Цифровой обнаружитель-измеритель частоты

/332,0 0 55 0 0 ВИДЕТЕЛ ЬСТВ ВТОРСКО в радиолокации и радионавигации ружения сигнала с неизвестной ч амплитудой на фоне шума и измер тоты сигнала, Целью изобретения расширение рабочего диапазон Цифровой обнаружитель-измерит ты содержит компаратор, 0 ген леи, квадратор, решающии блок, равл ения, два счетчика имп генератор тактовых импульсов, 0 б борки, дешифратор, элемент НЕ, ратор, накапливающий суммато дискретного преобразования Фур 1 й в подпоследомер подпосле вательнвательн нуль-пересечен сти)= 1,20 - сти (фиг.1 в).Для каждой сти формируетс)-той подпосле сумма комплек вательноых экспон 4 Ь 3 3)о очеи о ча етизации во рабоч оддиапаз й (1/О)-т частот 2 ройства, ексного ко чный то иапазона его 0 под м 0 ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Научно-исследовательский институт радиотехнических измерений(56) Авторское свидетельство СССР М 830254, кл. 6 01 В 23/16, 1979.(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и радионавигации для обнаружения сигнала с неизвестной частотой и амплитудой на фоне шума и измерения частоты сигнала.Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот.Принцип работы обнаружителя-измерителя частоты состоит в следующем.Формируется периодическая с периодом Т/й = 1/2 Р (1) спорная временная последовательностыоп = (и)Т/й, и = 1,2,.,И (фиг,1 а), Фиксируются моменты тп нуль-пересечений входного узкополосного (2 ЕЛ,1). Сигнала, ближайшие следующие за опорными моментами 1 оо (фиг,1 б), т.е. такие, что тп - %оп = Ьтп 1/н.Последовательность (1,1) разбивается на О подпоследовательностей (Ь,;) так, что и - 0(щ)+), где п = 1.2й/О - номер игонометрических функций, 0 1 о = Р, Р + 1, В т 1 - 1,где р = , Т - код начальной ра ты устройства, 1/Т - шаг дискр стоты, Дискретное множест частот 1 о/Т в (2) перекрывает и шириной 1./Т, и редставл я ющи часть всего диапазона рабочих=МТ = 01./Т предлагаемого уст Дискретный аналог компл реляционного интеграла, анал у, что входит в (1), для всего 1 Т рабочих частот, включаюг. 4 Составитель В.ЧерненкоТехред М.Маргентал Корректор Л,си ктор Т,Куркова Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Заказ ИИПИ Госу Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 С 1диапазонов шириной/Т и для всей последовательности ( тл) нуль-пересечений формируется из У(,/Т) птем весовогосуммирования:У( - ) = , ЯоУ( - )Р)где б 1,20 - номер поддиапаэона вдиапазоне рабочих частот,6= о+(д - 1) = Р,р+, .,Р+О :1,Юо( )( )= ехр( )2 лд-1: д - 1- 110коэффициенты.Действительно, после подстановки (2) в(3) и замены о на д-(сЗ) получаемЦ ИоУ( - ) = ,ехр(-) 2 л - ь,)ехрт, 1 - 1 т0 2 й(д) ( - Ь, -- ) (За)Т0Учитывая, чтоТвд=1 оп+ Ьв, =0(щ)+- 1 - +Лв,ТйО = й иЬв,/Т2 Р/СИн 1,приходим к выводу, что вторая экспонентав (За) равна 1. Следовательно:ф 1 д дУ ( - ) = Д ехр (- ) 2 к - 1 п),т 1 тчто совпадает с алгоритмом накопления в(1)за исключением знака аргумента, которыйне влияет на модуль /У(ЫТ)/.Для фиксированного значения о формула (3) представляет собой 0-точечное дискретное преобразование Фурье (ДПФ)данных У(о/Т),= 1,2,.,0.Дальнейшие преобразования в предлагаемом устройстве, включающие формирование квадрата модуля 2(д/Т) =У(д/Т)1 инахождение оценки частоты сигнала, как частоты д/Т, при которой 2(д/Т) принимаетнаибольшее из превысивших порог обнаружения значение, идентичны преобразованиям в устройстве-прототипе.На фиг,2 приведена структурная схемапредлагаемого обнаружителя-измерителячастоты, на фиг.3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9 - примерыреализации схемы выборки, генераторатригонометрических функций, накопителя,сумматора комплексных чисел, решающегоблока, накапливающего сумматора и блокауправления, на фиг,10-12 - эпюры сигналов, поясняющие работу цифрового обнару.жителя измерителя, на фиг,13 и 14приведены пример реализации ДПФ для0 = 4 и пример реализации арифл 1 етического устройства.