Устройство для измерения частоты электрических сигналов

ОПИСАНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 746315 ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 )М. Кл, 6 01 й 23/00 с присоединением заявки Гааудврстввнный камитет(23) Приорнтет -Опубликовано 07 Я 7,80, Бюллетень 25Дата опубликования описания 08 Я 7,80 пв делам изобретений и открытий(71) Заявитель 2настройки фильтров основной селекции враздельньк трактах анализа сигналов иформирования частотных меток, различиемвременйьтх характеристик этих фильтровв связи с практически неизбежной неидентичност 9 о их по полосе пропусканияи нелинейностыо закона перестройки перестраиваемого генератора анализатора,Кроме того, не обеспечивается .выдачарезультатов измерений в виде кодов, т,е,отсутствует прямая возможность использования их для автоматической регистрации,Наиболее близким по технической сущности к изобретению . является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор опорных частот, смеситель и узкополосный фильтр с детектором, а также счетчик импульсов с пенями сброса, Устройство снабжено блокомсравнения мгновенного значения частотыс эталоном и управляемым ключом, экюченным между узкополосным фильтром сдетектором и входом счетчика импульсов,Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в анализаторах спектра последовательного идискретно-последовательного типа,Известно устройство для формирования частотных меток, используемых дляотсчета частоты в панорамном анализаторе спектра, содержащее генератор опорной частоты и смеситель, второй входкоторого подключен к выходу генератора качающейся частоты анализатора,а выход смесителя через узкополосныйнизкочастотный фильтр, детектор и видеоусилитель подключен к модулирующемувходу индикатора Щт 5При использовании генератора гармоник опорной частоты определение частоты сигнала производится по индикаторуна электронно-лучевой трубке, где индидируются анализируемые сигналы ияркостные частотные метки, В этом устройстве точноСть измерения частоты недостаточна вследствие ошибок, обусловленных возможной неидентичностью(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ20 3 7463йричем один управляющий вход управляемого ключа соединен с выходом блокасравнения, другой - с выходом радиоприемнйка, а вход блока сравнения - с выходом перестраиваемого генератора качаю 5щейся частоты радиоприемника и вторымвходом смесителя 2.,При появлении импульса сигнала с выхода радиоприемного устройства счетчикфиксирует код числа импульсов частотных меток, накопленных счетчиком завремя перестройки гетеродина приемникаот определенной частоты (эталона) дочастоты, соответствующей моменту попадания сигнала в тракт промежуточной частоты, Это позволяет, зная шаг сетки генератора калибрационной частоты, видпреобразования и номинал промежуточной частоты, определить значениечастоты применяемого сигнала.Недостатком этого устройства является невысокая точность измерений вследствие отклонения от номиналов частотной настройки фильтров основной селекции в тракте радиоприемного устройства 25и в тракте формирования частотных меток, временной неидентичности вспомогательного тракта выделения частотных меток и тракта основной селекции радиоприемного устройства. Кроме того, усройство не позволяет произвести измерение частоты нескольких сигналов при/сутствующих в полосе обзора радиоприемного устройства на одном рабочем ходу.ЦелЫо изобретенияявляется повышение точности и расширение функциональ- .ных возможностей устройства, которое выражается в автоматизации измерения частоты всего множества сигналов,присутствующих в полосе анализа, на одном 40рабочем ходу,Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее последовательно соединенные генератор фиксиро 45ванной частоты и смеситель, один из входов которого соединен с входной шинойустройства, блок сравнения и у равляемый ключ, введены коммутатор, частотомер, три ключа, измеритель времени,50блок управления, управляющий триггер,элемент ИЛИ и решающий блок, причемвыход смесителя и входная шина устройства подключены соответственно к первому и второму входам коммутатора, вы 55ход которого соединен с сигнальным входом частотомера, к другому входу которого подключен выход элемента ИЛИ,выход частотомера соединен с информаци 15 фонным входом первого иключа и сигнальным входом управляемого ключа, выходкоторого подключен к первому входурешающего блока, выход первогоключачерез блок сравнения соединен с первыми входами управляющего триггера и измерителя времени, со вторым входомпоследнего соединена управляющая шинаустройства и информационный вход второго ключа, управляющий вход которогоцсоединен с управляющим входом управляемого ключа и первым выходом управляющего триггера, второй выход которогоподключен к управляющим входам первого и третьего ключей, третий вход ком-мутатора соединен с первым выходомблока управления, второй выход которогосоединен непосредственно со вторым входом управляющего триггера и через, третий ключ с первым входом элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выхсьдом второго ключа, выход измерителявремени подключен ко второму входу решающего блока,На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для измерения частоты, на фиг,2 диаграмма, поясняющая принцип работыустройства,Устройство содержит смеситель 1, один вход которого соединен с входной шиной устройства, на которую может подаваться сигнал внешнего перестраивае- . мого генератора, а другой вход - с выходом генератора 2 фиксированной частоты, коммутатор 3, первый вход которого соединен с выходом смесителя 1, а второй - с входной шиной устройства, частотомер 4, сигнальный вход которого подключен к выходу коммутатора 3, а выход - к сигнальному входу управляемого ключа 5, выход которого подключен к одному из входов решающего блока 6. Другой вход решающего блока 6 соединен с выходом измерителя 7 времени, один вход которого подключен к выходу блока 8 сравнения частоты входного сигнала с эталоном а .