Измеритель уровня радио помех

(51)5 б 01 х 29 ГЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕКНЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ УРОВНЯ РАДИОПОМЕХ(57) Изобретение может быть использовано для статистических исследований закономерностей случайных радиопомех коротковолнового диапазона. Цель изобретения - повышение быстродействия при измерении малых уровней радиопомех, Для этого при работе устройства по сигналу блока 30 запуска интегратора реле 31 времени коммутирует ключи 2, 7 на время интегрирования, обеспечивая поступление шумового сигнала через радиоприемное устройство (РПУ) в интегратор 8 и через аттенюатор 3, ослабляющий сигнал на 3 дБ, в линию задержки (ЛЗ). Тот же сигнал с выхода реле 3 через ЛЗ 47 и триггер 48 запирает ключ 2, перекрывая доступ в РПУ шумового сигнала. Сигнал с выхода блока 30 запуска интегратора поступает в ЛЗ 32.33, и триггер 34 формирует управляющч-": сигнал для перезапуска блока 30, после ний срабатывает, управляя интегрированием сигнала, задержанного в элементе 4 и ослабленного на 3 дБ. Таким образом, через пороговые блоки 9, 1 О проходят два сигнала, первый из которых характеризует средний уровень радиопомехи, причем временной интервал между их передними фронтами близок (больше) к времени интегрирования. Если разность уровней на выходе вычитающего блока равна 3 дБ, т. е. помеха внешняя, то в блоках 16, 17 и счетчике 18 происходит преобразование уровня сигнала в цифровую форму и последняя фиксируется в сумматоре 20. В противном случае, если помеха интермодуляционная, происходит перестройка РПУ на новую рабочую частоту. Максимальный выигрыш в быстродействии обеспечивается при условии близкого к 0 дБ/мкВ уровня внешних шумов, малого по сравнению с временем работы измерителя, времени интегрирования сигнала.2 ил.Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть использовано для статических исследований закономерностей случайных радиопомех коротковолнового диапазона.Цель изобретения - повышение быстродействия при измерении малых уровней радиопомех,На фиг. 1 представлена блок-схема измерителя уровня радиопомех; на фиг. 2 - временные диаграммы, характеризующие работу устройства.Измеритель содержит последовательно соединенные управляемый аттенюатор 1, пятый ключ 2, аттенюатор 3, третью линию 4 задержки, шестой ключ 5 и первый элемент ИЛИ 6, последовательно соединенные первый ключ 7, интегратор 8, первый пороговый блок 9, второй пороговый блок 10, четвертую линию 11, задержки, третий усилитель 12, четвертый компаратор 13, третий триггер 14, седьмой ключ 15, блок 16 сравнения, блок 17 запуска счетчика и первый счетчик 18, к выходу которого подключены цифроаналоговый преобразователь 19 и сумматор 20, последовательно соединенные первый усилитель 21, первый компаратор 22, первый триггер 23 первый инвертор 24, элемент И 25 и второй счетчик 26, а также восьмой ключ 27, второй элемент ИЛИ 28 третий элемент ИЛИ 29, блок 30 запуска интегратора, реле 31 времени, пятую 32 и шестую 33 линии задержки, четвертый триггер 34, последовательно соединенные второй усилитель 35, второй компаратор 36, второй ключ 38, первую линию 39 задержки и третий ключ 40, последовательно соединенные четвертый ключ 41, вторую линию 42 задержки, блок 43 вычитания, третий компаратор 44, второй инвертор 45 и вентиль 46, а также седьмую линию 47 задержки, пятый триггер 48 и девятый ключ 49,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии интегратор 8 разряжен, счетчики 18, 26 обнулены, аттенюатор 1 полностью открыт, на выходе триггеров 14, 34, 48 логические О, ключи 5, 15, 27, 40, 49 открыты, ключи 2, 7, 38 закрыты. Блок 30 запуска интегратора (фиг. 2 з) разряжает интегратор 8 (КЬ-цепочку с усилителем) перед каждым циклом измерения и осуществляет запуск реле 31 времени (фиг. 2 и). Последнее через ключ 7 подключает на время, равное времени интегрирования, интегратор 8 (фиг. 2 б) к выходу радиоприемника и замыкает на то же время ключ 2 (фиг. 2 п), обеспечивая поступление шумового сигнала через аттенюатор 1 и элемент ИЛИ 6 на вход