Цифровой обнаружитель-измеритель(фиг,2) содержит компаратор 1, дешифратор2, первый счетчик импульсов 3. генератортактовых импульсов 4, схемы выборки 5, (53, два О-триггера 54, 55 и двоичный счетчик56, чэел постоянной памяти 57,50Арифметическое устройство. выполняющее вычисления по (3) состоит а общем случае иэ умножителей и сумматоров и может ил 1 еть различную структуру, зависящуюкак от числа информационных входоа, так и от алгоритма реализации 0-точечного ДПФ, В частном случае для 0 = 4 ариФметическое устройства (Фиг.14) содержит 44 - аходовых сумматора 5861.Цифровой обнаружитель-измерительчастоты работает следующим образом,5 10152025 3035= 1,20), элемент НЕ 6, второй счетчик импульсов 7. одновибратор 8, генераторы тригонометрических функций 9. ( 1,2,0), наапливающий сумматор 10, накопители 11. ( = 1,20), блок управления 12, устройство дискретного преобразования Фурье 13, квадратор 14, решающий блок 15, вход задания порога обнаружителя, первый и второй информационные выходы - выходами обнаружителя для значений максимального отсчета спектра и кода его частоты соответственно, а выход признака обнаружения - выходом признака обнаружениясигнала обнаружителя.Схема выборки 5(фиг.З) содержит последовательно соединенные О-триггеры 16и 17, причем входы С- и О-триггера 16 являются информационным входом и входомразрешения приема схемы выборки соответственно, а вход С- и выход О-триггера 17 соответственно входом разрешения выдачии выходом схемы выборки,Генератор тригонометрических функций 9(Фиг.4) содержит регистры 18 и 19, сумматор 20, коммутатор 21, регистр 22, регистр 23, блок постоянной памяти 24.Накопитель 11 (фиг.5) регистр 25, сумматор комплексных чисел 26,. коммутатор 27, блок памяти 28 и регистр 29.Сумматор комплексных чисел (фиг,б) содержит два сумматора действительных чисел 26,1 и 26 2Решающий блок 15 (фиг.7) содержит регистр 30, коммутатор 31, регистр 32 и регистр ЗЗ, узел сравнения 34, триггер 35, счетчик 36, регистр 37, регистр 38, коммутатор 39, инаертор 40,Накапливающий сумматор 10 (фиг.8) -сумматор 41 и регистр 42. Блок управления 12 (фиг,9) содержит Отриггер 43, О-триггер 44, счетчик 45, дешифратор 46, инаертор 47, О-триггер 48, О-триггер 49 и сумматор 50 по модулю 2.Блок 13 дискретного преобразования Фурье (Фиг.13) содержит 0 коммутаторов 51,1, 51.251.0, 0 цифровых линий задержки 52.1, 52.2,52,0, арифметический узелНа вход компаратора 1 (Фиг.1) поступает узкополосная смесь сигнала с шумом0 А Сов (2 л 1 т + Ф ) + Я(с). (4)где А - амплитуда сигнала;с - неизвестная частота сигнала. постоянная на интерваленаблюдения длительностью Т, 1 с (1 н, 1 н+ 2 Г);Ф - начальная фаза сигнала;Ят) - узкополосный шум.Такая смесь сигнала с шумом формируется на выходе полосового фильтра с шириной полосы пропускания 2 Г, равнойдиапазону рабочих частот обнаружителя,Компаратор формирует импульсы нульпересечений с частотой следования, равнойчастоте входного сигнала, Фронта импульсов нуль-пересечения совпадают с моментами пересечения входным сигналомнулевого уровня снизу вверх,Импульсы нуль-пересечений поступаютна информационные входы схем выборки5.1, 5.2,5.1, .,5.0. Количество схем. выборки определяетколичество Формируемых ими под. последовательностей нуль-пересечений (ЬД.Импульсы тактовой частоты 1 т, формируемые на выходе генератора тактовых импульсов 4 поступают на счетный входпервого счетчика 3 импульсов, На выходестаршего л;гоо разряда счетчика формируется импульсный сигнал с периодом Т = 2"/тт,определяющим длительность интервала наблюдения. По срезу этого сигнала (фиг.12 а),соответствующему началу интервала наблюденля, одновибратор 8 вырабатываетимпульс начальной установки ИНУ(сиг.12 б).Выходной код л, первого счетчика 3 импульсов численно равен количеству импульсовтактовой частоты, поступивших на входсчетчика 3 от начала интервала наблюдения,Импульсы тактовой частоты с выходагенератора тактовых импульсов 4 поступают также на тактовый вход накапливающегосумматора 10, Формирующего коды Р л, путем А-краткого суммирования кода ф начальной частоты поданного на информационный вход накапливающего сумматора. Импульсом ИНУ, поступающим на входустановки в "0" регистра 42 (фиг.8) являющийся входом начальной установки накапливающего сумматора 10, последнийустанавливается в нулевое состояние в начале интервала наблюдения,Импульсы сигнала с тактового выхода1 т(Н-го (Н = о 92 ) разряда) первогоо счет 2 Ечика 3 импульсов (фиг,10 а) поступают насчетный вход второго счетчика 7 импульсов.