Осциллографический фазометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 К 25 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еродин 3, промежуточю 7 задерж, генерая, фазоврали 12 и 14 ь 15. Введеосового ляет не виг межд алами и осудиапазонеых сигнал новнь в заданои ампли коммодуляцией виз ле ро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССУ 1247778, кл. С 01 К 25/00,29. 10.84.(57) Изобретение может быть исполь зовано в радиолокации и связи, где широко применяются сигналы с комби нированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией. Цель изоб тения - расширение функциональных возможностей устройства. Фазометр содержит генератор 1 развертки, эл ЯО 1337808 А 2 тронный коммутатор 2, гет смеситель 4, усилитель 5 ной частоты, ключ 6, лини ки, накопитель 8, ЭЛТ 9 и тор 10 опорного напряжени щатель 11 на 90, усилите и амплитудный ограничител ние перемножителя 16, пол фильтра 17 и ЭЛТ 18 позво только оценить фазовый сд двумя гармоническими сиги ществить поиск в заданном частот фазоманипулированн и визуальную оценку их ос метров, но и обеспечить п ном диапазоне частот сигн тудной модуляцией и сигнал бинированной амплитудной и фазовой манипуляцией и оценку их основных параме15 25 35 с его выходом, а выход соединен с вторым входом электронного коммутатора2 и вертикальным электродом ЭЛТ 9,горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1развертки. К выходу амплитудногоограничителя 15 последовательно подключены к:нвч б, второй вход которогосоединен с выходом накопителя 8,перемножитель 16, второй вход которого соединен с входом фаэометра,полосовой фильтр 17 и вертикальныйэлектрод ЭЛТ 18, горизонтальный 55 Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может бытьиспользовано в радиолокации и связи,где применяются сигналы с комбинирован в ,ной амплитудной модуляцией и фаэовойманипуляцией (АИ-ФМн).Целью изобретения является расщирение функциональных возможностейфазометра путем поиска по частоте 10сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фаэовой манипуляцией.На фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого фаэометра; нафиг,2 - осциллограммы для сигналовс различной кратностью фазовой манипуляции; на фиг.З - с груктурная схема накопителя.Фаэометр содержит последовательновключенные генератор 1 развертки, 20электронный коммутатор 2, гетеродин3, смеситель 4, усилитель 5 промежу- аточной частоты, ключ 6, линию 7 задержки, накопитель 8, первую ЭЛТ 9,генератор 10 опорного напряжения,фээовращатель 11 на 90 , усилитель12, вторую Э 11 Т 13, усилитель 14,амплитудный ограничитель 15, перемножитель 16, полосовой фильтр 17 итретью Э:П 18, 30Накопитель 8 (фиг.З) содержитумножителп 19 19 и 19 э частотысоответственно на два, четыре и восемь, анализаторы 20, 20 20 20спектра, блоки 21,21 и 21 сравнения, пороговые элементы 22 22и 22, и элемент ЮП 1 23,В осциллографическом фазометрепоследовательно соединены генераторразвертки, электронный коммутатор дО2, гетеродин 3, смеситель 4, второйвход которого соединен с входомфазометра, усилитель 5 промежуточнойчастоты, амплитудный ограничитель15 и накопитель 8, второй вход которого через линию 7 задержки соединенэлектрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки, К выходу генератора 1 О опорного напряжения последовательно подключены фазовращатель 11 на 90 , усилитель 12 и горизонтальный электрод ЭЛТ 13, вертикальный электрод которой через усилитель 14 соединен с выходом генератора 10 опорного напряжения, а управляющий электрод соединен с выходом ключа 6.Принцип работы предлагаемого фаэометра основан на поиске в заданном диапазоне частот РГ сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фаэовой манипуляцией и визуальной оценке основных его параметров: несущей частоты И, , величины скачков фазы ьр, кратности фазовой манипуляции гп и закона амплитудноймодуляции М (с) на экране трех ЭЛТ.Фазометр работает следующим образом,Просмотр заданного диапазона частот И осуществляется с помощью генератора 1, который периодически спериодом Т по пилообразному законуперестраивает частоту гетеродина 3.