Индикаторное устройство

1747904 Изобретение относится к радиоизмерительной технике. а именно к индикаторнымустройствам, и может использоваться дляиндикации быстро изменяющихся процессов, в частности для визуального анализа и 5регистрации параметров сложных сигналовс комбинированной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией (ЛЧМ-МФМн) и являетсядополнительным к основному авт,св. М1682788.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и избирательности устройства путем подавления ложных сигналов(помех), принимаемых по зеркальному и 1комбинационным каналам,На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 -структурная схема обнаружителя; на фиг.З- вид осциллограммы: на фиг,4 и 5 - частотная и временные диаграммы, поясняющиеработу устройства,Индикаторное устройство содержит генератор 1 развертки, первую электроннолучевую трубку (ЗЛТ) 2, приемную антенну 23, первый шйрокополосный усилитель 4, частотный детектор 5, дифференцирующиецепи 6 и 7, смеситель 8, первый усилитель 9промежуточной частоты, первый ключ 10,первый умножитель 11 частоты на восемь,первый полосовый фильтр 12, первый делитель 13 частоты, второй полосовый фильтр14, перемножитель 15, второй полосовыйфильтр 16, второй умножитель 17 частоты навосемь, третий полосовый фильтр 18, второй делитель 19 частоты на восемь, четвертый полосовый фильтр 20. первый фазовыйдетектор 21, пятый фильтр 22 нижних частот, формирователь 23 управляющего сигнала, первый элемент 24 управляемойзадержки, обнаружитель 25, второй элемент 26 задержки, второй ключ 27, блок 28поиска, гетеродин 29, второй частотный детектор 30, первый фазоврвщатель 31 на 90,10 20. пает на первые входы смесителей 8, 43 и30 перемножителя 47. На второй вход смесите-.ля 8 с первого выхода гетеродина 29 подается напряжение линейно-изменяющейсячастоты, которое с второго выхода гетеродина 29 поступает на вход фазовращателя 4235 на 90, Образующееся на выходе напряжение подается на второй вход смесителя 43,На выходах смесителей 8 и 43 образуетсянапряжение комбинационных частот,.Усилителями 9 и 44 выделяются напря 40 женил промежуточной частоты, которые поступают на два входа сумматора 46 и далеена второй вход перемножителя 47,Частота настройки полосового фильтра48 выбирается равной начальной частоте геманипуляцией. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и избирательности. Индикаторное устройство содержит генератор 1 развертки, три трубки 2, ЗЗ и 34, приемную антенну 3, широкополосный усилитель 4, частотные детекторы 5 и 30, дифференцирующие цепи 6 и 7, смесители 8 и 43, усилители 9 и 44 промежуточной частоты, ключи 10, 27 и 50, умножители 11 и 17 частоты на восемь, полосовые фильтры 12,14, 16. 18, 20 и 48, делители 13 и 19 частоты на восемь, перемножители 15 и 47, фазовый детектор 21, фильтр 22 нижних частот, формирователь 23 управляющего сигнала, элемент 24 управляемой задержки, обнаружитель 25., элемент 26 задержки, блок 28 поиска, гетеродик 29, фазовращатели 31. 42 и 45 на 90, генератор 32 опорного напряжения, сумматор 46, амплитудный детектор 29, 5 ил,генератор 32 опорного напряжения, вторая и третья ЭЛТ ВЗ, 34, информационный вход 35, вход 36 сброса, первый измеритель 37 ширины спектра, третий умножитель 38 частоты на восемь, второй измеритель 39 ширины спектра, блок 40 сравнения. пороговый блок 41, второй фазовращатель 42 на 90 О, второй смеситель 43, второй усилитель 44 промежуточной частоты, третий фазовращатель 45 на 90, сумматор 46, второй перемножитель 47, шестой полосовый фильтр 48, амплитудный детектор 49, третий ключ 50, соединенные определенным образом.Индикаторное устройство работает следующим образом.Просмотр заданного диапазона частот ПГ осуществляется с помощью блока 28 поиска, который периодически с периодом Т по пилообразному закону перестраивает частоту гетеродина 29. Одновременно блок 28 поиска формирует горизонтальную развертку ЗЛТ ЗЗ, которая используется как ось частот и соответствует полосе обзора заданного диапазона частот П Г. Ключи 10, 27 и 50 в исходном состоянии всегда закрыты. Сигнал с выхода приемной антенны 3 через широкополосный усилитель 4 посту12 и поступает на вход делителя 13 частоты5 нэ восемь. На выходе последнего образуется напряжение (фиг.5 В), которое представляет собой ЛЧМ сигнал на промежуточнойчастоте и выделяется полосовым фильтром14, Это напряжение поступает на вход чэс 10 тотного детектора 5, на выходе которого образуется видеоимпульс (фиг,5 г), формакоторого соответствует закону лйнейной частотной модуляции, Указанный видеоимпульс с.