По фронтам этих импульсов, образующим периодическую временную последовательность (топ) (рис.1 а) происходит изменение выходного кодасчетчика 7 импульсов.Из кодов= 1,20 дешифратором 2 5 формируются сигналы "окна" (Фиг.10 б), которые подаются на входы разрешения приема блоков выборки 5,1, Длительность каждого сигнала "окно" т, = 2 Л, . 1/2 Г превышает период 1/тс входного сигнала, 10 что гарантирует попадание хотя бы одногоимпульса нуль-пересечений в "окно", Количество "окон", поступающих с каждого из О выходов дешифратора г на вход разрешения приема каждого блока выборки 5,1 в 15 течение интервала наблюдения Т, равноМ/О, Период следования "окон" на каждом выходе дешифратора 2 равен2 Н О.То= - 0 = (5) гоНа вход разрешения выдачи каждогоблока выборки поступают импульсы тактовой частотыс выхода генератора тактовых импульсов 4 через элемент НЕ 6.Блок выборки 5 (фиг.З) работает следующим образом, На синхровход О-триггера 16 с информационного входа блока выборки поступают импульсы нуль-пересечений (Фиг,11 а), На вход 0 этого же триггера 16 с входа разрешения приема блока выборки поступают импульсы сигнала "окно" (фиг.11 б) причем -той схеме выборки соответствует сигнал "окно"О-триггер 16 устанавливается в состояние логической единицы фронтом первого из импульсов нуль-пересечений, поступившего во время "окна" на синхровход этого триггера (Фиг,11 в). По окончании "окна" происходит переключение 0-триггера 16 в состояние ло гического нуля фронтом первого следующего за срезом "окна" импульса нуль- пересечений. В О-триггере 17 происходит синхронизация выходного сигнала 0-триггера 16 по фронтам сигнала тактовой частоты (Фиг,11 г), поступающего на синхровход 0-триггера 17 с входа разрешения выдачи блока выборки, Такая синхронизация необходима для исключения "состязаний" в последующих цепях, Таким образом, на выходе каждого блока выборки 5 формируется подпоследовательность импульсов (фиг.11 д), совпадающих по фронту (без учета малой задержки в О-триггере 17 на величину, не превышающую периода тактовой частоты) с прореженными импульсами куль-пересечений. Временные положения фронтов выходных импульсов блоков вь,- борки Бл на интервале наблюденич образуют 0 временных подпоследовательностей (ъ,1) (фиг.1 в). где в = 1,2 У 3/О - порядко 1797127вый номер нуль-пересечения в подпоследовательности от начала интервала наблюдения. Период следования импульсов в каждой подпоследавательнасти примерно равен периоду То следования "окон", т.е, в раз больше, чем в последовательности (Ь) прореженных импульсов нуль-пересечений устройства-прототипа. Благодаря этому в 0 раз увеллчивается оремя, отводимое генератору тригонометричевских функций для формирования комплексныхоэкспонент ехр( - ) 2 л - таз) по каждому моменту тп, и накопителю для формирооания промежуточных сумм, что и позволяет расширить диапазон рабочих частот по сравнению с устролством-прототипом, Каждая -тая подпоследовательность (ъп,) поступает на вход разрешения приема -го генератора 9 тригонометрических функций, Генератор 9 тригонометрических функций предназначен для формирования комплексоных экспонент ехр(- ) 2 л - апа) из кодовТЛ текущего времени и Р Л, поступающих с выходов счетчика 3 импульсов и накапливающего сумматора 10 соответственно на вход кода времени и вход задания частоты генератора 9 тригонометрлческих функций, В начале интервала наблюдения в течение первого периода сигнала "окно 1" фронтами прореженных и синхронизированных в блоках выборки 5импульсов нуль-пересечений в моменты времени 11 ь производится запись кодов Лц - тц/Лт иУЛц = ф/Л т) 11,ь где Лц - код текущего времени на выходе счетчика 3 импульсов в момент времени тц, в регистры 18 и 22 генераторов 9 тригонометрических функций фиг,4) соответственно, Погрешность поедставленля моментов времени сц кадом Лц не превышает периода Ь 1 = 1/1 т тактовой частоты и может быть получена достаточно малой, т,е, меньше чем флуктуации ма;лентов времени 1,под действием шумов Я,О, путем увеличения тактовой частсты 1. В начале 2-го периода сигнала "окна 1" нулевым уровнем сигнала с третьего тактового выхода блока управления 12 фиг.12 ж) коммутаторы 21 генераторов 9 тригонометрических функций устанавливаются на прапускание выходного сигнал э регистса 22 ко входу регистра 23, В эта время фронтом синхраимпульса со второго тактового выхода блаха 12 (фиг.12 г) . содер.