрещают прохождение импульсов, необходимых для формирования временных интервалов,

938188 6 на отрезках между фронтами управляющего импульса и первым ВЧ импульсами частот и f₂. На вход ключа 3 поступают управляющие импульсы, а на вход ключа 6 - импульсы с выхода эле- 5 мента 13, поэтому импульсы опорной частоты поступают на вход формирователя 10 только в моменты нажатия а на вход формирователя 11 - только в моменты отжатия. Формирователь 1® предназначен для формирования временного интервалана котором осуществляется статистическое суммирование частоты fy , формирователь предназначен для формирования 15 временного интервала, на котором осуществляется статистическое вычитание частоты f₂.

Рассмотрим принцип формирования временных интервалов для суммирова- го ния импульсов частоты и для вычитания импульсов частоты f₂ путем подсчета импульсов опорной частоты на отрезках управляющих импульсов, имеющих длительности, кратные пери- 25 одам If и измеряемых частот и

Во время действия первого управляющего импульса на вход формирователя 10 поступают импульсы. Одновременно на вход счетчика 9, работающего в режиме сложения, поступают опорные импульсы. Счетчик 9 подсчитывает импульсы и каждым измеряемым импульсом частоты устанавливается в нулевое состояние. Импульсы с выхода ключа 2, открытого по блокировочному входу в течение заданных временных интервалов измерения, отличаются тем, что вследствие инерционности три| гера 14 первые ВЧ импульсы частот и f₂ на интервале каждого импульса на выход ключа 2 не проходят.

На интервале первого импульса между последним ВЧ импульсом и задним фронтом упомянутого импульса счетчик подсчитывает п₄ импульсов с ключа 7 > Импульсом, соответствующим заднему фронту первого импульса, триггер 15 устанавливается в нулевое состояние и переводит счетчик 9 в режим вычи- ⁵⁰ тания. Одновременно с инверсного выхода триггера 15 единичный потенциал подается на вход ключа 4.

Во время паузы ключи 3 и 5 закрыты, а ключи 4 и 6 - открыты. На вычитающий вход формирователя через ключ 4 поступают опорные импульсы.

Одновременно опорные импульсы поступают на вход счетчика 9. При подсчете nj импульсов опорной частоты на выходе счетчика 9 формируется положительный перепад, устанавливающий триггер 15 в единичное состояние, при этом ключ 4 закрывается, а счетчик 9 приводится в режим сложения.

При работе счетчика 9 в режиме вычитания установка в нулевое состояние счетчика 9 не производится. Таким образом, к приходу второго управляющего импульса число опорных импульсов, подсчитанных формирователем 10 на интервале первого импульса', равно числу опорных импульсов между первым и последним ВЧ импульсами частоты f* на интервале первого управляющего импульса.

Во вЦемя действия первой паузы на вход формирователя 11 поступают импульсы с выхода ключа 6. Счетчик 9 считает импульсы с ключа 7 и с каждым импульсом частоты сбрасывается в нулевое состояние. На интервале первой паузы между последним ВЧ импульсом и задним фронтом 'импульса счетчик подсчитывает п₂ импульсов. Импульсом, соответствующим заднему фрон/ ту первого импульса триггер 15 устанавливается в нулевое состояние, переводит счетчик 9 в режим вычитания и открывает ключ 5. Во время действия второго управляющего импульса на вход формирователя 11 через открытый ключ 5 поступают импульсы с ключа 5. При подсчете счетчиком 9 η₂ импульсов, на выходе заема счетчика формируется положительный перепад, устанавливающий триггер 15 в единичное состояние. При этом счетчик 9 переводится в режим сложения, а поступление импульсов на вычитывающий вход формирова-* теля 11 прекращается.

Таким образом, к приходу второй паузы число опорных импульсов, подсчитанных формирователем 11, на интервале первой паузы, равно числу опорных импульсов между первым и последним ВЧ импульсом частоты на данном интервале.

Во время действия второго и последующего управляющих импульсов, формирователь 10 подсчитывает опорные импульсы и в паузах считывает импульсы, число которых равно числу опорных импульсов, подсчитанных формирователем 10 на интервале между последним ВЧ импульсом частоты f и задним фронтом управляющего импульса .

Аналогично во время действия второй и последующих пауз формирователь 11 подсчитывает опорные импульсы и во 5 время действия управляющих импульсов считывает импульсы на выходе ключа 5, число которых равно числу опорных импульсов, подсчитанных формирователем 11 на интервале между последним 10 ВЧ импульсом частоты fи задним фрон том паузы. При этом, если фронт управляющих импульсов совпадает с входным импульсом, то счетчик 9 находится в данный момент в нулевом 15 состоянии, поэтому на выходе элемента 1 7 в данный момент будет нулевой потенциал, запрещающий перебрасывание триггера 15 в нулевое состояние и на вычитающий вход соответствующего jq формирователя поступление опорных импульсов после окончания соответствующего импульса или паузы не производится.

