Индикаторное устройство

(19), П ) 8 А 1 1)5 6 01 0 7/1 Яад(.)4,;Яяад аа ТЕНИЯ2 ЕЛЪСТ дикатори может ыстро изости, для ии пара- нированяцией и уляцией вышеценки осо сигнала ных канарная фиг ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1682788, кл. О 01 0 7/10, 1991,(57) Изобретение относится к области приборостроения и может быть использованодля индексации быстро изменяющихся процессов, с целью повышения достоверностивизуальной оценки основных параметровпринимаемого сигнала в него введены дваамплитудных детектора, видеоусилитель,блок сравнения, однополярный вентиль,третий, четвертый, пятый и шестой ключи,причем к второму выходу широкополосногоусилителя последовательно подключеныпервый амплитудный детектор, видеоусилитель, блок сравнения, второй вход которого Изобретение относится к иным и регистрирующим приборамиспользоваться для индикации бменяющихся процессов, в частнвизуального анализа и регистраметров сложных сигналов с комбной линейной частотной модумногократной фазовой манип(ЛЧМ- МФМн).Целью изобретения являетсяние достоверности визуальной оновных параметров принимаемогпутем подавления дополнительлов приема,На фиг,1 представлена структума предлагаемого устройства; н через второй амплитудный детектор соединен с выходом усилителя промежуточной частоты, и третий ключ, включенный между выходом усилителя промежуточной частоты и первым входом первого ключа, к выходу первой дифференцирующей цепи последовательно подключены однополярный вентиль и четвертый ключ, включенный между выходом генератора развертки и горизонтально отклоняющими пластинами первой электронно-лучевой трубки, между выходом Ьбнаружителя и вертикально-отклоняющими пластинами второй электронно-лучевой трубки включен пятый ключ, второй вход которого соединен с выходом однополярного вентиля, между выходом второго ключа и входом второго частотного детектора включен шестой ключ, второй вход которого соединен с выходом однополярного вентиля, 4 и структурная схема обнаружителя сложных сигналов; на фиг,3 - возможные осциллограммы; на фиг.4 - частотная диаграмма, иллюстрирующая процесс образования дополнительных каналов приема; на фиг,4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Индикаторное устройство содержит генератор 1 развертки, первую ЭЛТ 2, приемную антенну 3, широкополосный усилитель 4, первый частотный детектор 5, первую дифференцирующую цепь 6, вторую дифференцирующую цепь 7, смеситель 8, усилитель 9 промежуточной частоты, первый ключ 10, первый умцожитель 11 частоты на восемь, первый полосовой фильтр 12, первыйделитель 13 частоты на восемь, второй полосовой фильтр 14, перемножитель 15, третий полосовой фильтр 16, второй умножитель 17 частоты на восемь, четвертый полосовой фильтр 18, второй делитель 19 частоть 1 на.восемь, пятый полосовой фильтр 20, фазовый детектор 21, фильтр 22 нижних частот, формирователь 23 управляющего сигнала, элемент 24 управляемой задержки, обнаружитель 25, элемент 26 задержки, второй ключ 27, блок 28 поиска, гетеродин 29, второй частный детектор 30, фазовращатель 31 на 90 О, генератор 32 опорного напряжения, вторую и третью ЭЛТ 33 и 34, первый и второй амплитудные детекторы 35 и 36, видеоусилитель 37, блок 38 сравнения, третий ключ 39, однополярный вентиль 40, четвертый, пятый и шестой ключи 41, 42 и 43, Причем к выходу антенны 3 последовательно подключены широкополосный усилитель 4, смеситель 8, второй вход которого через гетеродин 29 соединен с выходом блока 28 поиска, усилитель 9 промежуточной частоты, амплитудный детектор 36, блок 38 сравнения, второй вход которого череэ последовательно включенные