Устройство для измерения параметров радиоимпульсов

ОП ИС ИЗОБВ К АВТОРСКОМУ Сфез х.еветсиизСфцивлистмчвсиииРеслублии(61) Дополнительное к (22) Заявлено 10,11,8 с присоединением заяв 1 ввумрстюиый келитвт СССР бретеиий(72) Авторы изобретения Г. П, Белаш и Е. И. Качанов нинградский ордена Ленина электротехнический"инсти им, В, И. Ульянова (Ленина) вител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОИМПУЛЬСОВ роста извод Наиб олее бли по техничес аемому эффе тво для изм гаемои доким к пре длаой сущностикту являетсярения интервалами, которое споки сравнениясоединен с вь ла вреодержит, сигнапь ени двумя сигнаервый и второйный вход которого одо 1Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и может бытиспользовано для измерения амплитудыфазы и периода несущей частоты радиоимпульсных сигналов,Известны устройства дпя измеренияпараметров радиоимпупьсов, таких какамплитуда, фаза,и период, которые включают в себя цифровой амппифазометр ипериодомер 1.Однако такие устройства обладаютнеточной помехоустойчивостью и проят измерения только некоторых па-раметров радиоимпупьсов из таких, какамплитуда, фаза и период несущей частоты радиоимпупьсов сигнапа,.2генератора эталонной частоты, а управляющий вход - с выходом триггера, счетчик результатов, устройство управления, первый и второй элементы совпадения, первый и второй двоичные счетчики, реверсивный счетчик, управляемый умножитель частоты, делитель частоты, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, входы которых подключены к выходам 0соответственно первого и второго двоичного счетчика, выход первого элемента совпадения подключен к входу первого двоичного счетчика и к первому входу реверсивного счетчика, выход второго элемента совпадения соединен с входом второго двоичного счетчика, первым управляющим входом триггера и с вторым входом реверсивного счетчика, входы первого элемента совпадения соединены с 2 о выходами триггера и первого бпока сравнения, входы второго элемента совпадения подключены к первому выходуустройства управления и к выходу второго блока сравнения, первый вы 3 9382 хоп реверсивного счетчика подключен к второму управляющему входу триггера второй выхоп реверсивноГо счетчика соединен с входом управляемого умножителя частоты, вход которого подсое цинен к выходу кпюча, а выход через делитель частоты соединен с входом счетчика резупьтатов, выходы первого и второго цифро-анапоговых преобразоватепей соединены с первымивходами соответственно первого и второго блоков сравнения 2.Однако известное устройство обпадает недостаточным диапазоном измеряемых параметров, который ограничен только измерением интервала времени между дву мя сигналами.Цепь изобретения - расширение диапазона измеряемых параметров.20Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены третий и четвертый бпок сравнения, блок одновибраторов, управляемый инвертор, вычислитепьное устройство, первое и вто 25 рое запоминающее устройство, управпяемый делитель напряжения, формирователь опорного напряжения допопнитепьный кпюч, счетчик периода, коммутатор, кодовый делитель, сумматор, причем выходтретье 30 го блока сравнения соединен с входом блока одновибраторов, первый выход которого подкпючен к первому входу устройства управпения, а второй выход - к второму входу управпения вычиспитепьного устройства и к входам сброса первого двоичного счетчика, реверсивного счетчика и счетчика результатов, первый вход управления вычислитепьного устройства подключен к второму выходу устройства управления, первый информационный вход вычиспитепьного устройства соединен с выходом первого двоичного счетчика, информационный выход вычиспитепьного устройства подкпючен к информационному входу первого запоминающего устройства, 45 выход первого запоминающего устройства соединен с первым входом второго запоминающего устройства, с вторым инфор мационным входом вычиспитепьного устройства и с цифровыми входами управля емого делитепя напряжения и формирователя опорного напряжения, выход которого соединен с входами опорного напряжения первого и второго цифроаналогового преобразователя, вход управления пер ы вого запоминающего устройства подкпючен к выходу управления вычислительного устройства, третий выход устройства управления соединен с входомсброса счетчика периода, вход управления второгозапоминающего устройства и вход запуска кодового депитепя подключены к четвертому выходу устройства управления,вход управления допопнитепьного кпючасоединен с пятым выходом устройства управления, управляющие входы управляемого инвертора и коммутатора соединены сшестым выходом устройства управпения,выход счетчика результатов подкпючен квторому входу второго запоминающего.