радиоприемника. Результат интегрирования, т. е. постоянное напряжение, пропорциональное усредненному значению логарифма входного напряжения, подается на пороговый блок 9, Тот же шумовой сигнал с выхода управляемого аттенюатора 1 в аттенюаторе 3 ослабляется по уровню на 3 дБ, этот уровеньзапоминается в линии 4 задержки на время 1. Кроме того, сигнал с выхода реле 31времени задерживается в линии 47 задержки (фиг. 2 к) на время, равное времени интегрирования, по истечении которого триггер 48 (фиг. 2 л) переключается, и сигналлогической единицы с выхода элемента ИЛИ29 запирает ключ 49,В зависимости от уровня входного сигнала можно выделить три режима работыустройства.1, Режим измерения уровня помехис внесением ослабления на входе радиоприемника с целью удержания ее уровня на15 линейном участке амплитудной характеристики радиоприемника (при уровнях более60 дБ/мкВ.2. Режим непосредственного измеренияуровня помехи (в случае, если уровень впределах от 30 дБ/мкВ до 60 дБ/мкВ.3. Режим измерения уровня слабой помехи с проведением анализа ее вида с цельювыделения тех частот, на которых преобладает интермодуляционная составляющая, иотбраковкой этих частот (при уровнях ме 25 рее 30 дБ/мкВ).Первый режим обусловлен тем, что уровень радиосигналов, в том числе и радиопомех, передаваемых трактом радиоприемника с допустимыми искажениями, ограничивается сверху нелинейностью его ампли 30 тудной характеристики, Отчетливо эти искажения начинают проявляться при интенсивностях радиопомех 60 - 70 дБ/мкВ и более,Поэтому в этом режиме с помощью аттенюатора 1 (фиг. 2 а) вносится ослабление квходу с постоянным шагом, до тех пор,35 пока уровень напряжения на входе интегратора 8 не окажется менее 60 дБ/мкВ.При этом устройство работает следующим образом. Измеряемое напряжение с выхода интегратора 8 подается на вход поро 40 гового блока 9, Если уровень радиопомехи превышает 60 дБ/мкВ (порог срабатывания блока 9), то в усилителе 21 и ком-параторе 22 (фиг. 2 в) формируется сигнал,соответствующий уровню срабатывания триггера 23, последний переключается (фиг. 2 г,д)45 и сигнал логической единицы с выхода элемента И 25 (фиг. 2 ж) увеличивает показания счетчика 26 на единицу, что в своюочередь, вызывает уменьшение коэффициента передачи управляемого аттенюатора 1 на3 дБ и увеличивает содержимое сумматора5020 на единицу, Кроме того, этот же сигнал логической единицы закрывает ключи 5,27 и через элемент ИЛИ 29 открываетключ 49. Линия 4 задержки запоминаетуровень сигнала на время 1, достаточноедля прохождения первого сигнала по цепи от55 элемента ИЛИ 6 до элемента И 25. Длительность периода, в течение которого ключи 5, 27 пребывают в закрытом состоянии (т. е. разомкнуты для сигнальной цепи), 1597790определяется длительностью импульса с выхода элемента И 25. При этом ключ 5 препятствует прохождению шумового сигнала на вход радиоприемника, а ключ 27 - прохождению импульса с выхода блока 30 запуска интегратора по цепи линия 32 задержю. - ключ 27 - линия 33 задержки - триггер 34 - элемент ИЛИ 28 для повторного запуска блока 30. Повторный запуск последнего инициализируется сигналом с выхода элемента И 25, поступающего через элемент ИЛИ 28 на вход блока 30. Происходит повторное интегрирование входного напряжения, но уже ослабленного в аттенюаторе 1. Процесс продолжается до тех пор, пока ослабление, вносимое поэтапно аттенюатором 1 и суммируемое в блоке 20, не достигнет величины, при которой уровень напряжения на выходе интегратора 8, попадает в оптимальный для предлагаемого устройства диапазон, а именно 30 - 60 дБ/мкВ.