Во время формирования временных ₂₅ интервалов счетчик 8 во время действия управляющих импульсов осуществляет суммирование импульсов частоты ,· а во время действия пауз-вычитание импульсов, частоты fj. Режим работы счетчика 8 обеспечивается управляющими импульсами, поступающими на вход переключения реверса данного счетчика, Временные интервалы суммирования частоты f₄ и вычитания частоты выбираются одинаковыми, однако ³⁵ формируются они в различные моменты времени,

В момент окончания формирования одного из временных интервалов (для примера интервала суммирования) осу- ⁴⁰ ществляется блокировка соответствующих ключей по входам, соединенных с выходом соответствующего формирователя 10 и 11 и соответствующего входа управляемого элемента 16, и <5 производится досчет другого временного интервала и соответствующей измеряемой частоты. Счетчик 8, несмотря на изменение режима работы за счет поступления управляющего сиг- so нала,работает только в том режиме, в котором осуществляется досчет со ответствующей частоты, так как в другом режиме осуществляется блокировка ключа Z выходным сигналом элемен- 55 та 16. В момент окончания второго временного интервала осуществляется блокировка входных ключей формиро вателя и второго сигнального входа элемента 16. Таким образом, ключи и ' формирователи заблокированы и результат измерения частотного сдвига сигнала сохраняется до следующей установки счетчика в нулевое состояние. Следовательно, ошибки при формировании временных интервалов не накаплива ются, поэтому точность измерения частот и f2._ra следовательно разности частот - f₂ , повышается.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к радиоизме рени м. Известно устройство дл  измерени  частоты радиоимпульсов, содержащее сумматор, формирователь управл ющих импульсов, ключ, перестраиваемый генератор , частотомер, элементы задержки , блок масштабировани , нормирователи импульсов, фазовый детектор блок режима, осциллографический индикатор , блок синхронизации .1. Данное устройство не обеспечивает надежного и точного определени  час тотного сдвига сигналов. Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство, содержащее опорный генератор, выход которого соединен с первыми входами двух формирователей временных интервалов , вторые входы которых соединены с шиной сигнала управлени  и выходом элемента НЕ, и входами управл емого элемента ИЛИ, другие входы которого соединены с выходами формирователей временных интервалов, а выход подключен к входу управлени  ключом, включенным между входной шиной и входом реверсивного счетчика, второй вход которого х:оединен с шиной сигнала управлени  f2j. Недостатком данного устройства  вл етс  невысока  точность. Цель изобретени  достигаетс  тем, что в устройство, содержащее опорный генератор, элемент НЕ, вход которого соединен с шиной сигнала управлени  и первыми входами элемента И-ИЛИ и реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого сое динен с входной шиной, два формировател  временных интервалов, выходы которых соединены с вторым и третьим входами элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход элемента НЕ соединен с вторым входом ключа, введены второй реверсивный счетчик, элемент ИЛИ, элемент И, два триггера, формирователь фронтов и п ть ключей, первые входы второго,,третьего, четвертого и п того из которых соединены с первым входом второго реверсивного сметчика и выходом шестого ключ один вход которого соединен с выходом опорного генератора, а второй вход подключен к третьему входу первого ключа и выходу первого триггера один вход которого соединен с входной шиной, а второй -с выходом формировател  фронтов и первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены поразр дно с выходами второго рюверсивного счетчика, второй вход которого подключен к первому входу элемента И и первому выходу второго триггера, третий вход которого подключен к дополнительному выходу второго реверсивного счетчика, а вто рой выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого ключей, входы первого формировател  временных интервалов подключе ны к выходам второго и третьего ключей , входы второго формировател  вре менных интервалов подключены к выходам четвертого и п того ключей, второй вход второго и третий вход четвертого ключей соединены с шиной управл ющего сигнала, второй вход п того и третий вход третьего ключей подключены к выходу элемента НЕ, тре тий вход второго и четвертый вход третьего ключей соединен с выходом первого формировател  временных интервалов , а третий вход п того и чет вертый вход четвертого ключей соединены с выходом второго формировател  временных интервалов, причем выхоД первого ключа соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к третьему входу второго реверсивного счетчика. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит опорный генератор , ключи 2-7 реверсивные сче чики 8 и 9; формирователи 10 и 11 временных интервалов, формирователь 12 фронтов, элемент 13 Н, триггеры 1 и J5, элемент И-ИЛИ 16, элемент ИЛИ 17, элемент 18. На входную шину 19 подан измер/ емый сигнал, а, на шину 20 - сигнал управлени . Устройство работает следующим образом. В начальный момент измерений производитс  установка счетчиков 8 и 3 в нулевое состо ние, триггеров 1 и 15 - в единичное состо ние (цепи установки на чертеже не показаны/. Исследуемый сигнал, состо щий из двух высокочастотных колебаний с частотами f и f, поступает на шину 19, а управл кщие импульсы, формируемые путем-детектировани  входного сигнала - на шину 20. За счет искажений при детектировании входного сигнала и при формировании управл ющих импульсов, а также вследствие р да других дестабилизирующих факторов, рассто ни  между передним фронтом видеоимпульса и первым высокочастотным ВЧ импульсом частоты f и между последним, ВЧ импульсом частоты f и задним фронтом видеоимпульса  вл ютс  случайными величинами и могут принимать значени  от О до Txf. Аналогичные интервалы в моменты отжати  также  вл ютс  случайными величинами и имеют случайные длительности от О до Tg. Повышение точности измерени  частотного сдвига сигналов осуществл етс  формированием временных интервалов дл  суммировани  импульсов частоты f и вычитани  импульсов частоты f путем подсчета импульсов опорной частоты на отрезках видеоимпульсов, кратных периодам повторени  Т и Т частот нажати  и,отжати . Дл  исключени  начальных участков видеоимпульсов и пауз осуществл етс  синхронизаци  передних фронтов импульсов и пауз первыми ВЧ импульсами соответствующих частот. Дл  этого производитс  выделение переднего и заднего фронтов импульсов с помощью формировател  12. На вход установки единицы триггера Ik поступают входные импульсы. Каждым первым ВЧ импульсом частоты f или f2. производитс  установка триггера I в единичное состо ние, а каждым другим импульсом осуществл етс  сброс три|- гбра в нулевое состо ние. Сформированные таким образом импульсы с выхода триггера k подаютс  на управл ю-, щий вход ключа 7 и запрещают прохождение импульсов, необходимых дл  формировани  временных интервалов, на отрезках между фронтами управл ю го импульса и первым ВЧ импульсами частот С) и f. На вход ключа 3 пос тупают управл ющие импульсы, а на вход ключа 6 - импульсы с выхода эл мента 13, поэтому импульсы опорной частоты поступают на вход формировател  10 только в моменты нажати  а на вход формировател  11 - только в моменты отжати . Формирователь 10предназначен дл  формировани  вр менного интервала, на котором осуществл етс  статистическое суммирование частоты ff , .формирователь 11предназначен дл  формировани  временного интервала, на котором осуществл етс  статистическое вычитание частоты f-
2. 2.Рассмотрим принцип формировани  временных интервалов дл  суммировани  импульсов частоты и дл  вычитани  импульсов частоты f2 путем подсчета импульсов опорной частоты на отрезках управл ющих импульсов, имеющих длительности, кратные периодам Т и Т измер емых частот f. и Во врем  действи  первого управл ющего импульса на вход формировател  10 поступают импульсы. Одновременно на вход счетчика 9 работающего в режиме сложени , поступают опор ные импульсы. Счетчик 9 подсчитывает импульсы и каждым измер емым импульсом частоты устанавливаетс  в нулевое состо ние. Импульсы с выхода ключа 2, открытого по блокировочному входу в течение заданных временных интервалов измерени , отличаютс  тем что вследствие инерционности три|- гера k первые ВЧ импульсы частот Ь и fj на интервале каждого импульса на выход ключа 2 не проход т. На интервале первого импульса меж ду последним ВЧ импульсом и задним фронтом упом нутого импульса счетчик 9подсчитывает импульсов с ключа Импульсом, соответствующим заднему фронту первого импульса, триггер 15 устанавливаетс  в нулевое состо ние и переводит счетчик 9 в режим вычитани . Одновременно с инверсного выхода триггера 15 единичный потенциал подаетс  на вход ключа k. Во врем  паузы ключи 3 и 5 закрыты , а ключи и 6 - открыты. На вычитающий вход формировател  10через ключ k поступают опорные импульсы. Одновременно опорные импульсы поступают на вход счетчика 9. При под .счете п импульсов опорной частоты на выходе счетчика 9 формируетс  полсжитёльный перепад, устанавливающий триггер 15 в единичное состо ние, при этом ключ k закрываетс , а счетчик 9 приводитс  в режим сложени . При работе счетчика 9 в режиме вычитани  установка в нулевое состо ние счетЧика 9 не производитс . Таким образом, к приходу второго управл ющего импульса число опорных импульсов, подсчитанных формирователем JO на интервале первого импульса, равно числу огюрных импульсов между первым и последним ВЧ импульсами частоты f. на интервале первого управл ющего импульса. Во действи  первой паузы на вход формировател  11 поступают импульсы с выхода ключа 6. Счетчик 9 считает импульсы с ключа 7 и с каждым импульсом частоты fj сбрасываетс  в нулевое состо ние. На интервале первой паузы между последним ВЧ импульсом и задним