амплитудный детектор 35 и видеоусилитель 37 соединен с вторым выходом широкополосного усилителя 4, ключ 39, второй вход которого соединен с выходом усилителя 9 промежуточной частоты, ключ 10, второй вход которого соединен с выходом обнаружителя 25, умножитель 11 частоты на восемь, полосовой фильтр 12, делитель 13 частоты на восемь, полосовой фильтр 14, частотный детектор 5, дифференцирующая цепь 6, дифференцирующая цепь 7, генератор 1 развертки, ключ 41, второй вход которого через однополярный вентиль 40 соединен с выходом дифференцирующей цепи 6, и горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ 2, вертикально-отклоняющие пластины которой соединены с выходом дифференцирующей цепи 6, К выходу усидителя 9 промежуточной частоты последовательно подключены перемножитель 15, второй вход которого через элемент 24 управляемой задержки соединен с выходом полосового фильтра 14, полосовой фильтр 16, умнокитель 17 частоть 1 на восемь, поло- совой фильтр 18, делитель 19 частоты на восемь, полосовой фильтр 20, фазовый детектор 21, второй вход котороо соединен с выходом генератора 32 опорного напрякения. фильтр 22 нижних частот и формировагель 23 управляющего сигнала, выход которого соединен с вторым входом элеглен 1 а 24 управляемой задержки, К выходу уси. ли 1 еля 9 промежуточной часто гы г 1 оследовэтельно подключены обнэружи тель 25, второй вход которого через элемент 26 задержки соединен с его выходом,ключ 42, второй вход которого соединен свыходом однополярного вентиля 40, и вер 5 тикально-отклоняющие пластины ЭЛТ 33,горизонтально-отклоняющие пластины которой соединены с вторым выходом блока28 поиска, К выходу генератора 32 опорногонапряжения последовательно подключены10 фазовращатель 31 на 90 и горизонтальноотклоняющие пластины ЭЛТ 34, вертикально-отклоняющие пластины которойсоединены с выходом генератора 32 опорного напряжения. К выходу обнаружителя15 25 последовательно подключены ключ 27,второй вход которого соединен с выходомполосового фильтра 16, ключ 43, второйвход которого соединен с выходом однополярного вентиля 40. частотный детектор 3020 и модулирующий электрод ЭЛТ 34.Устройство работает следующим образом,Просмотр заданного диапазона частотШ осуществляется с помощью блока 28 по 25 иска, который периодически с периодом Тппо пилообразному закону перестраивает частоту гетеродинэ 29, Одновременно блок 28поиска формирует горизонтальную развертку ЭЛТ 33, которая используется как ось30 частот, причем ее длина соответствует полосе обзора частотного диапазона 01. Ключи10,27,39,41,42 и 43 в исходном состояниивсегда закрыты.Принимаемый сигнал с комбинирован 35 ной линейной частотной модуляцией и многократной фазовой манипуляцией(ЛЧМ-МФМн)цс(с)=О, сов осс+ лу с + у(с) рй240 0 (с т где Ос, пс, гр с, с я - амплитуда, начальная несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала;45у - 9 - скорость изменения часТитоты внутри импульса;Л 19 - девиация частоты;гр (с) - манипулируемая составляющаяфазы, отображающая закон фазовой мани.пуляции в соответствии с модулирующил кодом М(с)(фиг.5 а), причем гр (с) - сопы при к г эсОсф 1) гэ и может изменяться скачком при с = к.г э, т,е. на границах между элементарными посылками К = 1,2И 1),г,М - длительность и количество элементарных посылок. из когорых составлен сигнал длительностью г я( с 1 = И г э):с В),)хг)дз приемной антенны 3 через дирокополог ный усилитель 4 поступает одновремено нз вход амплитудного детектора 35 и нз первый вход смесителя 8, на второй вход которого подается напряжение гетеродина 5 29 линейно изменяющейся частоты)(1) = Ог СОВ (О) 1+ Л 1 р, 1 + р )20 т Тр),10 где О, в) , р г, Тп - амплитуда, начальная частота. начальная фаза и период повторения напряжения гетеродина;От=- скорость измененця часТ 15 тот ы гетеродина.