Способ формирования частотной метки и устройство для его осуществления

,ЯО 1275 51) 4 С О ЕНИЯ й и ионов змерител теристик ь, 1968,РМИРОВСТВО ДЛЯ лигонал ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) СПОСОБ ФО АНИЯМЕТКИ И УСТРОЙВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к радиоизмерениям. Может быть использованов панорамных измерителях частотныххарактеристик. Цель изобретения - повышение точности Формирования частотной метки. Осуществляют преобразование входного частотно-модулированного сигнала в сигнал промежуточной частоты с частот,рои модуляциеи по му закону. Измеряют длительность двух последовательных отрезков времени, в которых содержится заданное число периодов напряжения промежуточной частоты. Затем путем деления квадрата значения первого отрезка времени на разность результатов обоих измерений и вычитания из полученного частного половины этой разности получают длительность остаточного временного интервала между концом последнего измерения и временным положением метки, Частотную метку формируют в момент равенства результата вычислений фактически из" меренному текущему значению данного временного интервала. Для реализации способа в устройство, содержащее блок 1 преобразования частоты, генератор 2 гармоник, введены формирователь 3, элементы И 4 и 7, счетчики 5 и 8, генератор 6 квантующих импульсов и вычислительный блок 9. Данный способ позволяет Формировать короткую метку, длительность которой не зависит от избирательной системы. Кроме того, положение метки вычисляется независимо от скорости свипирования частоты. 2 с.п. Ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано в панорамных измерителях частотных ха- . 20 рактеристик,Цель изобретения - повышение точности формирования частотной метки.Поставленная цель достигается тем. что согласно способу, основанном на преобразовании входного сигнала с10 частотной модуляцией по линейному закону в сигнал промежуточной частоты. с частотной модуляцией по полиго 1 нальному (треугольному) законупроиз-водят измерение длительностей двух15 отрезков времени, в которых соцержится заданное число периодов напряжения промежуточной частоты, причем результат измерения длительности первого отрезка времени возводят н квадрат, вычисляют длительность остаточного временного интервала между концом последнего измеренного отрезка времени и временным положением метки путем деления квадрата результата первого измерения на разность результатов обоих измерений и вычитания из полученного частного половины этой разницы, измеряют текущее значение временного интервала от кон 30 ца последнего измеренного отрезка времени, в момент равенства этоо интервала результату вычиспений Формируют импульс-частотную метку.На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на Фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства.Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из блока 1 40 преобразования частоты, один вход которого является нходом устройства. а другой соединен с выходом генератора 2 гармоник, ц которое введены последовательно соединенные формирователь 3, первый элемент И 4, первый счетчик 5 и последовательно соединенные второй элемент И 7, второй счетчик 8, а также вычислительный блок 9, причем первый вход вычис лительного блока 9 соединен с выходом второго счетчика 8,второй вход - с выходом переноса первого счетчика 5, первый выход - с первым входом первого элемента И 4 нторой 55 выход - с входами сброса счетчиков 5 и 8, второй вход второго элемента И 7 соединен с выходом генератора б квантующих импульсов, второйвход первого элемента И 4 соединенс выходом формирователя 3, вход которого подключен к выходу блока 1преобразования частоть 1, а третийвыход вычислительного блока является выходом устройства,На фиг, 2 о - временная зависимость частоты сигнала, поступающегона вход блока 1 преобразования часФтоты 3 - временная зависимость частоты выходного сигнала блока 1преобразова,ния частоты, Ь - выходное напряжение фильтра нижнихчастот в устройстве, работающемпо известному способу На фиг. 3- выходное напряжение 1) вычислительного . блока 9., о - выходной сигнал Формирователя 3, 6 - импульсына выходе старшего разряда первогосчетчика 5, 1 - импульсы Пр переноса первого счетчика 5,- пачкиимпульсов 1)на выходе второго элемента И 7, В - импульсы сброса Ппервого 5 и второго 8 счетчиков,мс -импульс метки П, на выходе вычислительного блока 9.