кимов регистра 22 записыоается в регистр 23, Орантом сигнала с третьего тактового выхода блока управления 12 содержимое регистрз 18 записывается о регистр 19, а уровнем логической единицы этого сигнала коммутатор 21 подключает вход регистра 23 к выходу сумматора 20. Содержимое регистра 23, которым после первогосинхроимпульса со второго тактового выхо 5 да блока управления 12 является кодР Лц поступет на второй вход сумматора 20, где суммируется с кодом Л , поступающим на первый вход сумматора с выхода регистра 19. Запись результата сложения10 осуществляется вторым синхроимпульсомсо второго тактового выхода блока управления 12, отсчитываемым от начала периода сигнала "окно 1", Результат сложения р Лц +Лц с выхода регистра 23 поступает на второй вход сумматора 20, где образуется сумма ЗЛц +Лц) + Лц записываемая в регистр 23 третьим синхроимпульсом со второго тактового выхода блока управления 12, И так далее в течение периода сигнала "окно 1". Таким образом, в течение второго периода сигнала "окно 1" на выходе регистра 23 образуются последовательно код Р Лц,Р Л, +Лц;Р Л +2 Л,;,;25РЛц + ( - 1)Лц,РЛц + (- - 1)Лц, где= 1,2,А - номер синхроимпульса со второго тактового выхода блока управления 12, отсчитываемый от начала периода сигнала "окно 1". В это же время в регистрах3018 и 22 фронтами импульсов нуль-пересечений т 2, фиксируются коды Л 2 з = 12 з/Л 1 и ф Л 2 з = ф/й) т 2 з соответственно.В течение третьего периода сигнала"окно 1" на выходе регистра 23 образуются кодыф Л 2,ЯЛ 2 д+Л 2;/ЗЛ 2,+2 Л 2,; ".; ф Л 2, + , 1) Л 2. В Л 2, + , - 1) Л 2 у, а в регистрах 18 и 22 фиксируются коды Лз = тзз/Ь с и Щ = ф/Л 1) тз;ь В течение (п+1)-га периода сигнала "окно 1" на выходе регистра 23 образуются кодыК= / Л+(-1)Л,; =ф+(-1)1 х= о , =12;о = Р, Р +, Р+ . - 1. (6)Эти коды последовательно подаются свыхода регистра 23 на вход постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 24, на выходе которого каждому коду К,п,з ставится в соответствие код комплексного числа 50Лехр - ) 2 л - Ц) =сов 2 л - К, з -ТЛ 1, о- ) эи 2 л - К,гп, = ехр -2 л -с,Д,ТТ Причем каждая из двух квадратурныхчастей комплексного числа считывается споловины рэзрядов выхода ПЗУ 24,Кад К; можно представить как суммудвух чисел.(7) где г 1,П,; Зп ЕЕК 1= 0,1,2,ЛЕТ Тсц = К,л 1, - г,П 1, - ( - ;ДЕ ДЕпЕ х) - целая часть числа Х.ТСлагаемое г,.1, можно отбросить, т.к. на выходе постоянного запоминающего устройства 24ДЕ Тзи 2 л - (г , - + а),е, )-ДЕ- соз 2 7 г- ал, (9)ДЕвследствие периодичности функций зи х и соз х с период 2 л, Отсюда следует. что в накапливающем сумматоре 10, счетчике 3 импульсов, а также в сумматоре 20 генератора 9 тригонометрических функций достаточно иметь А разрядов для ограничения обьема перечисленных узлов величиной 2 = Т/д.Коды ехр (- )2 7 г - а.м) = ехр(- ) 2ДЕТофЖ - ЕП 1,) с выхода постоянного запоминаюТщего устройства 24, являющегося выходом . Рго генератора 9 тригонометрических функций, поступают на информационный вход -го накопителя 11, где фиксируются в регистре 25(фиг,5) синхроимпульсом со второго тактового выхода (фиг,12 г) блока управле. ния 12. Во время второго периода сигнала"окно 1", когда на выходе генератора тригонометрических функций формируются, а в регистре 25 фиксируются коды ехр (- ) 2 к-Т а,о),- 1.2,Л, высоким уровнем сигЬЕ. нала с четвертого тактового выхода блока управления 12 (фиг.12 з) коммутатор 27 накопителя 11, устанавливается на пропускание выходного сигнала регистра 25 ко входу данных оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 28, Эти коды записываются в ОЗУ 28 низким уровнем сигнала со второго тактового выхода блока управления 12, поступающего на вход записи ОЗУ 28 по адресам (-1) = 0,1( -1) Формируемым на адресном выходе блока управления 12 и поступающим на адресный вход ОЗУ 28, Причем в половину разрядов ОЗУ записываетсяЛЕкод соз 2 ла;. а в другую половину5 10 подключает вход данных ОЗУ 28 к выходусумматора 26 комплексных чисел, Высоким.