На выходе смесителя 8 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 9 выделяется только напряжение промежуточной частоть 20рпр 1)= ОпрСОВ шпр 1 + рр) %рр Щ2лу т; у) пр), 0тт)где Опс = 1/2 К 1 ОсОг,25К 1 коэффициент передачи смесителя,т пр = и с - а)- промежуточнаячастота,гр) пр.= у) с юг;которое поступает на вход обнаружителя25. На входе умножителя 46 частоты на восемь обрззуется колебаниерф) = цр сор 8 ор)+ 8 ррах, 1 -82лу 1 +8 рп), 01 Т)в котором фаэовая манипуляция уже отсутствует,Ширина спектра Л 8 восьмой гармоники сигнала определяется длительностью401и сигнала ( Л 1 8 = - ), тогда как ширинаГоспектра Л Гс принимаемого сигнала определяется длительностью тэ его элемен тарных посылок ( Л 1 с = - ). т,е. ширина1эспектра восьмой гармоники сигнала в И раз меньше ширины спектра входного сигнала50- с- =йСледовательно, при умножении частоты ЛЧМ-МФМн сигнала на восемь его спектр 55 "сворачивается" в й раз. Это обстоятельство и позволяет обнаружить ЛЧМ-МФМн сигнал даже тогда, когда его мощность на входе устройства меньше мощности шумов и помех,1 Ииринз совтра Л 1 и одноО ) ина лз цзмерчеся с пг)мсиц),)п измерителя 47 з ширцнз с)ек)рз Л Ь пос) моц гармоники сигнала измеряется с помо)цью измерителя 48, наг)ряжения О и Ол, проторционзльные Л с и Л 1 л с 001 ВВТ.твенно. с Выходов из мег)и)елей 47 и 48 шцрцны спектра посгупа )ОГ нз ДВз Входа Гокз 49 с)звнения Гзк кзкОя. то нз Выход блока 19 сравнения образуется положитер Нный импульс, кото. рь)й поступает нз вход порогового блка 50, где сравнивается с пороговым нзпряжени- ЕМ Оп; ПОРОГОВОЕ НЗПРЯжЕНИЕ Опор ВЫбИ- рзется таким, чтобы этот уровень не превышали случайные помехи. Пороговое НалряжЕНИЕ Оп,) ПрЕВЫШЗЕтея ТОЛЬКО ПрИ обнаружении ЛЧМ-МФМн сигнала, При пРевышении поРогового УРовнЯ Опоя в пороговом блоке 50 формируется постоянное напряжение которое поступает на упрзвля- К)щий ВхОд блак;. 28 поиСКЗ, пЕрЕвОдя ЕгО В режим остановки. Нз Вход элемента 26 задержки, нз упозвля)ощие входы ключей 10 и 27, открывая их. С этого момента времени просмотр заданного частогного диапазона 01 и поиск ЛЧМ-МФЫн сигналов прекращз- ЕТСЯ НЗ ВРЕМЯ ВИЗУЗЛЬНОгО аНЗЛИЗа ОСНОВ. ных параметров обнаруженного ЛЧМ-МФМн сигнала, которое определяется временем задержки г э элемента 26 задержки,Принимаемый ЛЧЫ-МФМн сигнал с второго выхода широкополосного усилителя 4 одновременно поступает на вход амплитудного детектора 35. а затем через видеоусилитель 37 на первыи вход блока 38 ,сравнения, на второй вход которого подается напряжение с выхода амплитудного детектора 36.Последовательно соединенные антенна 3, широкополосный усилитель 4, амплитудный детектор 35 и видеоусилитель 37 образуют детекторный приемник, а последовательно Включенные антенны 3, широкополосный усилитель 4, смеситель 8, второй вход которого соединен с выходом гетеродина 29, усилитель 9 промежуточной частоты и амплитудный детектор 36 образуют супергетеродинный приемник. Так как общий коэффициент усиления детекторного приемника при приеме ЛЧМ-МФМН сигналов по основному каналу на частоте щ меньше коэффициента усиления супер. гетеродинного приемника, то В блоке 38 сравнения формируется положительный импульс, который посгупзет на управляющий вход ключа 39, )гкрь)взя его.