Блок 1 преобразования частоты содержит последовательно соединенныесмеситель и фильтр нижних частот сполосой пропускания равной половиневеличины частоты первой гармоникигенератора 2 гармоник.Способ заключается в следующем,Сначала осуществляют преобразование входного частотно-модулированного сигнала в сигнал промежуточнойчастоты с частотной модуляцией пополигональному закону. Эта операцияреализуется с помощью блока 1 преобразования частоты, для чего на еговход подается сигнал 1) = соз(ТГа ++Ч,) с фазой Ч(1:) =Пай + Р,. ис Цс частотой оз (С) =-- = 2 Паесэизменяющейся линейно во времени, амскорость изменения частоты а=мгде я - частотный интервал междумметками,- временной интервалмежду метками (Фиг. 2 а ) . На другойвход блока 1 преобразования частотыпоступает сигнал от генератора 2гармоник П = сони (5 с +9 ), гдеМп = 1, 2, 3, ,- начальная фазапервой гармоники. В результате этогона выходе блока 1 преобразования частаты после фильтрации с помощьюежду точками огласно (3) и И фильтра нижних частот, полоса пропускания которого м), и а /2 вьщеляется сигнал П(й)=СозфаС - пЯ ) С + Р - п(1)Промежуточная частота 2 (Фиг.2 о) модулируется по полигональному зако- ну После первой операции производится измерение двух отрезков времени, в которых содержится одинаковое число периодов промежуточной частоты,15 например число А переходов через нуль напряжения промежуточной частоты. Для этого с помощью формирователя 3 сигнал промежуточной частоты (1) преобразуют в прямоугольные импульсы 0,(й) (на фиг. 38 показан фрагмент колебания в окрестности метки 1=п0 =8 дп соз Ра 1 - пЯ,) е +.+ у - пУ 325 Для отсчитывания времени относительно момента появления метки принимаем й = и с - А Т,(3), где Т= 2 П /5 - период колебаний с частоЭО той первой гармоники генератора 2 гармоник, 3 - число периодов Тмежду текущим моментом времени и меткой.Подстановка (3) в (2) дает и (Ц=з 1.-зГ(й- )П СЛ-Л ")- З 5 1 м с м 1 и после преобразований получаем хт а ч0 (е) = Яхрп СозЩЛ =,+ 1(4) где й 9=Ч,М . . Приравнивая к нулю (4), находим положение моментов, переходов колебания П (С) через нуль где А - число переходов через нуль сигнала между точками У, 1 и К, д.Решая (6) и (7) и переходя к счету импульсов квантующей частоты И = Т , И = Г . находим число ИЮКф 2 к оф пропорциональное остаточному интервалу Т, = , Т между концом последнего измеренного отрезка времени и временным положением метки в момент ь 2М(8)где дИ = И- Н,Устройство работает следующим образом.Для определения чисел М и Игпропорциональных временным интервалам Т и Т., из вычислительногок к ф1блока 9 единичным потенциалом ц, = Ч(фиг. Зо ) открывается первый элемент И 4, на другой вход которого поступают импульсы с формирователя 3,а коротким импульсом 0 (фиг. 3 е )первый 5 и второй 8 счетчики сбрасываются, Единичным потенциалом с инверсного выхода старшего разряда первого счетчика 5 П = Ч открываетсявторой элемент И 7, поэтому во второй счетчик 8 начинают проходитьимпульсы от генератора 6 квантующихимпульсов. Когда первый счетчик 5досчитывает до А, на инверсном выходе старшего разряда появляется нулевой потенциал П =Ч(фиг.ЗБ), который закрывает второй элемент И 7. Врезультате в счетчике 8 оказываетсязаписанным код И пропорциональныйотрезку времени Т . Одновременно в1 квычислительный блок 9 поступает импульс переноса Пя (фиг. 3) . По егоприходу вычислительный блок 9 формирует сигнал записи из второго счетчика 8 кода Ю,и затем сигнал сбросаУ первого 5 и второго 8 счетчиковв нуль (фиг. 3 е ). Второй элемент И 7открывается и процесс повторяется, ввычислительный блок 9 записываетсяиз второго счетчика 8 код И, пропорциональный отрезку времени Т . После этого сигналом П, = Ч нулевогопотенциала (фиг. 3 а ) первый элементИ 4 закрывается, подсчет импульсов1275 5первым счетчиком 5 прекращается и,следовательно,второй элемент И 7 остаетсяоткрытым. Таким образом, оказывается измеренной длительностьдвух отрезков времени Те и Т, с заданным числом периодов напряжения промежуточной частоты.