другой - к управляющей шине устройства, момент появления сигналов на которой определяется входным сигналом внешнего генератора, К коммутатору 3 подключен выход блока 9 управления, второй выход которого соединен с одним из входов управляющего триггера 10, другой вход последнего соединен с выходом блока 8 сравнения входной частоты с эталоном. Первый выход триггера 10 соединен с управляющим15 7 7463гистрированного сигнала Е соответствует измеренное значение частоты внешнего генератора которое в общемслучае отличается от действительногономинала не суммарну 1 о величину составляющих ошибок из-за неточной настройкивнешнего фильтра основной селекцииЛг,и временного запаздывания Л(см, фиг. 2), т,е,1 ОТаким образом производится измерение входных частот и времени появления откликов для всех сигналов диапазона изменения входных частот и переносизмеренньгх значений г ив решаю-.щий блок.З момент перегиба управляющего напряжения блок 9 управления вырабатываетимпульсы синхронизации, Начинается участок убывания входной частоты, Триггер10 приходит в исходное состояние, в ре-зультате чего управляемый 5 и второй13 ключи закрываются, первый 11 итретий 12 ключи открываются, Черезкоммутатор 3 подается напряжение вход 25ной частоты со смесителя 1, В смесителе с помощью генератора фиксированнойчастоты с номиналом г =2 Рц. обеспе-.чивается преобразование вида 0 =1 1-2 Г30Копы измеряемой преобразованной частотыс частотомера 4 через открЫтый первыйключ 11 .поступают на блок 8 сравнения,При постижении заданного значения г,елоимпульсом с выхопе блока 8 сравненияопрокидывается триггер 10, закрываяпервый 11 и третий 12 ключи, открывая управляемый 5 и второй 13 ключи,Измеритель 7 времени приводится в исходное состояние,При появлении отклика сигнала произ 401водится измерение входной частоты Ги времени 1 и перенос их некиий врешающий блок 6, Как видно на фиг. 2,если У = дР +1 Л то 1 =1 фА ЛГ г пг 5 г 2 г 2 пг ЬИспользуя преобразования видаг=1,+1 щ,на участке возрастания входной частотына участке убывания частоты пРи Условии Хг 2-Гг,-ЯГ, Искомоезначеггие частоты сигнала находят пофорьуле Г щ.- -Указанное вычисление осуществляет-ся в решающем блоке 6, При наличии нескольких сигналов в полосе перестройки внешнего генератора необходима иден 1тификеция частотных .отсчетов Г и У,.="1 ч 2 с целью опрепеления их принадлежности к одним и тем же сигналам,15 8Такая идентификация для постоянноприсутствующего множества сигналовможет осуществляться на том основании,что временная последовательность измерений по мере поступления откликов сигнала от начала рабочего участка возрастания входной частоты зеркальна по отношению к временной последовательностиизмерений по мере поступления откликовтех же сигналов от начала рабочего участка убымния входной частоты,Изобретение позволяет повысить точность измерений за счет компенсации ошибок, вызмнных неточностью настройкии временной неидентичностью трактованализа сигналов и формиромния метокпутем формирования и использования специального закона изменения частоты высшего перестраивеемого генератора. Высокая точность измерения частоты обеспечивается в автоматическом режиме длявсего множестм сигналов, присутствующих в полосе перестройки внешнего генераторе, на одном рабочем ходу с выда-чей информации в виде кодов. ф ормула изобрете ния Устройство ддя измерения частоты электрических сигналов, содержащее последовательно соединенные генератор фиксированной частоты и смеситель, один из входов которого соединен с входной шиной устройства, блок сравнения и управляемый ключ, о т л и ч а ю щ е е - с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных воэможностей устройства, в него введены коммутатор, частотомер, три ключа, измеритель времени, блок управления, управляющий триггер, элемент ИЛИ и решающий блок, причем выход смесителя и входная шина устройства подключены соответственно к первому и второму входам коммутатора, выход которого соединен с сигнальным входом частотомера, к пругому входу которого подключен выход элемента ИЛИ, выход частотомера соединен с информационным входом первого ключа и сигнальным входом управ" ляемого клгоча, выход которого подключен к первому входу решающего блока, выход первого ключа через блок сравнения соединен с первыми входами управляющего триггера и измерителя времегги, со вторым входом последнего соединена управляющая шина устройства и инфор9 7463 мационный вход второго ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим входом управляемого ключа и первым выходом управляющего триггера, второй выход которого подключен к управляющим входам первого и третьего ключей, третий вход коммутатора соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен непосредственно со вторым входом управляющего триг гера и через третий ключ с первым вхо 15 10дом элемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом второго ключа, выход измерителя времени подключен ковторому входу решающего блока,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР460508, кл. 6 01 й 23/00, 1969. 2, Авторское свидетельство СССР471550, кл, б 01 К 23/00, 1971,