При прекрзще )ии просмотра зздзнного частотного дизпзз)нз ГЭГ при остановке1809308 блока 28 поиска) усилителя 9 промежуточной частоты выделяется напряжение(фиг,5 б) которое через открьстые ключи 39 и 10 поступает на вход умножителя 11 частоты на восемь. На выходе умножителя 11 частоты навосемь образуется напряжение которое выделяется полосовым фильтром12 и поступает на вход делителя 13 частотына восемь, На выходе последнего образуется напряжение (фиг,5 в) ОЗ(т) = ОпрСОЗ О) прт + ЛУ; +/1 пр),,ф 20 тт,которое представляет собой ЛЧМ сигнал на промежуточной частоте и выделяется полосовым фильтром 14. Это напряжение поступает на вход частотного детектора 5, на выходе которого образуется видеоимпульс (фиг,5 г). форма которого соответствует закону линейной частотной модуляции, указанный видеоимпульс с выхода частотного детектора 5 поступает на вход дифференцирующей цепи б, выходной импульс (фиг,5 д) которой подается на вертикальный электрод ЭЛТ 2, на вход дифференцирующей цепи 7 и через однополярный вентиль 40 на управляющие входы ключей 41, 42 и 43, открывая их,Однополярный вентиль 40 пропускает только положительные импульсы.На выходе дифференцирующей цепи 7 образуются короткие разнополярные импульсы (фиг,5 е), Причем положительным коротким импульсом запускается, а отрицательным коротким импульсом закрывается генератор 1 развертки. Сформированное пилообразное напряжение (фиг.5 ж) используется в качестве напряжения развертки и поступает на горизонтальный электрод ЭЛТ 2. На экране ЭЛТ 2 образуется импульс (фиг,5 д), длительность которого пропорциональна длительности т и принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала, амплитуда пропорциональна скорости изменения частоты внутри импульса, а площадь осциллограммы пропорциональна девиации частоты Ь тц( Л тц = у т) принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала (фиг.3 б). ГдЕ Об= 1/2 К 2 О пр,Напряжениетг(т) выделяется цолосовым фильтром 18, выполненным узкополосным, и поступает на вход делителя 19 частоты нд восемь, на выходе которого образуется напряжение (фиг.5 и)55Обз(т) .= Обсов ( (а т 4/т) ф 0ттп 2Опрг(т) = ОпрСОВй) прт ,7 У т + / к(т) +/ прЯ, 0ттп Щ(т) - ОпрСОЗ (8 ГЛ прт 4 8 7 тУ 1 +г+ 8/ър), 0 1т Постоянное напряжение с выходя обндружителя 25 через открытый ключ 42 цогтупает нд вертикальный электрод ЭЛ Г 33 Ндэкране ЗЛТ 33 при этом образуется импульс5 (частотндя метка), положение коорого ндгоризонтальной рдзвергке однозначно определяет начальную несущую частоту,обнаруженного ЛЧМ-МФМн сигнала(фиг,За),10 Напряжение оз (фиг.5 в) с выхода полосового фильтра 14 одновременно постуцдетна вход элемента 24 регулируемой зддержки, на выходе которого образуется напряжение15 ол(т) = оз(т т ) = Опрсо, г пр(1 - г )++ ту(т-т )р пр),0 тгп. Это напряжение поддетгя нд второй 20 вход перемножителя 15, нд цервьлй вкод которого поступает принимдемый ПЧММФМн сигнал (фиг,5 б) промежуточной частоты с выхода усилителя 9. Нд пыходе перемножителя 15 образуется напряжение 25 биений (фиг.5 з) О б 1 = О бСО Ь Фб т 4 /1 к(т)(/0 т т Кг - коэффициент передачи церемножителя,вб = 2 тту т - частота биений,35/б = гпр т - л У тг - начдльндЯ фаза биений; которое представляет собой фазомднипулированный сигнал на частоте биенийПричем частота биений определяется скоростью изменения частоты сигнала у и величиной задержки т.