устройства и к первому входу сумматора, выход которого соединен с третьим .входом второго запоминающего устройства, второй вход устройства управпениясоединен с шиной запуска, выход четвертого блока сравнения соединен с третьим входом устройства управления, четвертый вход устройства управления подкпючен к выходу триггера, выход второго двоичного счетчика подкпючен к пятому входу устройства управления, первыевходы третьего и четвертого блоков сравнения соединены с обшей шиной, сигнапьный вход управляемого инвертора соединенный с вторым входом третьего блокасравнения подкпючен к шине опорногосигнапа, объединенные вторые входы первого и четвертого блоков сравнения подключены к измерительной шине, выходуправляемого инвертора через управляемый делитель напряжения подкпючен квторому входу второго бпока сравнения,второй вход сумматора соединен с выходом коммутатора, сигнальный вход которого соединен с первым выходом счетчика периода, второй выход счетчика периода соединен с первым входом кодовогоделителя, второй вход которого соединенс третьим выходом второго запоминающего устройства, выход генератора эталонной частоты соединен с тактовым входом кодового делитепя и с сигнальнымвходом дополнительного ключа, выход которого соединен с входом счетчика периода,1На чертеже приведена схема устройства для измерения параметров радиоимпульсов.Устройство для измерения параметроврадиоимпульсов содержит третий бпок 1сравнения, блок 2 одновибраторов, четвертый блок 3 сравнения, управляемыйинвертор 4, вычислительное устройство 5,первое запоминающее устройство 6, устройство 7 управпения, управпяемый депитель 8 напряжения, формироватепь 9 опор5 938 ного напряжения, второй. блок 10 сравнения, второй элемент 11 совпадений, первый элемент 12 совпадений, первый блок 13 сравнения, второй цифроаналоговый преобразователь 14, второй двоичный счетчик 15, реверсивный счетчик 16, первый двоичный счетчик 17, первый цифроаналоговый преобразователь 18, триггер 19, делитель частоты 20, управляемый умножитель 21 частоты, ключ 10 22 генератор 23 эталонной частоты, дополнительный ключ 24, счетчик 25 результатов, сумматор 26, коммутатор 27, счетчик 28 периода, второе запоминающее устройство 29, кодовый делитель 30, 1Сигнальный вход ключа 22 соединен с выходом генератора 23 эталонной частоты, а управляющий вход - с выходом триггера 19, вход первого цифроаналого 20 вого преобразователя 18 подключен к выходу первого двоичного счетчика 17 вход второго цифроаналогового преобразователя 14 подключен к выходу второго двоичного счетчика 15, выход первого элемента 12 совпадений подключен к входу первого двоичного счетчика 17 и к первому входу реверсивного счетчика 16, выход второго элемента 11 совпадений соединен с входом второго двоичного30 .счетчика 15, первым управляющим входом триггера 19 и с вторым входом реверсивного счетчика 16, входы первого элемента 12 совпадений соединены с выходами триггера 19 и первого блока 13 сравнения, входы второго элемента 11 совпадений подключены к первому выходуустройства 7 управления и к выходу второго блока 10 сравнения, первый выход реверсивного счетчика 16 подключен к0 второму управляющему входу триггера 19, второй выход реверсивного счетчика 16 соединен с входом управляемого умножителя 21 частоты, включенного на выходе ключа 22, а его выход через де литель 20 частоты соединен с входом счетчика 25 результатов, выход первого цифроаналогового преобразователя 18 соединен с первым входом первого блока 13 сравнения, выход второго цифроаналогового преобразователя 14 соединен с 0 первым входом второго блока 10 сравнения, выход третьего блока 1 сравнениясоединен с входом блока 2 одновибраторов, первый выход которого подключен к первому входу устройства 7 управления, а второй выход - к второму входу управления вычислительного устройства 5 и к входам сброса первого двоичного счетчи 206 6ка 17, реверсивного счетчика 16 и счетчика 25 результатов, первый вход управления вычислительного устройства 5 подключен к второму выходу устройства 7 управления, первый информационный вход вычислительного устройства 5 соединен с выходом первого двоичного счетчика 17, информационный выход вычислительного устройства 5 падключен к информационному входу первого запоминающегоустройства 6, выход первого запоминающего устройства 6 соединен с первым входом второго запоминающего устройсч- ва 29, с вторым информационным входом вычислительного устройства 5 и с. цифровыми входами управляемого делителя 8 напряжения и формирователя опорного напряжения, выход последнего соединен сходами опорного напряжения первого цифроаналогового преобразователя 18 и второго цифроаналогового