Осциллографический фазометр

(19 О 1 1)5 О 01 Б 25/00 ЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОР(56) Авторское свидетельство СССРВ 1370594, кл. С 01 В 25/00, 1980,(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может бытьиспользовано в радиолокации и связи,где широко используются сигналы сфазовой манипуляцией, Цель изобретения - расширение диапазона поискаФИ-сигналов без расширения диапазоначастотной перестройки гетеродина -достигается за счет использованиядля преобразования принимаемого сигнала по частоте одновременно нескольких гармоник частоты гетеродина,введением блоков для автокорреляционной обработки преобразованного по частоте сигнала и блоков опознавания номера гармоники частоты гетеродина. В осциллографический фазометр введены линия 2 задержки, перемножитель 6, узкополосные фильтры 25, амплитудные детекторы 26, ключи 27,28,частотные детекторы 29, Осциллографический фазометр содержит также генератор. развертки, линию 7 задержки, гетеродин 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, накопитель 8, индукторы 9,13, генератор 1 О опорного напряжения, фазовращатель 11,усилители 12 и 14, умножители 15 частоты, анализаторы 16 спектра, блоки 17 сФ сравнения, пороговые блоки 18,элементы ИЛИ 19, ключ 20, делитель 21 частоты на восемь, узкополосный фильтр 22, фазовый детектор 23, управляющий блок 24,ил. 1где с, ю, т, Мс - амплитуда, несуЩая частота,длительность и д начальная фаза1 сигнала; Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и связи,где широко применяются сигналы с фазовой манипуляцией (ФМн),Целью изобретения является расширение диапазона частотного поискафазоманипулированных сигналов безрасширения диапазона частотной перестройки гетеродина.На чертеже приведена функциональная схема осциллографического фазометра.Осциллографический фазометр содержит генератор 1 развертки, линию2 задержки, тетеродин 3, смеситель4, усилитель 5 промежуточной частоты, перемножитель 6, линию 7 задержки, накопитель 8, индикаторы 9,19.п, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11, усилитель 12,индикаторы 13.1-13.п, усилитель 14,умножители частоты 15.1-15.3 на восемь, анализаторы 16.1-16,3, блокисравнения 17.1-17.3, пороговые блоки18.1-18.3, элемент ИЛИ 19, ключ 20,делитель 21 на восемь, узкополосныйфильтр 22, фазовый детектор 23,управляющий блок 24, узкополосные фильтры25.1-25.п, амплитудные детекторы26,1-26.п, ключи 27.1-27.п, 28;128.п, частотные детекторы 29,1-29.п.В осциллографическом фазометрепоследовательно включены генератор1 развертки, гетеродин 3, смеситель4, второй, вход которого являетсявходом фазометра, усилитель 5 промежуточной частоты, накопитель 8, второй вход, которого соединен с выходомлинии 7 задержки, ключ 20 второйвход которого соединен с выходомумножителя 15.3 частоты на восемь,делитель 21 частоты на восемь, узкополосный фильтр 22, фазовый детектор 23, второй вход которого соединен с выходом генератора 1 О опорного напряжения, и управляющий блок24, выход которого соединен с вторымвходом гетеродина 3. К выходу усилителя 5 промежуточной частоты последовательно подключены линия 2 задержки, перемножитель 6, второй вход ко, торогосоединен с выходом усилителя5. В и каналах обработки последовательно включены узкополосные фильтры 25,1"25,п, амплитудные детекторы26. 1-26, и, ключи 27. 1-27, п, второй вхокоторых соединен с выходом накопителя 8 и вертикальный электрод индикаторов 9. 1 --9.и, горизонтальный электрод которыхсоединен с выходом генератор 1 раз 5вертки.К выходу генератора 10 опорногонапряжения последовательно подключены фазовращатель 11 на 90,усилитель 2 и горизонтальный электродиндикаторов 13.1 З.п, вертикальные электроды которых через усилитель 14 соединены с выходом генератора 10, К выходу усилителя 5 промежуточной частоты последовательноподключены ключи 28.1-28,п и частотные детекторы 29,1-29,п, выходы которых соединены с модулирующимиэлектродами индикаторов 13.1-13 .пс круговой разверткой,Накопитель 8 состоит из трех каналов обработки, каждый иэ которыхсостоит из последовательно включенных умножителя 15 частоты, анализатора 16 спектра, блока 17 сравнения,25 второй вход которого соединен с выходом анализатора 16, пороговогоблока 18, второй вход которого соединен с выходом линии 7 задержки.