Напряжение об 1(1) выделяется пологовым фильтром 1 б и поступает на вход умножителя 17 частоты на восемь, нд выходекоторого образуется гармоническое колеба- ние Обг(1)= Обсов(8 йзб 14 8/1 б ) Отти . Это напряжение предстдвляег гобой гармоническое колебание нд чдсое био ний, выделяется полосовал Филь ром 20губ =2 луг=оь выполненным узкополосным, и поступает нд первый вход фазового детектора 21, на второй вход которого подэется напряжение с выхода генератора 32 опорного напряже нияОл(т) - . О 0сов 1 глот+ фо),где О 0, о)0, р л амплитуда. частота и начальная фаза напряжения гетеродинд,Если указанные напряжения отличаются друг от друга по частоте или фазе, то на выходе фдзового детектора 21 образуется управляющее напряжение. Причем аглплитуда и полярность этого напряжения зависит от степени и направления отклонения частоты биений ог б частоты о) 0 генератора 32 опорного напряжения. Управляющее напряжение выделяется фильтром 22 нижних частот и с помощью формирователя 23 управляющего сигнала воздействует на элемент 24 управляемой задержки, изменяя величину задержк 1 т так, чтобы выполнялось равенство Для визуальной оценки величины скачков фазы Лр и кратности гп фазовой гланипуляции принимаемого ЛЧМ-МФМн сигнала используется ЭЛТ 34 с круговой разверткой. Причем круговая развертка формируется с помощью генератора 32 опорного напряжения, частота в 0 которого поддерживается равной частоте биений вб о 0 = вб ) с помощью системы фазовой автоподстройки частоты. Напряжение Об 1(т) (фиг.4 з) с выхода полосового фильтра 16 через открытые ключи 27 и 43 поступают на вход частотного детектора ЗО, нд выходе которого формируется последовательность коротких разнополярных импульсов (фиг.5 к), временное положение которых соответствует моментам скачкообразного изменения фазы сигнала (фиг.5 з),Напряжение О 0(т) с выхода генератора 32 опорного напряжения поступает непосредственно на вертикальный электрод, д через фдзовращатель 31 на 90 - на горизонтальный электрод ЭЛТ 34, формируя на ее экране круговую развертку. Сформи рова н на я посл едова тел ь нот ь коротких разнополярных импульсов (фиг,5 к) с выхода частотного детектора ЗО поступает на модулирующий электрод ЭЛТ 34 и осуществляет модуляцию ее электронного луча по яркости, На экране ЭЛТ 34 образуется изображение в виде нескольких ярких точек, расположенных на окружности (фиг.Зв,г,д). Количество точек определяет кратность п 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фазовой манипуляции, д углово расстояние между нил 1 и равно величине скачков фазы Лр принимаемого Л 1 М МФМн сигнала, Г 1 ри неравенстве частот ( оь = оА; )яркостные метки будут двигаться по окружности с рдзностной частотой и достоверность визуальной оценки кратности гп фдзовой глднипуляции и величины скачков фазы Ау; принимаемого ЛЧМ-МФМн сигналд резко снижается. Для устарения этого используется систеглд фдзовой авто- подстройки частоты.Время задержки т . элемента 26 задержки выбирается таким, чтобы можно было визуально оценить основные пдрдглетры принимдеглого ЛЧМ-МФМн сигнала, наблюдая осциллограммы нд экранах ЭЛТ 2,33 и 34. По истечении этого времени напряжение с выхода элемента 26 задержки поступает на вход сброса обндружителя 25 (порогового блока 50) и сбрасывает его с одержиглое на нулевое значение. При этогл блок 28 поиска переводится в режим перестройки. д ключи 10 и 27 закрываются, т,е. ереводятся в свои исходные состояния. С эого моментд времени просмотр заданного частотного диапазонд ГИ и поиск ЛЧМ-МФМн сигналов и родолжается.В случае обнаружения следующего ЛЧМ-МФМн сигнала работа устройства происходит аналогичным образом,Описанная выше работа устройства соответствует случаю приема ЛЧМ-МФМн сигналов по основному каналу на частоте о), (фиг.4),Если ЛЧМ-МФМн сигнал принимается по зеркальноглу каналу нд частоте ы э, то на выходе дифференцирующей цепи 6 образуется отрицательный прямоугольный импульс, который не пропускается однополярным вентилем 40, Ключи 41, 42 и 43 не открываются и визуальной оценки основных параглетров принимаемого сигнала не производится.