преобразователя 14, вход управления первого заломинаюшего устройства 6 подключен к выходу управления вычислительного устройства 5, третий выход устройства 7 управ- пения соединен с входом сброса счетчика 28 периода, вход управления второго запоминающего устройства 29 и вход запуска кодового делителя 30 подкпюче ны к четвертому выходу устройства 7 управления, вход управления дополнитепьного ключа 24 соединен с пятым выходом устройства 7 управления, управляющие входы управляемого инвертора 4 и коммутатора 27 соединены с шестым выходом устройства 7 управления, выход счетчика 25 результатов подключен к второму входу второго запоминающего устройства 29 и к первому входу сумматора 26, выход которого соединен с третьим входом второго запоминающего устройства 29, второй вход устройства 7 управления является входом запуска устройства, выход четвертого блока 3 сравнения соединен с третьим входом устройства 7 управления, четвертый вход устройства 7 управления подкшочен к выходу триггера 1 9 выход второго двоичного счетчика 15 подключен к пятому входу устройства 7 управления, первые входы третьего блока 1 сравнения и четвертого блока 3 сравнения заземлены, сигнальный вход управляемого инвертора 4 соединенный с вторым входом третьего блока 1 сравнения является входом опорного сигнала устройства, обьединенные вторые входы первого блока 13 сравнения и четвертого блока 3 сравнения являют 938206ся измерительным входом устройства, выход управляемого инвертора 4 через управляемый депитепь 8 напряжения подкпючен к второму входу второго бпока10 сравнения, второй вход сумматора 26 5соединен с выходом коммутатора 27, сигнальный вход которого соединен с первымвыходом счетчика 28 периода, второйвыход счетчика 28 периода соединен свыходом устройства и с первым входомкодового делителя 30 второй чход последнего соединен с третьим выходомвторого запоминающего устройства 29,выход генератора 23 этапонной частотысоединен с . тактовым входом кодовогоделителя 30 и сигнапьным входом дополнительного ключа 24 выход которогосоединен с входом счетчика 28 периода,первый и второй выходы второго запоминающего устройства 29 и выход кодового делителя 30 являются выходами устройства,Устройство работает следующим об -При нарастании опорного синусоидаль25ного сигнала в момент пересечения имнулевого потенциапа на первом выходеблока 2 одновибраторов появляется прямоугопьный импупьс, который поступаетна первый вход устройства 7 управпения.По заднему фронту этого импупьса бпок2 одновибраторов сформирует второй импульс, который появляется на.втором выходе бпока 2 одновибраторов. Этот импупьс производит сброс счетчиков 15, З 517 и 25, а также поступает на второйвход управления вычиспитепьного устройства 5,Процесс измерения начинается при поо явпении единичного потенциапа на входе запуска устройства, При поступлении с блока 2 одновибраторов на устройство 7 управпения импупьса, поспеднее производит сброс счетчика 28 периода, замыка 45 ние дополнитепьного кпюча 24 и запись в запоминающее устройство 6 максимального двоичного кода, при этом устанавпивается минимальный коэффициент деления управляемого делитепя 8 напряжения и максимальное напряжение на выходе формирователя 9 опорного напряжения, которое поступает на входы опорного напряжения цифроанапоговых преобразователей. Если фазовый сдвиг между опорным иа входным сигналом превышает 180, уст ройство 7 управпения через управляемый инвертор 4 производит инверсию опорного напряжения и открывает коммутатор 27, Одновременно устройство 7 управ- пения открывает эпемент 11 совпадения. Когда уровень опорного сигнапа достигает начапьного напряжения на выходе цифроанапогового преобразоватепя 1 4, срабатывает блок 10 сравнения и на выходе элемента 11 совпадений возникает рабочий перепад напряжения. При этом чиспо в реверсивном счетчике 16 увепичивается на единицу, что влечет за собой соответствующее изменение коэффициента умножения управпяемого умножитепя 21 частоты. Этим же перепадом напряжения перебрасывается триггер 19, кпюч 22 открывается, и импульс этапонной частоты через управляемый умножитель 21 чаототы через управпяемый умножитепь 21 и депитепь 20 частоты поступают на счетчик 25 резупьтата, Одновременно с этим число в счетчике 15 увеличивается на единицу и возрастает выходное напряжение преобразоватепя 1 4,При дальнейшем увепичении напряжения опорного сигнала вновь срабатывает блок 10 сравнения, который своим перепадом напряжения увепичивает на единицу чиспо в счетчиках 1 5 и 16, а также коэффициент умножения частоты.