уровнем первого, считая от начала периода сигнала "окно 1", синхроимпульса со второ го тактового выхода блока управления 12ОЗУ 28 переводится в режим считывания информации по нулевому адресу. Извлеченная по этому адресу в начале третьего периода сигнала "окно 1" пара кодов соз 2 х 20 ДЕ ДЕхл - а 1,1, и зи 2 л а,1, с выхода ОЗУ 28ТТпоступает на вход регистра 29, где фиксируется фронтом синхроимпульса, поданного на синхронизирующий вход регистра 29 с 25 первого тактового выхода блока управления 12 (фиг.12 д). С выхода регистра 29 кодДЕехр Я 2 л-т- а 1,1,) подается на второй вход сумматора 26 комплексных чисел, На пер вый вход сумматора в это время подаетсякод ехр (-) 2 л - а 1,2,), зафиксированный вДЕ"Трегистре 25 фронтол 1 сигнала со второго тактового выхода блока управения 12 (фиг,12 г), 35 40 45 50 55 ДЕразрядов - 3 и 2 л. - а 1,1,л Период повторения кодов адреса равен периоду То повторения сигнала "окно 1". В течение третьего периода сигнала "окно 1". когда на выходе генератора 9 тригонометрических функцийДЕформируются коды ехр ( - 1 2 л - а,2 ), низТким уровнем сигнала с четвертого тактового выхода блока управления 12 коммутатор 27 Сумматор 26 комплексных чисел состоит из двух сумматоров 26,1 и 26.2 (фиг.б). На первые входы сумматоров 26,1 и 26,2,являющиеся первым входом сумматора 26, поступают соответственно действительная и мнимая составляющие выходного кода регистра 25ДЕ ДЕехр(-) 2 л- а,2,) = соз 2 т - а 1,2, -ДЕ-)зл 2 л - а 1,2.ТНа вторые входы сумматоров 2 б,1 и 26,2, являющиеся вторым входом сумматора 26. поступают соответственно действительная и мнимая составляющие выходногоДЕкода,регистра 29,т,е. соз 2 т - а 11 и зпхТЛЕх 2 л- а 1,1,.Результаты суммирования с выходов сумматоров 26,1 и 26.2 являющихся выходом сумматора 26 кол 1 плексных чисел,ДЕ ЛЕсоз 2 Д- а 1,1, + соз 2 т:-. 1иТЬй Л 1зи 2 л-Г-а1+ ви 2 ла 1,г, .через коммутатор 27 подаются на первый вход ОЗУ и записываются по нулевому адресу низким уровнем сигнала со второго тактового выхода блока управления 12. Переходом от низкого уровня к высокому второго от начала периода сигнала "окно 1" синхроимпульса со второго тактового выхода блока управления 12 адрес ОЗУ(сигнал с адресного выхода блока управления 12) увеличивается йа 1 и становится оавным единице, а в регистре 25 формируется очередной код ехр( - 12 л - аг г 1), По адресу единица изЛТЛс ОЗУ 28 считывается код ехр (- ) 2 л =- агА), фиксируемый в регистре 29, По этому же адресу записывается и новый результат суммирования комплексных чиселЬ М ехр ( - ) 2 л - аг,1,) + ехр И 2 л- - агл)ТИ так далее в течение всего третьего и последующих периодов сигнала "окно 1". К концу (гп+1)-го период сигнал "окно 1" в 1- том ОЗУ 28 по нулевому адресу будут записаны комплексные результаты накопления.Л Ьехр(-)2 л аг,.)+ ехр (-1.2 л - а,г.)+ +Т.Т+Л 1 по первому адресу ехр(-) 2 л - -а,п,);Ь Л ехр (- ) 2 л - аг,ц) + ехр (-) 2 л-т ал)+ТЬ, 2 лЛтТК началу второго перио "а сигнала "окно 1" на следующем после рассматриваемого интервала набл одения (Т, 2 Т), в 1-том ОЗУ 28 будут содержаться комплексные результаты накопления,Ка л=1ехр (-2 л -г" и,=Моехр (-1 2 л - ь,) = У ( - ) (11)ТТВо время второго периода сигнала "окно 1" на следующем после рассматриваемого интервал наблюдения при высоком уровне синхрои 1 пульсов со второго тактового выхода блока управления 12 производится считывание результатов накопления из всех Е адресов 1-того ОЗУ 28 через регистр 29, выход которого являетсявыходом накопителя 11, а при низком уровне синхроимпульсов с второго тактового выхода блокауправления 12 - запись в ОЗУ 28 выходныхо5данных ехр (-) 2 л - 11,) регистра 25, подаТваемых на вход данных ОЗУ 28 через коммутатор 27 и соответствующих первомунуль-пересечению 1-той подпоследовательности следующего интервала наблюдения,10 т.