Компаратор близких частот

3 15662Изобретение относится к радиотехническим измерениям и может быть использовано в радиолокации для автоматического измерения кратковременной нестабильности частоты источников 5 стабильных колебаний.Цель изобретения - повышение точности измерения нестабильности частоты.10На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая работу формирователя временных измерительных интервалов15Устройство содержит первую входную клемму 1, вторую входную клемму 2, четвертый смеситель 3, первый смеси- тель 4, второй смеситель 5, третий умножитель 6 частоты, второй делитель 7 частоты, второй умножитель 8 частоты, первый делитель 9 частоты, первый умножитель 10 частоты, пятый смеситель 11, третий смеситель 12, формирователь 13 счетных импульсов, второй амплитудный компаратор 14, первый амплитудный компаратор 15, генератор 16 импульсов интервала измерения формирователь 17 временных измерительных интервалов, блок 18 управления входами счетчика, Формирователь 19, временного интервала пары импульсов, реверсивный счетчик 20 импульсов, формирователь 21 интервала усреднения, регистр 22 результата, индикатор 23 результата, блок 24 переполнения, индикатор 25 переполнения.Первая входная клемма 1 соединена с первым входом первого смесителя 4 и входом первого умножителя 10 частоты, выход которого соединен с формирователем 13 счетных импульсов, вторая входная клемма 2 соединена с первым входом второго смесителя, 5, второй вход которого соединен с выходом первого смесителя 4, второй вход которого соединен с выходом второго делителя 7 частоты, выход второго смесителя 5 соединен с входом второго умножителя 8 частоты, выход которого соединен с первым входом третьего сме,сителя 12, первая входная клемма 1 соединена с входом второго делителя 7 частоты и первым входом четвертого смесителя 3, выход которого через третий умножитель 6 частоты соединен с первым входом пятого смесителя 11,второй вход которого соединен с выходом 98 4первого делителя 9 частоты и вторымвходом третьего смесителя 12, выходкоторого через первый амплитудныйкомпаратор 15 соединен с первым входом формирователя 17 временных измерительных интервалов, второй вход которого через второй амплитудный компаратор 14 соединен с выходом пятогосмесителя 11, причем первый и второйвходы блока 18 управления входамисчетчика соединены соответственно спервым и вторым выходами формирователя 17 временных измерительных интервалов и первым и вторым входамиформирователя 19 временных интерваловпары импульсов, третий вход соединенс выходом формирователя 13 счетныхимпульсов, четвертый вход соединен спервым выходом формирователя 21 интервала усреднения, а пятый вход соединен с выходом заема счетчика 20,первый выход блока 18 управления входами счетчика соединен с входом суммирования счетчика 20, второй входсоединен с входом вычитания счетчика20, а выход формирователя 19 временного интервала пары импульсов соеди,/нен с входом формирователя 21 интервала усреднения, второй выход которогосоединен с управляющим входом регистра22 результата, вход сброса формирователя21 интервала усреднения соединен свходом сброса формирователя 19 временного интервала пары импульсов,входом сброса блока 24 переполнения,входом сброса счетчика 20 и выходомгенератора 16 импульсов интерваловизмерения, информационные выходы реверсивного счетчика 20 соединены соответственно с информационными входамииндикатора 23 результата через регистр 22 результата, вход блока 24переполнения соединен с выходом переполнения счетчика 20, а выход - свходом индикатора 25 переполнения,кроме того, второй вход четвертогосмесителя 3 соединен с выходом первого смесителя 4, а вход второго делителя 7 частоты соединен с входом первого делителя 9 частоты,Устройство работает следующим образом,Пусть входной аналоговый сигнал,обладающий в общем случае как частотной, так и амплитудной нестабильностью, имеет видЦ (С) = А(1:) совы с + ц(С)7 (1)ц (с)=и(с)-ц(е) = з 18 п шЧ - ср 3(16)а так как , = сопят, то искомая информация является величиной шу(С). Далее (16) подвергается усреднению. Процесс определения разности (16) из (14) и (15) осуществляется в два этапа. На первом этапе формирователь 17 1 О временных измерительных интервалов формирует предварительную разность, а на втором этапе счетчик 20 вычисляет окончательную разность, которая усредняется за определенный (за даваемый формирователем 21 интервала усреднения) промежуток времени, а результат усреднения фиксируется регистром 22 результата и индицируется индикатором 23 результата. 20Рассмотрим подробнее процесс формирования предварительной разности формирователем 17 временных измерительных интервалов.25На фиг,2 а и б показаны в упрощенном виде выходные сигналы (12) и (13) соответственно третьего и пятого смесителей 12 и 11. На фиг.2 б и в изображены временные диаграммы импульсных последовательностей (14) и (15) выходных сигналов первого и второго амплитудных компараторов 13 и 14, которые поступают соответственно на первый и второй входы формирователя35 17, на выходах которого образуются соответственно импульсные последовательности (фиг.2 ж и з), которые по" ступают далее соответственно на первый и второй входы блока 18 управления входами счетчика. Сформированные таким образом импульсные последовательности (фиг,2 ж и 2 з) имеют длительности, которые определяются разницей между временем появления и вре менем исчезновения. импульсных сигналов на первом и втором входах формирователя 17, Таким образом, из сигналов (фиг.2 в и г) исключается тот промежуток времени, когда оба эти сигнала одновременно присутствуют на первом и втором входах формирователя 17. Вычисление окончательной разности в длительности импульсных последовательностей (фиг.2 ж и з) производится счетчиком 20. Блок 18 управления реверсивным счетчиком 20 работает так, что первый приходящий импульс (фиг.2 ж и з) попадает на вход суммирования счетчика 20, а второйимпульс - на вход вычитания.