Такой процесс продопжается до полного запопнения счетчика 15, поспе чего он обнуляется, на выходе преобразователя 14 устанавливается первоначапьное напряжение, и часть устройства, состоящая из эпемента 11 совпадения и блока 10 сравнения, счетчика 15 и преобразователя 14, до конца цикла измерения не изменяет своего состояния,Б момент времени, определяемый фазовым сдвигом между опорным и вхопным сигнапами, начинает возрастать напряжение входного сигнала. При достижении им нулевого потенциала - начального .уровня преобразователя 18, срабатывает блок 13 сравнения и через открытый триггером 19 элемент 12 совпадения рабочий перепад напряжения уменьшает на единицу число в реверсивном счетчике 16, вследствие чего коэффициент умножения эталонной частоты также уменьшается на единицу. При этом в счетчике 17 увеличивается число на единицу и изменяется выходное напряжение преоб - разоватепя 18, Возрастание напряжения сигнала приведет к новому срабатыванию блока 13 сравнения, увепичению числа в счетчике 17 и уменьшению в счетчике 16, При обнулении последнего, триггер 19 перебрась:кается в нулевое состояние10 15 20 25 55 ключ 22 закрывается и цикл измерениязаканчивается. Если амплитуды опорного и измеряемого входного сигнала различаются более чем на величину шага квантования цифроаналоговых преобразователей 14 и 18, обнуление счетчика 16 и сброс триггера 19 будет произведено следующим импульсом с второго выхода блока 2 одновибраторов. При появлении второго импульса первого выхода блока 2 одновибраторов закончится первый цикл измерения, дополнительный ключ 24 разомкнется по комаиде с устройства 7 управления, вычислительное устройство 5 в соответствии с кодом записанным в счетчике 17 произведет необходимые вычисления и запишет в эапоминаюшее устройство 6 новый код, который изменит коэффициент депения управляемого делителя 8; напряжения и величину выходного напряжения формирователя 9 опорного напряжения. Одновременно устройство 7 управления откроет элемент 11 совпааения и начинется следующий цикл измерения, При появлении следующего импульса с блока 2 одновибраторов, свидетельствующего об окончании второго цикла измерения, вычислительное устройство в соответствии с кодом записанным в счетчике 17 произведет подстройку амплитуды опорного сигнала на выходе управляемого делителя напряжения 8 и приблизит к величине амплитуды входного сигнала. Иикл измерения с одновременной подстройкой амплитуды опорного сигнала будет повторяться до тех пор пока разность между амплитудой входного сигнала и амплитудой опорного сигнала на выходе управляемого делителя 8 напряжения не станет меньше величины шага квантования цифроаналоговых преобразователей 14 и 18.Как только разность амплитуд станетменьше шага квантования, так устройство 7 управления в конце каждого следуюшего цикла измерения будет давать сигнал на запись в запоминающее устройство 29 кодов пропорциональных амплитуде входного сигнала, фазовому сдвигу и усредненному интервалу времени между положительными нарастающими попуволнами входного сигнала и опорного сигнала на выходе управляемого сигнала на выходе управляемого делителя напряжения, измерение которых производилось на данном цикле измерения, а код пропорциональный амплитуде входного сигнала измеренной в процессе подстройки амплиЗО Э 5 40 туды, будет также храниться в запоминающем устройстве 29,Если в начале процесса измерения была произведена инверсия опорного сигнала, на вход сумматора 26, помимо кода поступающего с счетчика 25 результата, через открытый коммутатор 27 подается код с первого выхода счетчика 28 периода, Если коммутатор закрыт, код на выходе сумматора 26 совпадает с кодом на выходе счетчика 25 результата. Таким образом, на выходе кодового делителя 30 поягпяется код пропорциональный фазовому сдвигу между входным и опорным сигналом.Процесс измерения заканчивается при появлении на входе запуска устройства 7 управления нулевого потенциала.При превышении опорным сигналом нулевого потенциала на выходе блока сравнения появляется напряжение соответствующее логической 1. На такой перепад выходного напряжения блока 1 сравнения блок 2 одновибраторов сформирует положительный прямоугольный импульс на первом выходе а позапнему фронту этого сформированного импульса блок 2 сфор.