е. обработка нуль-пересечений по (2) осуществляется в реальном масштабе времени,оВыходные данные У ( - ) всех 0 накопиТтелей 11 поступают на 0 информационных15 входов блока 13 дискретного преобразования Фурье, Импульсом начальной установки (фиг.12 б) поступившим в началеинтервала наблюдения на установочныйвход блока ДПФ произвелась установка20 низкого уровня сигналов на выходах триггеров 54, 55, а также обнуление двоичного счетчика 56. Низким уровнемсигнала на выходе триггера 54 коммутаторы 51,1,.,51.0 установлены на пропускание25 сигналов с информационных входов блокаДПФ на цифровые линии задержки, (ЦЛЗ)52.152.0. Переходом от низкого уровня квысокому сигнала на выходе г-того (г = 1 оцгхх 2) разряда двоичного счетчика, свидетель 30 ствующим об окончании прохождения всех-отсчетов во время второго "окна"(фиг.12 ж) на интервале наблюдения черезкоммутаторы 51,1,.,51.0, производится переключение триггера 54.35Высоким уровнем сигнала с выходатриггера 54 коммутаторы 51.151,0 устанавливаются на пропускание сигналов с выходов арифметического устройства.Поочередно появляющиеся после этого на401,выходах ЦЛЗ данные У; ( - ) участвуют в выТчислении по программе, хранящейся в ПЗУ57, арифметическим устройством 53 спект 4ра У ( - ), отсчеты которого переписываютсяТв освобождающиеся по мере вычисленийячейки цифровых линий задержки52.152.0.По окончании вычисления всех 0комплексных отсчетов спектра на тактовомвыходе ПЗУ формируется переход от низкого уровня к высокому сигнала, приводящийк переключению триггера 55. Высокий уровень сигнала с выхода триггера 55 поступает, кэк и двоичный код с выхода счетчика 56,на адресный вход ПЗУ 57 и переьодится этоПЗУ от программы вычисления спектра кпрограмме, по которой арифметическое устройство пропускает без изменений на выпоочередная выгрузка отсчетов комплекс1,уного спектра У ( - ).Т1Действительные ВеУ ( - ) и мнимые ЬУхТ1 15 х( - ) части спектра У ( - ) последовательноТ . . Тдля всех частот ИТ с выхода устройства 13 ДПФ поступают на вход квадратора 14.Квадратор 14 может быть реализован на постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), на одну половину адресных входов которого1 дподается действительная ЙеУ ( - ), а на друТ1 4 гую половину - мнимая ЬУ ( - ) части У ( - ) . 25Т . Т На выходе квадратора образуется последовательность чисел2 ( - ) = РеУ ( - )1 + Дп У ( -1 д 1 д г 1 д гТ Т Тпоступающая на первый информацион ный вход решающего блока 15.. Одновременно с выгрузкой чисел Ух 1х( - ) иэ устройства 13 для ДПФ на его выхо.Тде синхронизации выдачи формируется высокий уровень сигнала, поступающего на установочный вход решающего блока 15. Перед выгрузкой на выходе синхронизации выдачи устройства 13 ДПФ устанавливается низкий уровень сигнала, которым производится обнуление двоичного счетчика 36, регистра 30 и триггера 35 решающего блока (фиг.7). Этим же уровнем коммутатор 31 устанавливается на пропускание кода порога Упор с входа задания порога решающе 45 го блока 15 на информационный вход регистра 32, а коммутатор 39 устанавливается на пропускание синхроимпульсов с тактового входа решающего блока на синхронизирующий вход регистра 32, Перед вы груэкой отсчетов У ( - ) иэ устройства 13 для1ТДПФ произоодится запись кода порога Ъер в регистр 32 выходными импульсами коммутатора 39, Высоким уровнем сигнала с выхода синхронизации выдачи устройства ДПФ, коммутатор 31 устанавливается на пропускание выходных данных регистра 30 на информационный вход регистра 32. а ходе сигналы с 1-тых (к = 2,30), входов и их подачу вновь на входы линий задержки, т.