Одновременно генератор 1 формируетгоризонтальную развертку ЭЛТ 9 и 18,которая используется как ось частот,причем ее длина соответствует полосеобзора частотного диапазона. где 11 сс 1 амплитуда, несущая частота и начальная фаза сигнала;модулирующая функция амплитудной модуляции; манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции, причем с,(г) = сопзГ при 1:Г, с с с+1)и может изменяться скачком на Ьпри С=1 с, , т,е. на границах между элементарными посылками (к=1,2 И); длительность и колим (г) чество элементарных посылок, иэ которых Принимаемый сигнал с комбинированной модулированной амплитудной модуляцией и фаэовой манипуляцией (АМ-ФМн) 13 (Г) =11, 1+М(г) соз 1 и,+ р,(С )+РлГХв жение 50 55 состоит сигнал длительностью Т,(Т=Р 1,) поступает на первый вход смесителяна второй вход которого подается напряжение гетеродина 3 линейноизменяющейся частоты 3 (г) =(3 сон ( ),+-р+р ) где 11 я р, - амплитуда, частотаи начальная фаза напряжения гетеродина;- скорость измененияТичастоты гетеродина.На выходе смесителя 4 образуетсянапряжение комбинационных частот.усилителем 5 выделяется напряжениетолько промежуточной частоты)пав=И-И - промежуточная частота;1 пр =-Ч,которое после накоплнния и превышения порогового уровйя 13, в накопителе 8 воздействует на управляющий вход электронного коммутатора 2, от,ключая гетеродин 3 от генератора 1, на управляющий вход ключа 6, открывая его, а на вертикальный электрод.ЭЛТ 9, горизонтальньп электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1С этого момента процесс поиска АМ-ФМн сигналов прекращается,Напряжение Бп (О с выхода усилителя 5 промежуточной части поступает на вход амплитудного ограничителя 15, на выходе которого образуется напряБ, (О =.13 осозис+р(с)- пуС + ( н котором амплитудная модуляция устранена и присутствует только фазовая манипуляция (ФМн).Если на вход накопителя 8 поступает ОФ 11 н-сигнал ср(Т) =0,1, то на выходе умножителей 19 19 и 19 частоты образуются колебания соответственно: 13, (г)=13, сов(22 рц +2 Цпр)1г13(С) =13 сов (4 ыр гг. +41 пр)Б (т ) =Б, сов (8 сар сп с +8 рпр ) в,20 25 30 35 40 45 Так как 2 ц(с)=0,2 7 ; 4 р =0,4;8 с(С )=0,8 п, то н указанных колебаниях манипуляция фазы уже отсутствует. Ширина спектра второй йГ, четвертой Ь 14 и восьмой Ъ Г гармоник определяется длительностью сигнала Т, йГ =1 Г=вГ = 1/Т, тогда как ширина спектра ЬГ ОФМн-сигнала определяется длительностью его элементарных посылок (ЬГ, =1/), т,е, ширина спектра указанных гармоник н И раз меньше ширины спектра входного сигнала Следовательно, при умножении частоты ОФМн-сигнала на дна, четыре и восемь его спектр сворачивается в И раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ОФМн-сигнал даже тогда, когда его мощность на входе накопителя меньше мощности шумов. Ширина спектра 11 входного сигнала измеряется с помощью анализатора 20 спектра, ширина спектра второй Ь Г , четвертой Ь Г и восьмой ЬГ гармоник сигнала измеряется с помощью анализаторон 20 20 и 20 спектра. Напряжения 13, 13 и 13 пропорциональныеАГ 4 и Ь Г соответственно, с выходов анализаторов 20, 20 и 20 в спектра поступают на первые входы блоков 21 21 и 21 з сравнения, на вторые входы которых подается напряжение 13 с выхода анализатора 20 спектра, пропорциональное ь 5,. Так как 1313 13.ъ 13 1313 то на выходе блоков 21 21 и 21 З образуются положительные импульсы, которые превышают пороговый уровень 0, в пороговых элементах 22, 22 и 22и через элемент ИЛИ 23 поступают на вы- ходе Е сли на вход накопителя 8 поступает сигнал с двукратной ФМн=0, , и,ц, то на выходе умножителя 19 на два образуется фазоманипулированный сигнал, а на выходе умножителей 19 и 19 частоты на четыре и восемь образуются кслебания 13(С) и 0 п (О соответственно, т.е. в указанных каналах осуществляется свертка входного сиг - нала.Если на вход накопителя 8 поступает сигнал с трехкрлтнои фдзоной маципуляцией0то свертка его спектра осуществляется только на выходе умцожителя 19 частоты на восемь. При этом положительное напряжение формируется только на выходе блока 21 сравнения.