Осциллографический фазометр

(19) 51) 4 0 01 В. 25/О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г.,". с Ф(54) ОСЦИЛЛОГРАФИЧ (57) Изобретение измерительной тех повысить точность ки основных парам рованных сигналов генератор 1 разве ЕСКИЙтносиике ивизуал ФАЗОМЕТР я к радиоозволяет ной оцен- зоманипулитр содержит ектронный ровФазо ки, э(61) 124 (21) 415 (22) 28, (46) 23, (72) А,Г и В.В,Ше (53) 621 56) Авт124777 коммутатор 2, гетеродин 3, смеситель 4, усилитель 5 промежуточной частоты, ключи 6 и 20, линию 7 задержки, накопитель 8, электронно-лучевые трубки 9 и 13, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 90о усилители 12 и 14, амплитудные детек торы 15 и 21, видеоусилитель 22, блок 23 сравнения и однополярный вентиль 24. Введение частотного детектора 16, блока 17 дифференцирования, однополярного вентиля 18, блока 19 совпадения и образование новых функциональных связей позволяют устройству подавить ложные сигналы, принимаемые по зеркальному и комбинационному каналам. 5 ил.Изобретение относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано в радиолокации и связи, гдешироко применяются фазоманипулиро 5ванные (ФМн) сигналы, и является усовершенствованием извес. ного фазометра по авт.св. У 1247778,Цель изобретения - повышение точности визуальной оценки основных параметров ФМн сигналов путем подавления ложных сигналов, принимаемых позеркальному и комбинационным каналам,На фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого йазометра, нафиг.2-5 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы фазометра.Фазометр (фиг.1) содержит генератор 1 развертки электронный комму татор 2, гетеродин 3, смеситель 4,усилитель 5 промежуточной частоты,первый ключ 6, линию 7 задержки, накопитель 8, ЭЛТ 9, генератор 10 опорного напряжения, фазовращатель 11 на 2590 , усилитель 12, ЭЛТ 13, усилитель14, амплитудный детектор 15, частотный детектор 16, блок 17 дифференцирования, первый однополярный вентиль18, блок 19 совпадения, второй ключ20, амплитудный детектор 21, видеоусилитель 22, блок 23 сравнения,второй однополярный вентиль 24 итретий ключ 25,В осциллографическом фазометре35последовательно включены генератор 1 развертки, электронный коммутатор 2, второй вход которого соединен с выходом накопителя 8, гетеродин 3, смеситель 4, второй вход которого 40 соединен с входом фазометра, усилитель 5 промежуточной частоты, накопитель 8, второй вход которого соединен с выходом линии 7 задержки, и вертикальный электрод ЭЛТ 9, гори зонтальный электрод которой соединен с вторым выходом генератора 1 развертки, К входу фазометра последовательно подключены амплитудный детектор 21, видеоусилитель 22, блок 2350 сравнения, второй вход которого соединен с выходом амплитудного детектора 15, однополярный вентиль 24 и ключ 25, К выходу усилителя 5 промежуточной частоты последовательно подключены частотный детектор 16,55 блок 17 дифференцирования, однополярный вентиль 18, блок 19 совпадения, второй вход которого через амплитудный детектор 15 соединен с выходомусилителя 5 промежуточной частоты,ключ 20, второй вход которого соединен с выходом усилителя 5 промежуточной частоты, ключ 25, ключ 6, второй вход которого соединен с выходомнакопителя 8, и управляющий электрод ЭЛТ 13, вертикальный электрод,который через усилитель 14 соединенс выходом генератора 10 опорного напряжения, а горизонтальный электродчерез последовательно включенные фазовращатель 11 на 90 и усилитель 12соединен с выходом генератора 10опорного напряжения.Фазометр работает следующим образом,Просмотр заданного диапазона частот Посуществляется с помощью генератора 1 развертки, который периодически с периодом Т я по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 3. Одновременно генератор 1развертки формирует горизонтальнуюразвертку ЭЛТ 9, которая используется как ось частот, Причем ее длинасоответствует полосе обзора частотного диапазона, Ключи 6, 20 и 25 в исходном состоянии всегда закрыты.Принимаемый ФМн сигналЦс = БссозГ 2 с+ 8 к+с 30 ( С ( Тс,где Осс Тс ц - амплитуда, несущаячастота, длительность и начальнаяфаза сигнала;= сопз при1 (%+1) диможет изменяться скачком на д Ч при1 с 7, т,е, награницах между элементарными посылками Ь = 1,2И и Т = И ),поступает на вход амплитудного детектора 21 и на первый вход смесителя 4, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 3 линейно изменяющейся частотыц =33 сов(2 дГ-У),Ег + ц )где Пг,й , Цг - амплитуда, начальнаягф гчастота и начальнаяфаза напряжения гетеродина,5скорость измененияТгчастоты гетеродина.