е, сумматор 58 (фиг.14) переводится в режим поочередного пропускания на выход отсчетов спектра со всех входов, Таким образом, через 0 1 периодов тактового сигнала, управляющего продвижением отсчетов через цифровые линии задержки и арифметическое устройство, произойдет коммутатор 39 устанавливается на пропускание сигнала с выхода схемы сравнения 34 на синхронизирующий вход регистра 32,д5Входные данные Е ( - ) решающего блоТка 15 фиксируются в регистре 30 фронтами синхроимпульсов (фиг.12 д) с первого тактового выхода блока управления 12, поступающих на тактовый вход решающего блока 15. С выхода регистра 30 данные Е ( - ) по 1 д Тступают на первый вход схемы сравнения 34, где сравниваются с кодом порога Упор, постуйающим с выхода регистра 32 на второй вход схемы сравнения. Если число Е х( - ) в регистре 30 превышает код порога, тоТвыходной сигнал схемы сравнения 34 устанавливается в состояние высокого уровня.Переходом от низкого уровня к высоком; выходного сигнала схемы сравнения 34, прошедшего через коммутатор 39 на синхрониэирующий вход регистра 32, производится запись содержик ого регистра 30 в регистр 32, после чего устанавливается низкий уровень выходного сигнала схемы сравнения. Этим же импульсом с выхода схемы сравнения 34 производится запись вь:ходного кода счетчика 36 в регистр 37. Все1последующие значения 2 ( - ) сравнивэютсяТуже с превысившим порог значением Е1 д( - ) эаместившим код порога в регистре 32.ТВыходной код счетчика 36 изменяется под воздействием синхроимпульсов, по;тупающих с первого тактового выхода блока управления 12 на тактовый вход решаю цегоблока 15, и на каждом шаге сравнения соответствует номеоурабочей частоты ИТ,1 дт,е, номеру отсчета Е ( - ) поступающего наТсхему сравнения 34.По окончании выгрузки всех 0 1 отсчетов У ( - ) в регистре 32 оказывается эапиТсанным наибольшее значение, а в регистре 37 - соответствующий ему номер 1 д, Коды Е(б/Т) иТ 1 переписываются в регистры 33 и 38 соответственно срезом сигнала, прошедшего через инвертор 40 с выхода синхронизации выдачи устройства 13 ДПФ, т.е. по окончании выгрузки.Триггер 35 переводится в состояние логической единицы первым иэ выходных импульсов схемы сравнения 34, полученных во время выгрузки отсчетов из устройства 13 для ДПФ. Высокий уровень выходного сигнала триггера 35 свидетельствует о наличии10 15 20 25 30 35 ао 55 отсчетов, превышающих пороговое значение Ъор, т,е. об обнаружении сигнала,Блок управления работает следующим образом.Синхроимпульсы на первом и втором тактовых выходах блока управления 12 (фиг,9) формируются в делителе частоты, состоящем из О-триггеров 43, 44 (фиг.12 д,г) на счетные входы которых поданы импульсы тактовой частоты с тактового входа блока управления (фиг,12 в). В начале интервала наблюдения импульсом ИНУ (фиг.12 б), поступающим на входы установки триггеров 43, 44 со входа начальной установки блока управления 12, производится начальная установка этих триггеров, По окончании импульса ИНУ на выходах триггеров 43, 44, являющихся первым и вторым тактовыми выходами блока управления соответственно, формируются периодические импульсные последовательности с периодом Тгг = . -ест. В начале интервала наблюдения импульсом ИНУ производится также начальная установка двоичного счетчика 45, после чего происходит периодическое изменение выходного кода (-1) счетчика 45 1-1 = О, 1,1:-1 (фиг.12 е) под воздейстзием выходных импульсов триггера 44, Периодически изменяющийся код(1-1) с выхода счетчика 45 поступает на адресный выход синхронизатора 12, а также на вход дешифратора 4 б, который формирует на выходе, являющемся третьим тактовым выходом блока управления 12, импульсный сигнал (фиг,12 ж), низкий уровень которого образуется при кодеИ = О на выходе счетчика 45 и по времени совпадает с началом сигнала "окно 1".В начале интервала наблюдения импульсом И НУ (фиг.12 б), поступающим с входа начальной установки блока управления 12 на входы установки триггеров 48, 49, производится установка высокого уровня выходных сигналов этих триггеров. Вторым и третьим от начала интервала наблюдения выходными импульсами дешифратора 4 б, поступающими на синхронизирующие входы триггеров 48, 49, через инвертор 47, производится поочередный перевод выходных сигналов этих тоиггеров к низкому уровню, обусловленному заданием низкого уровня на входе триггера 48. Выходные сигналы триггеров 48 и 49 поступают на входы сумматора 50 по