Устройство для измерения частотного сдвига сигналов частотного телеграфирования

Сов з СоввтсиияСоциалистичесиикРеспублик ОП ИСАЙИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 И 938188(51)М. Кл. 6 01 й 23/02 Риуйврстюай квинтет СССР яо авлам язебрвтеяяя я открытки(53) УДК 621,317,3(088,8) Опубликовано 23. 06,82. Бюллетень23 Дата опубликования описания 23.06.82(511) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНОГО СДВИГА СИГНАЛОВ ЧАСТОТНОГО ТЕЛЕГРАФИРОВАНИЯ15 20 Изобретение относится к радиоизмерениям.Известно устройство для измерения частоты радиоимпульсов, содержащее сумматор, формирователь управляющих5 импульсов, клюц, перестраиваемый генератор, частотомер, элементы задержки, блок масштабирования, нормирователи импульсов, фазовый детектор, блок режима, осциллографический индикатор, блок синхронизации 111,Данное устройство не обеспечивает надежного и точного определения цас. тотного сдвига сигналов. Наиболее близким по технической сущности является устройство, содержащее опорный генератор, выход которого соединен с первыми входами двух формирователей временных интервалов, вторые входы которых соединены с шиной сигнала управления и выходом элемента НЕ, и входами управляемого элемента ИЛИ, другие входы которого соединены с выходами формирователей временных интервалов, а выход подклюцен к входу управления ключом, включенным между входной шиной и входом реверсивного счетчика, вто" рой вход которого соединен с шиной сигнала управления 21.Недостатком данного устройства яв" ляется невысокая точность.Цель изобретения достигается тем, что в устройство, содержащее опорный генератор, элемент НЕ, вход которого соединен с шиной сигнала управления и первыми входами элемента И-ИЛИ и реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом ключа, первый вход которого сое динен с входной шиной, два формирователя временных интервалов, выходы которых соединены с вторым и третьим входами элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход элемента НЕ соединен с вторым входом ключа, введе 3 93818 ны второй реверсивный счетчик, эле-. мент ИЛИ, элемент И, два триггера, формирователь фронтов и пять клюцей, первые входы второготретьего, цет" вертого и пятого из которых соединены с первым входом второго реверсивного счетчика и выходом шестого ключа, один вход которого соединен с выходом опорного генератора, а второй вход подключен к третьему входу пер вого ключа и выходу первого триггера, один вход которого соединен .с входной шиной, а второй -с выходом формирователя фронтов и первым входом второго триггера, второй вход кото б рого подключен к выходу элемента ИЛИ, входы которого соединены пораз" рядно с выходами второго реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к первому входу элемента И и первому выходу второго триггера, третий вход которого подключен к дополнительному выходу второго реверсивного счетчика, а вто рой выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и четвер" того ключей, входы первого формирователя временных интервалов подключены к выхоДам второго и третьего ключей, входы второго формирователя временных интервалов подключены к выходам четвертого и пятого ключей, второй вход второго и третий вход четвертого ключей соединены с шиной управляющего сигнала, второй вход пя" того и третий вход третьего ключей подклюцены к выходу элемента НЕ, тре" тий вход второго и четвертый вход третьего ключей соединен с выходом первого формирователя временных интервалов, а третий вход пятого и цет-" фо вертый вход четвертого ключей соединены с выходом второго формирователя временных интервалов, причем выхоД первого ключа соединен с вто 45 рым входом элемента И, выход кото" рого подключен к третьему входу второго реверсивного счетчика. На цертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предлагаемого устройства.Устройство содержит опорный генератор 1, клюци 2-7 реверсивные счетчики 8 и 9, формирователи 10 и 11 временных интервалов, формирователь 12 фронтов, элемент 13 НЕ, триггеры 14 и 15, элемент И-ИЛИ 1 б, элемент ИЛИ 17, элемент 18. На входную 8 4шину 19 подан измеряемый сигнал, ана шину 20 - сигнал управления.Устройство работает следующимобразом.В начальный момент измерений производится установка счетчиков 8 и 9в нулевое состояние, триггеров 14и 15 - в единичное состояние (цепиустановки на чертеже не показаны).Исследуемый сигнал, состоящий издвух высокоцастотных колебаний с частотами Г и Г, поступает на шину 19,а управляющие импульсы, формируемыепутем-детектирования входного сигнала - на шину 20,За счет искажений при детектировании входного сигнала и при формировании управляющих импульсов, а также вследствие ряда других дестабилизирующих факторов, расстояния междупередним фронтом видеоимпульса и первым высокочастотным ВЧ импульсом частоты Г и между последним, ВЧ импульсом частоты 12 и задним фронтомвидеоимпульса являются случайными величинами и мокнут принимать знацения .