еыхода частотного детектора 515 поступает на вход дифференцирующей цепи 6, выходной импульс (фиг,5 д) которой подается на вертикально-отклоняющиепластины ЭЛТ 2 и на вход дифференцирующей цепи 7, На выходе дифференцирующей20 цепи 7 образуются короткие рэзнополярные импульсы (фиг,5 е), Причем положительным коротким импульсом запускается, аотрицательным коротким импульсом закрывается генератор 1 развертки. Сформиро 25 ванное пилообразное напряжение (фиг,5 ж)используется в качестве напряжения развертки и поступаетна горизонтэльйо=откло=" "няющие пластины ЭЛТ 2. На экране ЗЛТ 2образуется импульс (фиг,5 д), длительность30 которого пропорциональна длительностйпринимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала, амплитуда пропорциональна скоростиизменениячастоты внутри импульса,а площадь осциллограммы- пропорциональна девиации ча-35 стоты принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала,Для визуальной оценки основных параметров принимаемого сигнала нэ экранЗЛТ 2 наносится координатная частотновременная сетка,40 Напряжение (фиг,5 е) с выхода полосового фильтра 14 поступает на информационный вход элемента 24 управляемойзадержки и далее на второй вход перемножителя 15, на первый вход которого подает 45 ся напряжение (фиг.5 б) с выхода ключа 50,На выходе перемножителя 15 образуется. напряжение биений (фиг.5 з), которое представляет собой ФМн сигнал на частоте биений. Причем частота биений определяется 50 скоростью изменения частоты сигнала и ве- .личиной задержки,Напряжение биений выделяется полосовым фильтром 16 и поступает навход умножителя 17 частоты на восемь, на выходе 55 которого. образуется гармоническое колебание, выделяемое полосоеым фильтром 18 и поступающее на вход делителя 19 частоты на восемь, на выходе которого образуется .напряжение (фиг.5 и), которое представляет собой гармоническое колебание на частоте теродинэ, Поэтому полосовым фильтром 48выделяется напряжение, которое после детектирования в амплитудном детекторе 49поступает на управляющий вход ключа 50.открывая его, При этом напряжение с выхода сумматора 46 через открытый ключ 50поступает на первые входы ключа 10, перемножителя 15 и обнаружителя 25, На входе умножителя 38, частоты нэ восемьобнаружителя 25 образуется колебание, вкотором фазовая манипуляция уже отсутствует,Ширина спектра восьмой гармоникисигнала в Й раз меньше ширины спектравходного сигнала,Следовательно, при умножении частотыЛЧМ-МФМ сигнала на восемь его спектр"сворачивается" в й рэз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ЛЧМ-МФМнсигнал даже тогда, когда его мощность навходе устройства меньше мощности шумови помех.Ширина спектра входного сигнала измеряется с помощью измерителя 37, ширина спектра восьмой гармоники сигналаизмеряется с помощью измерителя 39. Напряжения, пропорциональные ширинеэтих спектров, с выходов измерителей 37 и39 поступают на два входа блока 40 сравнения и на выходе блока 40 сравнения образуется положительный импульс, которыйпоступает на вход порогового блока 41, гдесравнивается с пороговым напряжением;Пороговое напряжение выбирается таким,чтобы этот уровень не превышал случайныепомехи, Пороговое напряжение превышается только при обнаружении ЛЧМ-МФМнсигнала. При превышении порогового напряжения в пороговом блоке 41 формируется постоянное напряжение, котороепоступает на управляющий вход блока 28поиска, переводя его е режим остановки, навход элемента 26 задержки, нэ управляющие входы ключей 10 и 27, открывая их навертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 33С этого момента временй просмотр заданного частотного диапазона и поиск ЛЧММФМн сигналов прекращается на времявизуального анализа основных параметровобнаруженного сигнала, котороеопределяется временем задержки элемента 26 задержки, При этом на экране ЭЛТ 33образуется импульс, положение которого нагоризонтальной развертке однозначно оп. ределяет начальную несущую частоту обнаруженного ЛЧМ-МФМн сигнала (фиг,За),При остановке блока 28 поиска на выходе сумматора 46 образуется напряжение(фиг.5 б), которое через открытые ключи 50 и10 поступает на вход умножителя 11 часто-. ты на восемь, На вьгходе умножителя 11 частоты на восемь образуется напряжение. коорое выделяется полосовым фильтромбиений, выделяемое полосовым фильтром 20 и поступающее на первый вход фазового детектора 21, на второй вход которого подается напряжение с выхода генератора 32 опорного напряжения.