модулю 2, на выходе которого, являющемся четвертым тактовым выходом блока управления 12, формируется сигнал (фиг,12 з), высокий уровень которого сохраняется только в течение второго периода сигнала "окно 1", отсчитываемого от начала интервала измерения. Формула изобретенияЦифровой обнаружитель-измеритель частоты. содержащий компаратор, генератор тригонометрических функций, накопитель, квадратор, решающий блок, блок управления, первый и второй счетчики, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика и тактовому входу блока управления, первый тактовый выход которого подключен к тактовому входу решающего блока и входу разрешения выдачи накопителя, второй тактовый вьгход блока управления подключен к входу разрешения приема накопителя и входу разрешения выдачи генератора тригонометрических функций, выход которого подключен к информационному входу накопителя, адресный вход которого подключен к адресному выходу блока управления, третий и четвертый тактовые выходы которого подключены к установочным входам соответственно генератора тригонометрических функций и накопителя, выход квадратора подключен к информационному входу решающего блока, первый и второй информационные выходы которого являются выходами устройства для значений соответственно максимального отсчета спектра и кода его частоты, информационным входом и входом задания значения порога обнаружителя-измерителя являются соответственно вход компаратора и вход задания значения порога решающего блока, выход признака обнаружения которого является выходом признака обнаружения устройства, информационный выход первого счетчика подключен к входу кода времени генератора тригонометрических функций, а один разряд информационного выхода первого счетчика подключен к счетному входу второго счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения диапазона рабочих частот, в него введены 0 блоков выборки, 0-1 генераторов тригонометрических функций, 0-1 накопителей, дешифратор, элемент НЕ, одновибратор, накапливающий сумматор и блок дискретного преобразования Фурье, информационный выход которого подключен к входу квадратора, информационный выход второго счетчика подключен к входу дешифратора, -й (г = 1,0) выход которого подключен к входу разрешения приема 1-го блока выборки, информационный вход которого подключен к выходу компаратора, выход 1-го блока выборки подключен к входу разрешения приема-го генератора тригонометрических функций, вход задания начально.г частоты которого подключен к выходу накапливающего сумматора, инфорлгационный вход которого яа18 1797127 1 1111 8 ру, Ер фр.с 1с Х с 8 ляется входом задания начальной частоты устройства, выход К-го К = 2,0) генератора тригонометрических функций подключен к информационному входу К-го накопителя, . адресный вход которого подключен к адрес ному выходу блока управления, первый тактовый выход которого подключен к тактовому входу блока дискретного преобразования Фурье и входу разрешения выдачи К-го накопителя, вход разрешения 10 приема которого соединен с входом разрешения выдачи К-го генератора тригонометрических фуйкций и подключен к второму тактовому выходу блока управления, третий и четвертый тактовые выходы которого под . ключены к установочным входам соответственно К-го генератора тригонометрических функций и К-го накопителя, информационР тО) Рл нь 1 й выход первого счетчика подклочей к вхсду кОда врЕмЕни К-гО гЕнЕра 1 Ора тригО- нометрических функций, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу накапливающего сумматора и входу элемента НЕ, выход которого годключен к входу разрешения выдачи -того блока выборки, выход старшего разряда первого счетчика подключен к входу одновибратора, выход которого подключен к установочному входу накапливающего сумматора и входам начальной установки блока управления и блока дискретного преобразования Фурье, 1-й информационный вход которого подключен к выходу 1-го накопителя, а выход синхронизации выдачи блока дискретного преобразования Фурье подключен к входу разрешения приема решающего блока.А. 9 р с у . й-/), - 7т т т