На выходе смесителя 4 образуются сигналы комбинационных частот. Усилителем 5 выделяется сигнал промежуточной частоты (фиг4 а)Ппр = Зпр соз 2 фГпр ++Пуе - (Е) + Чпр, 0 ( Т,с 151П пр 2 сг ф- коэффициент передачи смесителя, 20пр =Гг Гс - промежуточная частота;пР г сУказанный сигнал с комбинированнойлинейной частотной модуляцией и фазовой манипуляцией одновременно поступает на входы накопителя 8, амплитудного 15 и частотного 16 детекторов. Амплитудный детектор 15 выделяет огибающую сигнала Б (фиг.4 в), З 0которая поступает на первый вход блока 19 совпадения. Видеосигнал Б(фиг.4 г), форма которого соответствует закону изменения частоты преобразованного сигнала (фиг.4 б), с выхода35частотного детектора 16 поступаетна вход блока 17 дифференцирования,выходной сигнал Б (фиг.4 д) которого через однополярный вентиль 18(фиг,4 г) поступает на второй вход 40блока 19 совпадения.Однополярные вентили 18 и 24 пропускают только положительные импульсы, Так как напряжения П (фиг.4 в)и П (фиг.4 е), поступающие на два 45входа блока 19 совпадения, занимаютна временной оси один и тот же интервал, то блок 19 совпадения срабатывает и своим выходным напряжением БЮ(фиг.4 ж) открывает ключ 20,Одновременно принимаемый ФМн сигнал Бс(1) поступает на вход амплитудного детектора 21, а затем через видеоусилитель 22 на первый вход блока23 сравнения,на второй вход которого55подается напряжение с выхода амплитудного детектора 15. Так как общийкоэффициент усиления детекторногоприемника при приеме ФМн сигналов по основному каналу на частоте 1. меньше коэффициента усиления супергетеродинного приемника, то в блоке 23 сравнения формируется положительный импульс, который, пройдя однополярный вентиль 24, поступает на управляющий вход ключа 25, открывая его.Преобразованный по частоте ФМн сигнал Бп (1) с выхода усилителя 5 промежуточной частоты поступает на вход накопителя Я, где он накапливается и сравнивается с пороговым уровнемПри превышении порогового уровня Бр, в накопителе 8 формируется постоянное напряжение, которое воздействует на управляющий вход электронного коммутатора 2, отключая Гете- родин 3 от генератора 1 развертки, на управляющий вход ключа 6, открывая его, на вход линии 7 задержки и на вертикальный электрод ЭЛТ 9, горизонтальный электрод которой соединен с выходом генератора 1 развертки, С этого момента процесс поиска ФМн сигналов прекращается,Если на вход накопителя 8 поступает ОФМн сигнал Ц = О, 713, то образуются следующие колебания соответственно:П 1 = Оп 1 соя(411 с ++ 8 пе + Ч),0 (ТТак как 2(Т) = 0,2 п; 4 Ч = 0,4 ц;8 ц = 0,81, то в указанных колебаниях манипуляция фазы уже отсутствует. Ширина спектра второй гармоники Л 2, четвертой Д Г и восьмой 0 Г определяется длительностью сиг 1 нала Тс(дй = д К = ЛЕВ = )тогТс да как ширина спектра ОФМн сигнала определяется длительностью Ьл его элементарных посылок 1М = - ,-, т.е."и ширина спектра указанных гармоник стала в И раз меньше ширины спектра входного сигнала:Ес ЛЕс ЛГс--- ИВГ, вй зГ, Следовательно, при умножении частоты ОФМн сигнала на два, четыре и11 11восемь его спектр сворачивается вИ раз. Это позволяет обнаружить ОФМнсигнал, лаже тогда, когда его мощность на входе накопителя меньше мощности шумов.Время накопления и пороговый уровень П, в накопителе 8 выбираетсятаким, чтобы этот уровень не превышал 1 случайные помехи.При этом на экране ЭЛТ 9 образуется импульс (частотная метка), положение которого на горизонтальной развертке однозначно определяет несущуючастоту принимаемого ФМн сигнала(фиг.За),Для визуальной оценки величинаскачков фазы дци кратности фазовойманипуляции гп принимаемого ФМн сигнала используется ЭЛТ 13 с круговойразверткойПричем круговая развертка формируется с помощью генератора10 опорного напряжения, частота Гокоторого равна промежуточной частотепр ( о = Гп )Напряжение генерато-ра 10 поступает через усилитель 14на вертикальный электрод, а черезфазовращатель 11 на 90 и усилитель12 на горизонтальный электрод ЭЛТ 13,на управляющий электрод которой черезоткрытые ключи 20, 25 и 6 поступаетФМн сигналПпрПпр 1 соз 2 пйпЦ (й) + Ц; 0 (с (Тс выхода усилителя 5 промежуточной частоты.