Если указанные напряжения отличаются друг от друга по частоте и фазе то на выходе фазового детектора 21 образуется управляющее напряжение. Причем амплитуда и полярность этого напряжения зависят от степени и направления отклонения частоты биений от частоты генератора 32 опорного напряжения. Управляющее напряжение выделяется фильтром 22 нижних частот и с помощью формирователя 23 управляющего сигнала воздействует на управляющий вход элемента 24 управляемой задержки, изменяя величину задержки так, чтобы выполнялось равенство частоты биений и частоты генератора опорного напряжения,Для визуальной оценки величины скачков фазы и кратности фазовой манипуляции принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала используется ЭЛТ 34, выполненная с круговой разверткой, При этом круговая развертка формируется с помощью генератора 32 опорного напряжения, частота которого поддерживается равной частоте биений с помощью системы фэзовой автоподстройки частоты,Напряжение (фиг.5 з) с выхода полосового фильтра 16 через открытый ключ 27 постфэет на вход частотного детектора 30, на выходе которого формируется последовательность коротких рэзнополярных импульсов (фиг.5 к) временное положение которых соответствует моментам скачкообразного изменения фазы сигнала фиг,5 з).Напряжение с выхода генератора 32 опорного напряжения поступает непосредственно на вертикально-отклоняющие пластины, э через фазовращатепь 31 нэ 90 - на. горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ 34, образуя на ее экране круговую развертку. Последовательность разнополярных импульсов фиг.5 к) с выхода частотного детектора 30 поступает на модулирующий электрод ЭЛТ 34, обеспечивая модуляцию ее электронного луча по яркости, При этом на экране ЭЛТ 34 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных по окружности (фиг,3 б, в.г). Количество точек определяет кратность фэзовойманипуляции, а угловое расстояние между нимй равно величине скачков фазы принимаемого сигнала. При неравенстве частот яркостные метки будут двигаться по окружности с разностной частотой и достоверность визуальной оценки кратности манипуляции и величины скачков фазы принимаемого сигнала снижается, Для устранения этого используется система фазовой автоподстройкичастоты.5 Время задержки элемента 26 задержки,выбирается таким, чтобы можно бйло визуально оценить основные параметры обнаруженного ЛЧМ-МФМн сигнала, наблюдаяосциллограммы на экранах ЭЛТ 2, 33 и 34,10 По истечении этого времени напряжение свыхода элемента 26 задержки поступает навход сброса обнаружителя 25 и сбрасываетего содержимое на нулевое значение, Приэтом блок 28 поиска переводится в режим15 перестройки, а ключи 10 и 27 закрываются,т.е. переводятся в свои исходные состояния,С этого момента времени просмотр заданного частотного диапазона ОГ и поиск ЛЧММФМн сигналов продолжается.20 В случае обнаружения следующегоЛЧМ-МФМ -Н сигнала работы устройствапроисходит аналогичным образом.Описанная работа устройства соответствует случаю приема сигналов по основно 25 му каналу нэ частоте (фиг,4). Если ложныйсигнал (помеха) принимается по зеркальному каналу. то усилителями 9 и 44 промежуточной частоты выделяются напряжения,поступающие на два входа сумматора 46,30 которые на его выходе компенсируются.Следовательно, ложный сигнал (помеха),принимаемый по зеркальному каналу, подавляется,Если ложный сигнал принимается по35 первому комбинациойному каналу. то усилителями 9 и 44 промежуточной частоты выделяются напряжения, поступающие на двавхода сумматора 46, которые на его выходекомпенсируется. Следовательно, ложный40 сигнал, принимаемый по первому комбинационному каналу подавляется,Если ложный сигнал принимается повторому комбинационному каналу, то уси-,лителями 9 и 44 промежуточной частоты вы 45 деляются напряженйя, которые поступаютна два входа сумматора 46, на выходе которого образуется напряжение. поступающеена второй вход перемножителя 47, на первый вход которого подается принимаемый50 ложный сигнал с выхода усилителя 4. Навыходе перемножителя 47 образуется напряжение, которое не попадает в полосу пропускания полосового фильтра 48. Ключ 50 неоткрывается и ложный сигнал подавляется.55Формула изобретен и я Индикаторное устройство по авт.св. М1682788, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и избирательности путем подавления ложныхсигналов, принимаемых по зеркальному и комбинационному каналам, в него введены последовательно включенные второй фазовращатель, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты и третий фазовращатель, последовательно соединенные второй перемножитель, шестой полосовой фильтр и амплитудный детектор, причем первый усилитель промежуточной частоты соединен с первым перемножителем через введенные и последовательно соединенные сумматор и третий ключ, при этом второй вход сумматора подключен к выходу второго фазовращателя, а его выход 5 - к первому входу второго перемножителя,второй вход которого соединен с выходом широкополосного усилителя и вторым входом второго смесителя, а выход амплитудного детектора подключен к второму вхоДу 10 третьего ключа,Составитель Н,МакаренкоРедактор А,Долинич Техред М.Моргентэл Корректор Э.Лончаков издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 роизводствен аказ 2493 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва; Ж, Раушская наб., 4/5