фронтом импульса счетчик подсчитывает П2 импульсов. Импульсом , соответствующим заднему фрон/ ту первого импульса триггер 15 устанавливаетс  в нулевое состо ние, переводит счетчик 9 в режим вычитани  и открывает ключ 5. Во врем  действи  второго управл ющего импульса на вход формировател  11 через открытый ключ 5 поступают импульсы с ключа 5. При подсчете счетчиком 9 п 2. импульсов, на выходе заема счетчика формируетс  положительный перепад, устанавливающий триггер 15 в единичное состо ние. При этом счетчик 9 переводитс  в режим сложени , а поступление импульсов на вычитывающий вход формирова- тел  П прекращаетс . Таким образом, к приходу второй паузы число опорных импульсов, подсчитанных формирователем 11, на интервале первой паузы, равно числу опорных Импульсов между первым и последним ВЧ импульсом частоты f на данном интервале. Во врем  действи  второго и последующего управл ющих импульсов, формирователь 10 подсчитывает опорные импульсы и в паузах считывает импульсы , число которых равно числу опорных импульсов, подсчитанных формирователем 10 на интервале между последним ВЧ импульсом частоты f и 793 задним фронтом управл ющего импульса . Аналогично во врем  действи  второй и последующих пауз формирователь 11 подсчитывает опорные импульсы и в врем  действи  управл ющих импульсов считывает импульсы на выходе ключа 5 число которых равно числу опорных импульсов, подсчитанных формирователем 11 на интервале между последним ВЧ импульсом частоты f и задним фро том паузы. При этом, если фронт управл ющих импульсов совпадает с входным импульсом, то счетчик 9 находитс  в данный момент в нулевом состо нии, поэтому на выходе элемента 1 7 в данный момент будет нулевой потенциал, запрещающий перебрасывание триггера 15 в нулевое состо ние на вычитающий вход соответствующего формировател  поступление опорных импульсов после окончани  соответствующего импульса или паузы не производитс . Во врем  формировани  временных интервалов счетчик 8 во врем  действи  управл ющих импульсов осуществл ет суммирование импульсов частоты fj , а во врем  действи  пауз-вычитание импульсов, частоты f. Режим работы счетчика 8 обеспечиваетс  управл ющими импульсами, поступающими на вход переключени  реверса данного счетчика. Временные интервалы суммировани  частоты f и вычитани  часто ты f/j выбираютс  одинаковыми, однако формируютс  они в различные моменты времени. В момент окончани  формировани  одного из временных интервалов (дл  примера интервала суммировани ) осуществл етс  блокировка соответствующих ключей по входам, соединенных с выходом соответствующего формировател  10 и М и соответствующего входа управл емого элемента 1б, и производитс  досчет другого временного интервала и соответствующей измер емой частоты. Счетчик 8, несмотр  на изменение режима работы за счет поступлени  управл ющего си1- нала,работает только в том режиме, в котором осуществл етс  досчет со ответствующей частоты, так как в дру гом режиме осуществл етс  блокировка ключа 2 выходным сигналом элемен .та 1б. В момент окончани  второго временного интервала осуществл етс  блокировка входных ключей формироател  и второго сигнального входа лемента 16, Таким образом, ключи и ормирователи заблокированы и реультат измерени  частотного сдвига игнала сохран етс  до следующей усановки счетчика в нулевое состо ние. ледовательно, ошибки при формироваии временных интервалов не накаплива тс , поэтому точность измерени  часот f и f2.,a следовательно разности частот повышаетс . Формула изобретени  Устройство дл  измерени  частотного сдвига сигналов частотного телеграфировани , содержащее опорный генератор, элемент НЕ, вход которого соединен с шиной сигнала управлени  и первыми входами элемента ИИЛИ и реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого соединен с входной шиной, два формировател  временных интервалов, выходы соединены с вторым и третьим входами элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход элемента НЕ соединен с вторым входом ключа, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены второй реверсивный счетчик, элемент ИЛИ, элемент И, два триггера, формирователь фронтов и п ть ключей, первые входы второго, третьего, четвертого и п того из которых соединены с первым входом второго реверсивного счетчика и выходом шестого ключа, один вход которого соединен с выходом опорного генератора, а второй вход подключен к третьему входу первого ключа и выходу первого триггера , один вход которого соединен с входной шиной, а второй - с выходом формировател  фронтов и первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены поразр дно с выходами второго реверсивного счетчика , второй вход которого подключен к первому входу элемента И и первому выходу второго триггера, третий вход которого подключен к дополнительному выходу второго реверсивного счетчика , а второй выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого ключей, входы первого формировател  временных интервалов