Во втором режиме устройство работает следующим образом. Блок 30 запуска интегратора разряжает интегратор 8 и осуществляет запуск реле 31 времени, Последнее на время, равное времени интегрирования, коммутирует ключи 2, 7, обеспечивая поступление шумового сигнала в интегратор 8, Сигнал с выхода реле 31 с помощью линии 47 задержки и триггера 48 формирует сигнал логической единицы, который по истечении времени интегрирования запирает ключ 49. Постоянное напряжение с выхода интегратора 8 поступает на вход порогового блока 9 и далее на вход порогового блока 10 (порог срабатывания 30 дБ/мкВ). Одновременно сигнал с выхода блока 30 по цепи линии 32 задержки - ключ 27 - линия 33 задержки поступает на вход триггера 34, последний переключается (фиг. 2 о) и сигнал логической единицы через элемент ИЛИ 28 перезапускает блок 30 (фиг. 2 з) для интегрирования шумового сигнала, ослабленного в аттенюаторе 3 на 3 дБ и задержанного в линии 4 задержки. Таким образом, через пороговые блоки 9 и 1 О последовательно проходят два интегрированных сигнала (обозначим их как первый (не ослабленный) и второй (ослабленный перед радиоприемником на 3 дБ) (фиг. 2 б). Повторная коммутация ключа 2 не происходит, так как ключ 49 закрыт. Однако повторный сигнал с выхода реле 31 (фиг. 2 и) через линию 47 задержки (фиг. 2 к), триггер 48 (фиг, 2 л) и элемент ИЛИ 29 через время, равное времени интегрирования, открывает ключ 49, приведя его и триггер 48 в исходное состояние. Также после повторного интегрирования сигнал с выхода блока 30, пройдя через линию 32 задержки, ключ 27, линию 33 задержки возвращает триггер 34 (фиг. 2 о) в исходное состояние. С выхода блока 1 О первый сигнал через ключ 15 (фиг. 2 р) подается на вход блока 16 сравнения. Одновременно блок 17 запуска счетчика включает счетчик 18, который управляет работой преобразователя 19. С выхода последнего снимается ступенчатое напряжение, пропорциональное числу, зарегистрированному счетчиком 18. Выход ЦАП 19 подключен к второму входу блока 16. Как только напряжение на обоих входах последнего сравняется, блок 16 через блок 17 запуска счетчика остановит счетчик 8. Таким образом, в счетчике 18 окажется записанным число, пропорциональное напряжению на выходе интегратора 8,0 дБ/мкВ, в счетчике 18 запи сывается 00000, 3 дБ/мкВ - 00001 и т. д.Число, записанное в счетчике 18, подается на сумматор 20 и далее на регистрирующее устройство, после чего с выхода блока 17 подаются обнуляющие импульсы на входы счетчиков 18 и 26, через вентиль 47 20 на вход радиоприемника, с которого осуществляется его перестройка на новую частоту, При этом обнуление счетчика 18 полностью открывает управляемый аттенюатор 1, приведя его в исходное состояние.25 Кроме того, этот же первый сигнал после задержки в линии 11 задержки (фиг. 2 с) на время, равное времени интегрирования, в усилителе 12 и компараторе 13 формирует сигнал, соответствующий уровню срабатывания триггера 14, последний переклю 30 чается (фиг. 2 т), и сигнал логической единицы запирает ключ 15, препятствуя тем самым прохождению второго сигнала на вход блока 16 сравнения. Второй же сигнал после задержки в линии 11 задержки возвращает триггер 14 (фиг. 2 т) в ис ходное состояние, открывая ключ 15. Цикл измерения завершен, устройство готово к работе. В третьем режиме. когда уровень помехна входе РПУ мал (до 30 дБ/мкВ), возникает необходимость селекции вида радиопомех с целью повышения достоверности измерения уровня внешних радиопомех. В этом режиме через блоки 9 и 10 последовательно проходят два сигнала, формируемые так же,как 45 это описано для режима непосредственного измерения уровня радиопомех. Если уровень измеряемого напряжения на входе блока 1 О не превышает 30 дБ/мкВ, то первый сигнал через ключ 41 (фиг. 2 у) подается на линию 42 задержки, где он за поминается на время Ь, необходимое дляпрохождения второго сигнала до блока 43.Кроме того, первый сигнал в усилителе 35 и компараторе 36 формирует сигнал, соответствующий уровню срабатывания триггера 37, последний переключается (фиг. 2 ф) и сигнал логической единицы увеличивает содержимое сумматора 20 на единицу, запирает ключ. 41 и открывает ключ 38, через который на вход блока 43 поступаетвторой сигнал. Причем уровень последнего запоминается в линии 39 задержки на время 1 з 9, необходимое для срабатывания блока 43, компаратора 44, ключа 40, а второй сигнал пройдя через усилитель 35 и компаратор 36, переключает триггер 37 в исходное состояние, открывая ключ 41 и закрывая ключ 38. В блоке 43 (фиг. 2 ч) определяется разность уровней первого и второго сигналов, Если разность превышает 3 дБ, т. н, анализируемая помеха интер- модуляционная, то сигнал логической единицы с выхода компаратора 44 запирает ключ 40 и через инвертор 45 и вентиль 46 перестраивает радиоприемник на новую рабочую частоту, обнуляет счетчики 18 и 26 и полностью открывает управляемый аттенюатор 1. В случае, когда разность уровней равна 3 дБ, т. е. анализируемая помеха внешняя, то через открытый ключ 40 сигнал с выхода линии 39 задержки подается на вход блока 16 сравнения. Далее процесс продолжается аналогично процессу в режиме непосредственного измерения уровня радиопомехи.