Следовательно, напряжение генератора 10 используется для образования круговой развертки луча ЭЛТ 13, а принимаемый ФМн сигнал промежуточной частоты осуществляет модуляцию его яркости. На экране ЭЛТ 13 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг,Зб,в,г). Количество точек определяет кратность фазовой манипуляции ш, а угловое расстояние между ними равно величине скачков фазы принимаемого ФИн сигнала. При неравенстве частот (Й,Г и ) яркостныеметки двигаются по окружности с разностной частотой.Время ьзадержки линии 7 задержки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные параметры 404975бпринимаемого ФМн сигнала, наблюдаяосциллограммы на экранах ЭЛТ 9 и 13,По истечении этого времени напряжение с выхода линии 7 задержки поступает на вход сброса накопителя 8 исбрасывает его элементы в начальноесостояние, при котором гетеродин 3оказывается подключенным к выходу 10 генератора 1 развертки, а ключ 6закрывается, т.е. переводится в своеисходное состояние. С этого моментавремени просмотр заданного частотного диапазона 0 и поиск ФМн сигналов 15 продолжается, В случае обнаруженияследующего ФМн сигнала работа фазометра происходит аналогичным образом,Описанная работа фазометра соответствует случаю приема ФМн сигналовпо основному каналу на частоте ГЕсли ложный сигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу на частоте Г , то усилителем 5 промежуточной частоты выделяется сигнал 25 (фиг.5 а), частота которого (Лиг.5 б)изменяется по линейно-падающему зако. ну, что вызывает появление на выходечастотного детектора 16 линейно-падающего напряжения (фиг.5 г), произЗп водная которого имеет отрицательныйзнак (фиг,5 д) и не пропускается однополярным вентилем 18. Блок 19 совпадения не срабатывает, ключ 20 неоткрывается, ложный сигнал (помеха),пРинимаемый по зеРкальному каналу1 на частоте Г, подавляется.Если ложный сигнал (помеха) принимается по первому комбинационномуканалу на частоте Гто общий коэффициент усиления детекторного приемника больше коэффициента усилениясупергетеродинного приемника, навыходе блока 23 сравнения формируется отрицательный импульс,ко торый не пропускается Однополярным вентилем 24. Ключ 25 неоткрывается, ложный сигнал (помеха), принимаемый по первому комбинационному каналу на частоте Г , подавляется.По аналогичной причине подавляются ложные сигналы, принимаемые повторому и другим комбинационным каналам.Таким образом, предлагаемый фазометр по сравнению с известным обеспечивает подавление ложных сигналов(помех), принимаемых по зеркальному икомбинационным каналам.Это достигается использованиемамплитудного и частотного детекторов, а также дополнительного детекторного приемника, коэффициент усиления которого выбран таким образом, чтобы он был меньше коэффициента усиления супергетеродинного приемника при приеме сигналов по основному и зеркальному каналам и больше при приеме сигналов 10 по комбинационным каналам. Тем самым повышается точность визуальной оценки основных параметров фазоманипулированных сигналов путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых 15 по зеркальному и комбинационным каналам. Формула изобретения20ОсциллограФический фазометр по авт.св. Мф 1247778, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности визуальной оценки основных параметров фазоманипулированных сигналов, в него введены последовательно соединенные с выходом усилителя промежуточной частоты частотный детектор, блок дифференцирования, однополярный вентиль, блок совпадения и второй ключ, информационный вход которого подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, а также первый амплитудный детектор и последовательно соединенные с входом фазометра второй амплитудный детектор, видеоусилитель, блок сравнения, второй однополярный вентиль и третий ключ, информационный вход которого подключен к выходу второго ключй, а выход третьего ключа соединен с входом первого ключа, при этом вход первого амплитудного детектора подключен к выходу усилителя промежуточной частоты, а выход первого амплитудного детектора соединен с вторыми входами блокон совпадения и сравнения.. Черн оррек одписное 49 каз роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна Тираж 772 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 13035, Москва, Ж, Ркомитета СССРи открытийкая наб., д.