Аналогично обрабатывается следующая пара импульсов, но при этом учитывается начальное состояние счетчика 20 от результата предыдущей разности. При этом пары импульсов с первого и второго выхода формирователя17 временных измерительных интервалов (фиг,2 ж и з) поступают соответственно на первый и второй входыформирователя 19 временного интервалапары импульсов, который формирует насвоем выходе кратковременный импульспосле окончания прохождения на первом и втором входах пары импульсов.Формирователь 21 интервала усредненияподсчитывает число пар обрабатываемыхимпульсов и формирует на своем первом выходе сигнал, длительность которого определяется числом обрабатываемых пар импульсов (или формирует интервал усреднения). Выходной сигналформирователя 21 поступает на четвертый вход блока 18 управления входами счетчика и определяет время разрешения поступления импульсов на входы счетчика 20, При этом выходнойсигнал с второго выхода формирователя21 интервала усреднения постугает наразрешающий вход регистра 22 результата и разрешает запись сформированного кода числа результата усредненияопределенного количества разности паримпульсов из счетчика 20 в разряды регистра 22, При этом одновременно сзаписью кода числа в регистр 22 результата происходит индикация кодачисла регистра 22 результата индика-,тором 23 результата, Если в процессевычисления среднего значения величины (16) хотя бы однократно происходило переполнение счетчика 20 импульсов, то блок 24 переполнения подаетна индикатор 25 переполнения сигнал,равный логической единице. Такой результат вычисления не несет достоверную информацию об измеряемой величине, и этот результат измерения необходимо исключить из рассмотрения. Генератор 16 импульсов интервала измерения формирует кратковременные импульсы положительной полярности, следующие с частотой, равной частоте проведения измерений,Таким образом повышенная точностьизмерения устройства повышается засчет вычисления счетчиком 20 им 15 б 6298пульсов математического ожидания измеряемой величины из строго определенного числа однократных измерений и за определенный интервал усреднения.5 Формула изобретенияКомпаратор близких частот, содержащий две входные клеммы, два делителя частоты, формирователь счетных 0 импульсов, три смесителя, два умножителя частоты и счетчик импульсов, причем первая входная клемма соединена с первым входом первого смесителя и входом первого умножителя частоты, 15 выход которого соединен с входом формирователя счетных импульсов, вторая входная клемма соединена с первым входом второго смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого 30 смесителя, второй вход которого соединен с выходом второго делителя частоты, выход второго смесителя соединен с входом второго умножителя час тоты, выход которого соединен с первым входом третьего смесителя, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены четвертый и пятый смесители, третий умножитель З 0 частоты, два амплитудных компаратора, формирователь временных измерительных интервалов, генератор импульсов интервалов измерения, блок управления входами счетчика, формирова тель временного интервала пары импуль. сов, формирователь интервала усреднения, регистр результата, индикатор результата, блок переполнения, индикатор переполнения, а счетчик им пульсов выполнен реверсивным, при этом первая входная клемма соединена с входом второго делителя частоты и первым входом четвертого смесителя, выход которого через третий умножи тель частоты соединен с первым входом пятого смесителя, второй вход которого соединен с выходом первого делителя частоты и вторым входом третьего смесителя, выход которого через 50 первый амплитудный компаратор соединен с первым входом формирователявременных измерительных интервалов,второй вход которого через второйамплитудный компаратор соединен с выходом пятого смесителя, первый и второй входы блока управления входамисчетчика соединены соответственно спервым и вторым выходами формирователя временных измерительных интервалов и первым и вторым входами формирователя временных интервалов пары импульсов, третий вход блока управления входами счетчика соединен с выходом формирователя счетных импульсов, четвертый вход блока управления входами счетчика соединен с первым выходом формирователя интервалаусреднения, пятый вход блока управления входами счетчика соединен с выходом заема счетчика импульсов, первыйи второй выходы блока управления входами счетчика соединены соответственно с входом суммирования и входом вычитания счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с входом блока переполнения, вход сбросакоторого соединен с входом сбросаформирователя интервала усреднения,входом сброса счетчика импульсов, входом сброса формирователя временногоинтервала пары импульсов и выходомгенератора импульсов интервала измерения, выход формирователя временного интервала пары импульсов соединен с входом формирователя интервалаусреднения, второй выход которогосоединен с управляющим входом регистра результата, информационные выходысчетчика импульсов соединены соответственно с входами индикатора результата через регистр результата,выход блока переполнения соединен свходом индикатора переполнения, второй вход четвертого смесителя соединен с выходом первого смесителя, авход второго делителя частоты соединен с входом первого делителя частоты.1566298 Составитель Е,МинкиТехред М.Дидык Редактор С.Патруше ектор М.Самборская аз 1219 аж 55 одписио НИИПИ сударственного комитета по изобретениям и открытиям при Г 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5