Выходы трех каналов обработки объединяют элементом ИЛИ 19. При этом впервом канале частота умножается надва, во втором - на четыре и втретьем - на восемь Фазометр работает следующим образом,Просмотр заданного частотногодиапазона осуществляется с помощьюгенератора 1 развертки, который периодически с периодом Т по пилообразному закону перестраивает частотугетеродина 3, Одновременно генератор 1 развертки формирует горизонтальную развертку индикаторов 9.145 9,п, которая используется как осьчастот, причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона. Ключи 20.27.1-27,п, 28,1-28.пв исходном состоянии закрыты,50 Принимаемый ФМн сигнал64564 6 мощность на входе фазометра меньше 5Юк (1) манипулируемаясоставляющаяфазы, отображающая закон фазовой манипуляции,причем М(1)= сопз 1 приКФ ( 1(К+1)ии может изменять- ся скачком на А 1лпри 1 = К н,т.е.на границах между элементарными посылками(К = 1 у 2 уЗуоаоуЭ 1/- длительность иколичество эле 1 О 5 20 25. ментарных посылок, из которых составлен сигнал 30 35 40 45 50 55 длительностьютс(с = ип)юпоступает на первый вход смесителя4, на второй вход которого подаетсянапряжение гетеродина 3 линейно изменяющейся частоты со скоростью изменения первой гармоники частоты гетеродинаНа выходе смесителя 4 образуются.напряжения комбинационных частот,усилителем 5 выделяется напряжение промежуточной (разностной) частоты, которое прецставляет собой сигнал с комбинированной линейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией(ЛЧМ-ФМн). Это напряжение посленакопления и превышения пороговогоуровня И пор в накопителе 8 воздействует на вход линии 7 задержки, науправляющий вход генератора 1 раз-.вертки, выключая его,.на управляющие входы ключей 20, 27.1-27.п,открывая их, Сэтого момента временипроцесс поиска ФМн сигналов и просмотр заданного частотного диапазонапрекращается.на время визуальногоанализа обнаруженного ФМн сигнала,которое определяется временем задержки р линии 7 задержки,На выходах умножителей 15.1-15.3при ОФМн сигнале манипуляции фазыуже отсутствуют.При умножении частоты ОФМн сигна-.ла на два, четыре и восемь его спектр"сворачивается" в И раз, Это обстоятельство и позволяет обнаружитьОФМн сигнал даже тогда, когда его мощности шумов,Ширина спектра входного сигналаизмеряется с помощью анализаторовспектра, ширина спектра второй,четвертой и восьмой гармоник измеряется с помощью анализаторов спектра6,1,16,2 и 16,3, Напряжение с выходов ацализаторов 16,1,162 и 16,3спектра поступает на первые входыблоков 17,1, 17,2, и 17.3 сравнения,на вторые входы которых подается напряжение с выходов анализаторов16,1-16.3 спектра, На выходах блоков17.1, 17,2 и 17,3 сравнения образуются положительные импульсы, которыепревышают пороговый уровень в пороговых блоках 18.1-8.3 и через элемент ИЛИ 19 поступают на вход,Напряжение с выхода усилителя 5промежуточной частоты одновременнопоступает на первый вход перемножителя 6 и на вход линии 2 задержки.После перемножения напряжений ивыделения составляющей разностнойчастоты выходной сигнал перемножителя 6 будет иметь вид 1, И) = б сов(сна, + Чб, ) где Ц - амплитуды;Я = 2 У - частота сигнала биемний; ч, =ч,( - , ) -ц.И) -- Япр у - l, - начальная фазал 2ф 1игнала биений,Несущая частота сигнала биенийЮ = 2.71,у = сопзС, Следовательно,при фиксированном времени задержкиВ, на выходе перемножителя 6 обра 4зуется моночастотный сигнал биений,несущая частота которого зависит отскорости изменения частоты ;(5.- 1,2п) гетеродина 3. Скорость,же изменения частоты преобразованного сигнала, поступающего на вход ав-,токоррелятора, зависит от номера гармоники частоты гетеродина З,взаимодействующей с несущей частотой при-,нимаемого сигнала,узкополосный фильтр 25,1 настроенна частоту биений сд, = 2 я ф узкополосный фильтр 25,2 - на у- л- 2 Офекчзкополосный Фильтр 25.пна Й 5 л = 2 йу 6 р, где ф= пф - скорость изменения и-й гармоники частоты гетеродина, Напряжение 1 Д(1) свыхода узкополосного фильтра 25.поступает на вход амплитудного детектора 26.1, где детектируется и черезоткрытый ключ 27.1 подается на вертикальный электрод ЭЛТ 9.1, на экранекоторого образуется частотная метка,5Положение частотной метки на горизонтальной развертке индикаторы 9,1 однозначно определяет несущую частотуЯ принимаемого ФМн сигнала,Для визуальной оценки величиныскачков фазы Ь 4 и кратности ш Фазовой манипуляции принимаемого ФМн сиг-.нала используются индикаторы 13,113.п с круговой разверткой, При этомкруговая развертка формируется с помощью генератора 1 О опорного напряжения, частота (д, которого выбирается равной промежуточной частотепр( о = напр) Фазовращателя 11 на90, усилителей 12 и 14.