Формула изобретенияИзмеритель уровня радиопомех, содержащий последовательно соединенные первый ключ, интегратор, первый и второй пороговые блоки, последовательно соединенные блок сравнения, блок запуска счетчика, первый счетчик и цифроаналоговый преобразователь, выход которого является вторым входом блока сравнения, а выход первого счетчика является первым входом сумматора, к второму выходу первого порогового блока подключены последовательно соединенные первый усилитель, первый компаратор и первый триггер, прямой выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которого через первый инвертор подключен к инвертирующему входу первого триггера, а выход - к установочному входу первого триггера, к выходу второго порогового блока подключены последовательно соединенные второй усилитель, второй компаратор и второй триггер, прямой выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, выход которого через последовательно соединенные первую линию задержки и третий ключ подключены к входу блока сравнения, к выходу второго порогового блока подключены также последовательно соединенные четвертый ключ, управляющий вход которого под.ключен к инвертирующему выходу второго триггера, вторая линия задержки, блок вычитания, второй вход которого подключен к выходу второго ключа, третий компаратор и второй инвертор, выход которого через вентиль подключен к выходу управления перестройкой радиоприемника, второму выходу блока запуска счетчика, входам обнуления первого счетчика и второго счетчика, счетный вход которого подключен к выходу элемента И, а выход - к входу управления управляемого аттенюатора и второму входу сумматора, при этом выход блока запуска интегратора подключен к входу сброса интегратора, а через реле времени - к управляющему входу первого ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия измерения уровня слабых внешних 20 радиопомех, введены последовательно соединенные пятый ключ, входом которого является выход управляемого аттенюатора, аттенюатор, третья линия задержки, шестой ключ и первый элемент ИЛИ, выход которого 25 является входом радиоприемника, а второйвход подключен к выходу пятого ключа, последовательно соединенные четвертая линия задержки, вход которой подключен к первому выходу второго порогового блока, третий усилитель, четвертый компаратор и тре тий триггер, выход которого подключен куправляющему седьмого ключа, выход которого подключен к входу блока сравнения, а сигнальный вход - к первому выходу второго порогового блока, последовательно соединенные пятая линия задержки, восьЗ 5 мой ключ, шестая линия задержки, четвертый триггер и второй элемент ИЛИ, выход которого подключен к входу блока запуска интегратора, а второй вход - к выходу элемента И, а также управляющим входом пятого и восьмого ключей, последовательно соединенные седьмая линия задержки, входом которой подключен к выходу реле времени, пятый триггер, третий элемент ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу элемента И, девятый ключ,45 выход которого подключен к управляющемувходу пятого ключа, а второй вход к выходу реле времени, при этом инвертирующий выход второго триггера подключен к третьему входу сумматора,1597790 йд в) Со Техред Тираж комитета п осква, Ж -ский комбиРедактор С. ПатрушеваЗаказ 3052НИИПИ Государственног113035, МПроизводственно-издател ставитель И. МА. Кравчук57изобретениям5, Раушскаяат Патент, г Корректор С. Чер н и Подписноеоткрытиям при ГКНТ аб., д. 4/5жгород, ул. Гагарина