мирует импульс на втором выоде. Суммарная длительность обоих импульсов устанавливается меньшей периода импульсов поступающих с генератора 23,Таким образом, предлагаеф эе устройство помимо измерения интервала времени одежду опорным сигналом на выходе управляемого делителя напряжения и входным радиоимпульсным сигналом позвол,ет измерять аьацщтуду фазу и период несущей часто:гы радиоимпульсов,формула изобретенияУстройство для измерения параметров радиоимпульсов, содержащее первый и второй блоки сравнения, ключ, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты, а управляющий вход - с выходом триггера, счетчик результатов, устройство управления, первый и второй элементы совпадений, первый и второй двоичные счетчики, реверсивный счетчик, управляемый умножитель часто" ы, делитель частоты, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго двоичного счетчика, выход первого элемента совпадений подключен к входу первого двоичного счетчика и к первому входуреверсивного счетчика, выход второго элемента совпадений соединен с входом второго двоичного счетчика, первым управляющим входом триггера и с вторым входом реверсивного счетчика, входы первого элемента совпадений соединены с выходами триггера и первого блока сравнения, входы второго элемента совпадений подключены к первому выходу устройства управления и к выходу второгоблока сравнения, первый выход реверсивного счетчика подключен к второму управляющему входу триггера, второй выход реверсивного счетчика соединен с входом управляемого умножителя частоты,вход которого подсоединен к выходу ключа, а выход через дели;епь частоты соединен с входом счетчика результатов,выходы первого и второго цифроаналогового преобразователей соединены с первыми входами соответственно первого ивторого блоков сравнения, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых параметров,в него дополнительно введены третий и 25четвертый блоки сравнения, блок одновибраторов, управляемый инвертор, вычислительное устройство, первое и второе запоминающее устройство, управпяемый делитель напряжения, формирователь опорного напряжения, дополнительный ключ, счетчик периода, коммутатор, кодовый депитеаь, сумматор, причем выход третьегоблока сравнения соединен с входом блокаодновибратора, первый выход которогоподключен к первому входу устройствауправления, а второй выход - к второмувходу управления вычислительного устрой- фства и к входам сброса первого двоичного счетчика, реверсивного счетчика и 40счетчика результатов, первый вход управления вычислительного устройства подключен к второму выходу устройства управления, первый информационный вход вычислительного устройства соединен с выходом первого двоичного счетчика, информационный выход вычислительного устройства подключен к информационному входупервого запоминающего устройства, выход первого запоминающего устройствас ое динен с первым входом втор огозапоминающего устройства, с вторыминформационным входом вычислительного устройства и с цифровыми входгм" управляемого делителя напряжения и формирователя опорного напряжения, выход которого соединен с входамиопорного напряжения первого и второго цифроаналогового и еобразоватепей,входуправления первого запоминающего устройства подключен к выходу управления вычислительного устройства, третий выходустройства управления соединен с входомсброса счетчика периода, вход управления второго запоминающего устройства ивход запуска кодового делителя подключены к четвертому выходу устройства управления, вход управления дополнительногоключа соединен с пятым выходом устройства упра пения, управляющие входыуправляемого инвертора и коммутаторасоединены с шестым выходом устройствауправления, выход счетчика результатовподключены к второму входу .второго запоминающего устройства и к первомувходу сумматора, выход которого соединен с третьим входом второго запоминающего устройства, второй вход устройства управления соединен с шиной запуска,выход четвертого блока сравнения соединен с "ретьим входом устройства управления, четвертый вход устройства управления подкшочен к.выходу триггера, выход второго двоичного счетчика подключен к пятому входу устройства управления, первые входы третьего и четвертого блоков сравнения соединеныс общейшиной, сигнальный вход управляемого инвертора, соединенный с вторым входомтретьего блока сравнения, подключен кшине опорного сигнала, объединенные вторые входы первого и четвертогоблоков сравнения подключены к измерительной шине, выход управляемого инвертора через управляемый делитель налряжения пОдключен к второму входу второго блока сравнения,второй вход сумматора соединен с выходом коммутатора, сигнальный вход которого соединен с первым выходом счетчика периода, второй выход счетчика периода соединен с первым входом кодового делителя, второй вход которого соединен с третьим выходом второго запоминающего устройства, выход генератораэталонной частоты соединен с тактовымвходом кодового делителя и с сигнальным входом дополнительного ключа, выход которого соединен с входом счетчикапериода,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР580524; кл, Я 01 Я 29/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССР493912, кл. "-ОЗ К 13/02, 1969.