от 0 до Т,1. Аналогичные интервалы вмоменты "отжатия" также являютсяслучайными величинами и имеют случайные длительности от 0 до Т . Повышение точности измерения частотного сдвига сигналов осуществляетсяформированием временных интерваловдля суммирования импульсов частоты51 и вычитания импульсов частоты Гпутем подсчета импульсов опорной частоты на отрезках видеоимпульсов,кратных периодам повторения Т и Тчастот "нажатия" и,"отжатия".Для исключения начальных участковвидеоимпульсов и пауз осуществляетсясинхронизация передних фронтов импульсов и пауз первыми ВЧ импульсами соответствующих частот, Для этого производится выделение переднегои заднего фронтов импульсов с помощью формирователя 12, На вход установки единицы триггера 14 поступаютвходные импульсы. Каждым первым ВЧимпульсом частотыили Г производится установка триггера 14 в единичное состояние, а каждым другимимпульсом осуществляется сброс триггера в нулевое состояние. Сформированные таким образом импульсы с выхода триггера 14 подаются на управляющий вход ключа 7 и запрещают прохождение импульсов, необходимых дляформирования временных интервалов,5 9381на отрезках между фронтами управляюще,- го импульса и первым ВЧ импульсамичастот Г 1 и 1. На вход ключа 3 пос"тупают управляющие импульсы, а навход ключа 6 - импульсы с выхода элемента 13, поэтому импульсы опорнойчастоты поступают на вход формирователя 10 только в моменты "нажатия"Ра на вход формирователя 11 - тольков моменты "отжатия", формирователь 1610 предназначен для формирования вре.менного интервала, на котором осуществляется статистическое суммирование частоты формирователь11 предназначен для формирования 15временного интервала, на которомосуществляется статистическое вычитание частоты Г.Рассмотрим принцип формированиявременных интервалов для суммирования импульсов частоты 1 и для вычитания импульсов частоты Г 2 путемподсчета импульсов срорной частотына отрезках управляющих импульсов,имеющих длительности, кратные периодам Т 1 и Т измеряемых частот ГиВо время действия первого управляющего импульса на вход формирователя 10 поступают импульсы, Одновременно на вход счетчика 9, работающего в режиме сложения, поступают опорные импульсы. Счетчик 9 подсчитываетимпульсы и каждым измеряемым импульсом частоты Г устанавливается в ну 35левое состояние. Импульсы с выходаключа 2, открытого по блокировочномувходу в течение заданных временныхинтервалов измерения, отличаются тем,что вследствие инерционности тригаогера 14 первые ВЧ импульсы частоти Г на интервале каждого импульса на выход ключа 2 не проходят,На интервале первого импульса между последним ВЧ импульсом и задним45фронтом упомянутого импульса счетчик9 подсчитывает и импульсов с ключа 7,(Импульсом, соответствующим заднемуфронту первого импульса, триггер 15устанавливается в нулевое состояниеи переводит счетчик 9 в режим вычи 50тания. Одновременно с инверсного выхода триггера 15 единичный потенциалподается на вход ключаВо время паузы ключи 3 и 5 зак 55рыты, а ключи 4 и 6 - открыты. Навычитающий вход формирователя10 через ключ 4 поступают опорныеимпульсы,88 бОдновременно опорные импульсы пос.тупают на вход счетчика 9. При под,счете и импульсов опорной частотына выходе счетчика 9 формируется положительный перепад, устанавливающийтриггер 15 в единичное состояние,при этом ключ 4 закрывается, а счетчик 9 приводится в режим сложения.При работе счетчика 9 в режимевычитания установка в нулевое состояние счетчика 9 не производится.Таким образом, к приходу второго управляющего импульса число опорныхимпульсов, подсчитанных формировате"лем 10 на интервале первого импульса,равно числу опорных импульсов междупервым и последним ВЧ импульсами частоты Г на интервале первого управляющего импульсаВо время действия первой паузы на вход формирователя 11 поступаютимпульсы с выхода ключа 6. Счетчик 9считает импульсы с ключа 7 и с каждымимпульсом частоты 1 сбрасывается внулевое состояние. На интервале первой паузы между последним ВЧ импульсом и задним Фронтом импульса счетчик подсчитывает иимпульсов. Импульсом, соответствующим заднему фрон/ту первого импульса триггер 15 уста" навливается в нулевое состояние, переводит счетчик 9 в режим вычитания иоткрывает ключ 5. Во время действиявторого управляющего импульса на входформирователя 11 через открытый ключ5 поступают импульсы с ключа 5. При(подсчете счетчиком 9 иимпульсов, навыходе заема счетчика формируетСя положительный перепад, устанавливаю" щий триггер 15 в единичное состояние. При этом счетчик 9 переводится в режим сложения, а поступление импульсов на выцитывающий вход формирова-ф теля 11 прекращается..Таким образом, к приходу второй паузы число опорных импульсов, подсчитанных формирователем 11, на интервале первой паузы, равно числу опорных импульсов между. первым и последним ВЧ импульсом частоты Т на данном интервале.