Время накопления и пороговый уровень 11 в накопителе 8 в,бирао тлким, чтосл этот ровс ц 1, цс с 1 эс с- щал случайные помехи. При этом цд экране ЭЛТ 9 образуется импульс (частотная метка), по;ожецие которого ца гориэоцтальцсй развертке оцозначцо опредляет несуцую частоту 0)с принимаемого сигнала с комбициронанной амплитудной модуляцией и флзовой млципуляцией (фиг.2 а),Для визуа 1 цой оценки неличицы скачков фазы ьс 1 и кратности фдзоной манипуляции т прицимдемого сигнала использую г Э:1 Т 13 с круговой разверткой, причем круговая рлзвертка формируется с помощью генератора 10 опорного напряжения, частота сэ, которого раВНа ПрОМЕжутОКНой ЧаСтлтЕ кО ПрИ- нимаемого сигначл:СЭ, = Сдп , Напряжение генератора 10 поступает через усилитель 14 на нертика 7 ьцьй электрод а через фазонрацатель 11 и усилитель 12 - нд горизонтл:ьный электрод ЭЛТ 13 на упрдвлцоси электрод которой через открытый ключ б поступает ФМц-сигцдл 1)о Ы пРомежУточной частоты с выхола амплитудного ограничителя 15, Следовательно, напряжение генератора 10 используется для образования круговой развертки луча ЭЛТ 13, д принимаемый ФМц-сигнал промежутсчцой чдс - тоты осуществляет модуляцию его яркости. На экране ЭЛТ 13 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг.2 в, г, д), Количество точек определяет кратность фазовой манипуляции и, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемого сигнала. При цс равенстве частот сд и со, яркостные метки будут сдвигаться ;1 о окружностирдзцостной частотой,,1 ля визуальной оцсцки мсу:ирующей функции М (с амп.игу;им ду:я ции п ргншмаемо го ЛМ - Иц - с и гндлд используется ХТ 18 с .и.йцой рдзнерткой, При этом Ф.1 ц - сгцд; 0 с выхода ампнтудцого Огрлцичтеля 15 через Открытый кпочпостуцдс т ца второй вход перемножите:я 1 э, ца 1 с первый вход которого подается принимдемьй ЛМ-ФМц-сигцд) (1, (.) с входа фаЗОМЕтРа. Б РЕЗУЛЬтлтс ПСРЕМЦОжЕЦД ЫХОЛЕ ПЕция указанных сигцл:Ов ремцожителя 16 Обрдзуе 15 рующее колебание тс я рсзультиЕ (с)=И,. 1+М(г) с о1+о 1(с.)соь 2 сд,-с..К - сээ 4 фициен т пеножитсля,ИЗ КОТОРОГ П:ССОВМ25выделяется напряжение редлчи переми ц 1 трэм 1 7рдзцостцой чдстоты Эо э которой флзовля мацццу:яцгя ужеОтсутствуетд присутствуст тсэпсоамплитудная модуляция гл ч;1 стоте гетеродина 3. Это напряжение с выходаполосоного с 1 илтра 17 поступает ца 35нертикдл 1,цыц .электрод Э;1 Т 18 цд гоУ1 пзоцтдльцй электрод которои подаетГя цдпряжецие с торсго выхода генератора 1 развертки. Б рс.зутате наэ;ране хГГ 18 появля тся Осциллограмл М 1-сигцдсд э 1 идс П =1 (,с) (оиг.2 б),Бремязддсржки лгции 7 зддержки ныбираот таким, чтобы можно быловизуально оценить основные параметрыпринимаемого И 1-И 1-Гл 7 д, цдблю ддя осциллогрдммь Нд .1;рдцлх ЭЛТ 9,13и 18. По истечении этого рсмси напряжение с выхода:ни 7 эддерккцпоступает цд ход сбросл накопителя8 и сбрас:ывдет его элементы , 22,) 5 О и 22 в цдчл:це ссГ тояис . Приэтом электронный кммутдтр 2 перснодится н ис.ходс состояц, црикотором гетс.ро;иц 3 Окд оквдотс ц цодклочеццым к выхдуцсрлторд 1 рд:э верэки д кчэдкр;цдстсят.переводится в исходе сстояи, Сэтого момецтд про.мотр ,1;)1 О чдс -отого идпд зон 1 и п.Г к Ю. 1.1 с. ццапов продолждютгя. Б Г.учло бцдру -1337808 ЩаЯСоставитель Л.Воронина ехред И.Попович Корректор Е.Рошк едактор А.Лежнина 26/43 Тираж 730 ВНИИПИ Государственного комите по делам изобретений и отк 113035, Москва Ж, РаушскаяПодла СССРытий ое Зака.4 5 а Проиэволотвенно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 жения следующего ЛМ - ФМн-сигнала фазометр работает аналогично,Если на вход фазометра поступаетФМн-сигнал то его параметры визуальуС5но оцениваются на экранах ЭЛТ 9 и 13,Если на вход фазометра поступаетЛМ-сигнал, то его параметры визуально оцениваются на экранах ЭЛТ 9 и 18. 10Таким образом, предлагаемый осциллографический фазометр по сравнению с прототипом позволяет не только оценить фазовый сдвиг между двумя гармоническими сигналами и осуществить 15 поиск в заданном диапазоне частот фазоманипулированных сигналов и визуальную оценку их основных параметров, но и обеспечить поиск в заданном диа-. пазоне частот сигналов с амплитудной 20 модуляцией и сигналов с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией и визуальную оценку их основных параметров (несущую частоту, величину скачков фазы, кратность фазо.25 вой манипуляции и закон ампчитудноймодуляции), что расширяет функциональные возможности осциллографического фазометра. Формула изобретения Осциллографический фазометр по авт.св. В 1247778, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей фазометра путем поиска по частоте сигнала с комбинированной амплитудной модуляцией и фазовой манипуляцией, в него введены последовательно соединенные перемножитель, полосовой фильтр и вертикальный электрод введенной третьей ЭЛТ, горизонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора развертки, а также амплитудный ограничитель, включенный между выходом усилителя промежуточной частоты, первым входом ключа и вторым входом накопителя.