После того вычисляют длительностьостаточного временного интервала Т,.между концом последнего измеренногоотрезка времени Т . и временным по- Ок 1ложением метки ю . Ы устройстве этаоперация выполняется в вычислительном блоке 9: по заданной программеи введенным в блок кодам Ыи И согласно (8) осуществляют деление квад" 15рата результата первого измеренияРМ на разность результатов обоих.измерений ЬМ = И - И и вычитают изполученного частного И / 6 И полови 1ну,этой разности 4 Я/2, В результате 20в ОЗУ вычислительного блока 9 сказы"вается записанным код И я Т 1,Далее осуществляют измерение текущего значения временного интервала Т;от конца последнего измеренного отрезка времени и в момент равенстваэтого интервала результату вычислений формируют импульс-частотнуюметку.,Поскольку в устройстве после измерения отрезка времени второй элемент И 7 остается открытым, в сетчике 8 формируется код, пропорциональный текущему значению Т;. Этоткод поступает в вычислительный блок9 и непрерывно сравнивается в нем скодом И записанным в ОЗУ блока. Вмомент равенства кодов по программев вычислительном блоке 9 вырабатывается импульс П. (фиг. Змс), представляющий собой частотную метку. 40Введение операций измерения длительностей двух отрезков времени,в которых содержится заданное числопериодов напряжения промежуточнойчастоты, и вычисление остаточного 45временного интервала между концомпоследнего измеренного отрезка времени и временным положением меткиуменьшает (на порядок и более) из-заотсутствия узкополосных частотноизбирательных узлов динамическуюпогрешность. Становится возможнымформирование короткой метки, длительность которой не зависит от избирательной системы, уменьшения частотного интервала между метками. Кроме того,положение меткивычисляется независимо от скорости свипирования частоты. 317 ь Формула изобретения1. Способ формирования частотной метки, основанный на преобразовании входного сигнала с частотной модуляцией по линейному закону в сигнал промежуточной частоты с частотной модуляцией по полигональному закону, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют длительность двух последовательных отрезков времени, в которых содержится заданное число периодов напряжения промежуточной частоты,причем результат измерения длительности первого отрезка времени возводят в квадрат, вычисляют длительность остаточного временного интервала между концом последнегг , меренного отрезка времени,и времс:нным положением метки путем деления квадрата результата первого измерения наразность результатов обоих измерений и вычитания из полученного частного половины этой разности, измеряют текущее значение в" менного интервала от конца после,его измеренного отрезка времени, в момент равенства этого интервала результату вычислений формируют частотную метку.2. Устройство формирования частот" ной метки, содержащее блок преобразования частоты, один вход которого является входом устройства, а другой соединен с выходом генератора гармоник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные формирователь, первый элемент И, первый счетчик, второй элемент И, второй счетчик, а также генератор квантующих импульсов и вычислительный блок, причем первый вход вычислительного блока соединен с выходом второго счетчика, второй вход - с выходом переноса первого счетчика, первый выход - с первым входом первого элемента И, второй выход - с входами сброса счетчиков, второй вход второго элемента И соединен с выходом генератора квантую, щих импульсов, вход формирователя подключен к выходу блока преобразования частоты, а третий выход вычислительного блока является выходом устройства.Составитель Н, федоровТехред Л.Кравчук Корре Е, Сирохман актор И. Ш аказ 6555/3 5 Тираж 728 ПВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб.,д пис 4 изводственно-полигра ическое пред Рр г тие, г. Ужгород,ул, Проектная, 4