Во время действия второго и последующего управляющих импульсов, формирователь 10 подсчитывает опорные импульсы и в паузах считывает импульсы, число которых равно числу опорных импульсов, подсчитанных формирователем 10 на интервале между последним ВЧ импульсом частоты 1 и938188 задним фронтом управляющего импульса,Аналогично во время действия второй и последующих пауз формирователь11 подсчитывает опорные импульсы и во звремя действия управляющих импульсовсчитывает импульсы на выходе ключа 5,число которых равно числу опорныхимпульсов, подсчитанных формирователем 11 на интервале между последним 3 РВЧ импульсом частоты Г и задним фронтом паузы. При этом, если фронт управляющих импульсов совпадает свходным импульсом, то счетчик 9 на"ходится в данный момент в нулевом 1 бсостоянии, поэтому на выхоДе элемента 17 в данный момент будет нулевоипотенциал, запрещающий перебрасыва"ние триггера 15 в нулевое состояние ина вычитающий вход соответствующего щформирователя поступление опорныхимпульсов после окончания соответствующего импульса или паузы не произ"водится.Во время формирования временныхинтервалов счетчик 8 во время действия управляющих импульсов осуществляет суммирование импульсов частотыа во время действия пауз-вычитание импульсов, частоты 12. Режим36работы счетчика 8 обеспечивается управляющими импульсами, поступающимина вход переключения реверса данногосчетчика. Временные интервалы суммирования частоты Г и вычитания часто.ты Г 2 выбираются одинаковыми, однакоформируются они в различные моментывремени,В момент окончания формированияодного иэ временных интервалов (дляпримера интервала суммирования ) осуществляется блокировка соответствующих ключей по входам, соединенныхс выходом соответствующего Формирователя 10 и 11 и соответствующеговхода управляемого элемента 16, и 45производится "досчет" другого временного интервала и соответствующейизмеряемой частоты. Счетчик 8, несмотря на изменение режима работы засчет поступления управляющего сигнала, работает только в том режиме,в котором осуществляется "досчет" соответствующей частоты, так как в другом режиме осуществляется блокировка ключа 2 выходным сигналом элемента 16. В момент окончания второговременного интервала осуществляетсяблокировка входных ключей Формирователя и второго сигнального входаэлемента 16. Таким образом, ключи иформирователи заблокированы и результат измерения частотного сдвигасигнала сохраняется до следующей установки счетчика в нулевое состояние.Следовательно, ошибки при формировании временных интервалов не накапливаются, поэтому точность измерения частот Г 1 и Г,а следовательно разности частот Г - т , повышается,Формула изобретенияУстройство для измерения частотного сдвига сигналов частотного телеграфирования, содержащее опорный генератор, элемент НЕ, вход которого соединен с шиной сигнала управления и первыми входами элемента ИИЛИ и реверсивного счетчика, второй вход которого соединен с выходом ключа., первый вход которого соединен с входной шиной, два формирователя временных интервалов, выходы которых соединены с вторым и третьим входами элемента И-ИЛИ, четвертый вход которого подключен к выходу элемента НЕ, а выход элемента НЕ соединен с вторым входом ключа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй реверсивный счетчик, злемент ИЛИ, элемент И, два триггера, формирователь Фронтов и пять ключей, первые входы второго, третьего, четвертого и пятого из которых соединены с первым входом второго реверсивного счетчика и выходом шестого ключа, один вход которого соединен с выходом опорного генератора, а втоо рой вход подключен к третьему входу первого ключа и выходу первого триггера, один вход которого соединен с входной шиной, а второй - с выходом формирователя фронтов и первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ,входы которого соединены поразряднос выходами второго реверсивного счетчика, второй вход которого подключен к первому входу элемента И и первому выходу второго триггера, третий вход которого подключен к дополнительному выходу второго реверсивного счетчика, а второй выход второго триггера соединен с вторыми входами третьего и четвертого ключей, входы первого формирователя временных интерваловтор А Дзят Ред 453/68 Тираж 212 ПВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д писное иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектна подключены к выходам второго и третьего ключей, входы второго формирователя временных интервалов подключены к выходам четвертого и пятого ключей, второй вход второго итретий вход четвертого ключей соедине"ны с шиной управлявшего сигнала, второйвход пятого и третий вход третьегоключей подключены к выходу элемента НЕ, третий вход второго и четвертый вход третьего ключей соединены с выходом первого формирователя временных интервалов, а третийвход пятого и четвертый вход цетвертого ключей соединены с выходом второго формирователя временных интервалов, причем выход первого ключа соединен с вторым входом элемен" та И, выход которого подключен к третьему входу второго реверсивного счетчика. Источники информации,о принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 661334, кл. 0 01 й 23/02, 26.01.77. 2. Авторское свидетельство СССР И 623624, кл. Н 03 К 23/02, 20.06.72