Постоянные напряжения с выходовключей 27,1-27.п поступают на управляющие входы ключей 28,1-28.п и открывают их. 25При выключении генератора 1 развертки усилителем 5 промежуточной.частоты выделяется напряжение, которое через каждый открытый ключ поступает на вход частотных детекторов29,1-29,п, на выходе которых образуются короткие разнополярные импульсы,соответствующие моментам скачкообразного изменения фазы принимаемогоФМн сигнала, Указанные импульсы поступают на модулирующий электрод индикаторов 15,1-15.п и осуществляютмодуляцию его электронного луча пояркости. При этом на экране образуется изображение в виде нескольких 40точек, расположенных на окружности,Количество точек определяет кратностьш фазовой манипуляции, а угловоерасстояние между ними равно величине скачков фазы Ь принимаемого45фМн сигнала.Однако в реальных условиях подвоздействием различных дестабилизирующих Факторов равенство частотЛо = (напр ) не соблюдается. При неравенстве частот (Юь Ф Ю пр) яркост 50ные метки на экранах будут двигатьЭся по. окружности с разностной частотой, и достоверность визуальной оценки основных параметров принимаемогоФМн сигнала резко снижается, Для Фор. -.мирования устойчивой осциллограммыиспользуется система Фазовой автоподстройки, состоящей из умножителя 15,3 частоты на восемь, ключа 20,делителя 21 частоты на восемь, узкополосного Фильтра 22, Фазового детектора 23 и управляющего блока 24, Управляющее напряжение через управляющий блок 24 воздействует на второй вход гетеродина 3, подстраивая его частоту так, чтобы сохранялось равенство частот М= Ялр) фВремя задержки Ф линии 7 задерж ки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры принимаемого он сигнала,наблюдая осциллограммы на индикаторах, Поистечении этого времени напряжение с выхода линии 7 задержки поступает на входы сброса пороговых блоков 18.1, 18.2 и 18,3 и сбрасывает их в начальное состояние. При этом генератор 1 развертки включается, .а ключ 20 открывается, т,е. переводится в свое исходное состояние, С Этого момента просмотр заданного частотного диапазона и поиск МНФ сигналов продолжается, В случае обнаружения следующего МНФ сигнала работа фазометра происходит аналогичным образом,Формула изобретенияОсциллографический фазометр,содержащий последовательно включенные генератор развертки, гетеродин, смеси- тель, второй вход которого является входом Фазометра, усилитель промежуточной частоты, накопитель, второй вход которого соединен с выходом линии задержки, ключ, второй вход кото= рого соединен с выходом умножителя частоты на восемь, накопитель, делитель частоты на восемь, узкополосный Фильтр, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, и управляющий блок, выход которого соединен с вторым входом гетеродина, а также последовательно включенныеФазовращатель на 90 , вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, первый усилитель и горизонтальный электрод и индикаторов с круговой разверткой, вертикальный электрод которых через второй усилитель соединен с выходом генератора опорного напряжения, горизонтальный электрод и индикаторов с линейной разверткой соединен с вторым выходом генератора развертки, вход которого соединен с выходом накопителя, о т -1564564 10индикаторов с линейной разверткой,к выходу усилителя промежуточнойчастоты последовательно подключенывторая линия задержки, перемножитель, второй вход которого соединенс выходом усилителя промежуточнойчастоты, иузкополосных фильтровканалов обработки, к выходу усилителя промежуточной частоты подключеныи последовательно соединенных ключейи частотных детекторов, выходы которых соединены с модулирующими электродами соответствующих индикаторовс круговой разверткой,личающийся тем,что, с целью расширения диапазона частотного поиска фазоманипулированных сигналов без расширения диапазона частот 5 ной перестройки гетеродина,. в него введены вторая линия задержки,перемножитель, и ключей,п частотных детекторов и п каналов обработки, каждый из которых состоит из последовательно включенных узкополосногофильтра, амплитудного детектора, ключа, второй вход которого соединен с выходом накопителя, а выход соединен с вертикальными электродами и Составитель В.НовоселовРедактор М.Циткина Техред Л.Олийнык Корректор М,Пожо Заказ 1157 Тираж 544 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101