Если ЛЧМ-МФМн сигнал принимается по первому комбинационному каналу на частоте о) к, то общий коэффициент усиления детекторного приемника больше коэффициента усиления супергетеродинного приемника, на выходе блоке 38 сравнения напряжение не образуется и ключ 39 не открывается,По аналогичной причине подавляется и второй комбинационный канал приема.Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает повышение достоверности визуальной оценки основных параметров принимаемого сигнала с комбинирОвднной линейной ча;тотнпл модуляцией и многократной фазодой манипуляцией, Это достигается подавлением дополнительных зеркального и комбинационных каналов приема.Формула изобретения Индикаторное устройство, содержащее последовательно включенные антенну, широкополосный усилитель, смеситель, второй вход которого через гетеродин соединен с первым выходом генератора пилообразного напряжения, усилитель промежуточной частоты, первый ключ, второй вход второго соединен с выходом обнару- жителя, первый умножитель частоты на восемь, первый паласовой фильтр, первый делитель частоты на восемь, второй полосовой фильтр, первый частотный детектор, первую дифференцирующую цепь. генератор развертки и горизонтально-отключающие пластины первой электронно-лучевой трубки, вертикально-отклоняющие пластины которой соединены с выходом первой дифференцирующей цепи, последовательно подключенные к выходу усилителя промежуточной частоты перемножитель, второй вход которого через элемент управляемой задержки соединен с выходом второго полосового фильтра, третий полосовой фильтр. второй умножитель частоты на восемь, четвертый полосовой фильтр, второй делитель частоты на восемь, пятый полосовой фильтр, фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом генератора опорного напряжения, фильтр нижних частот и формирователь управляющего сигнала, выход которого соединен с вторым входом элемента управляемой задержки, последовательно подключенные к выходу усилителя промежуточной обнаружитель, второй вход которого соединен с выходом элемента задержки, генератор пилообразного напряжения и горизонтально-отклоняющие пластины второй электронно-лучевой трубки ерикально-отклонякгщие плаги ны которой соединены с выходом обнаружи теля, а также последовательно подключенные к выходу генератора опорно5 го напряжения фазовращатель на с 0" и горизонтальноо-отклояющие и ластины третьей электронно-лучевой трубки. верти кально-отклоняющие пластины когорой соединены с выходом генератора опорного10 напряжения, а модулирующий электрод че. рез последовательно включенные второй ключ и второй частотный детектор, соединен с выходами третьего полосового фильгра и обнаружителя, о т л и ч а ю щ е е с. я тем.15 что, с целью повышения достоверности визуальной оценки основных параметров при нимаемого сигнала, в него введеы первый и второй амплитудные детекторы, видеоусилитель, блок сравнения, однополярный вен 20 тиль, третий, четвертый, пятый и шестой ключи, причем к второму выходу широкополосного усилителя последовательно подключены первый амплитудный детектор, видеоусилитель, блок сравнения, второй вход25 которого через второй амплитудный детектор соединен с выходом усилителя промежуточ ной частоты, и третий ключ, включенньй между выходом усилителя промежуточной частоты и первым входом первого ключа, к30 выходу первой дифференцирующей цепи последовательно подключены однополярный вентиль и четвертый ключ, включенньй между выходом генератора развертки и горизонтально-отклоняющими пластинами первой элект 35 ронно-лучевой трубки, между выходом обнаружителя и вертикально-отклоняющими пластинами второй электронно-лучевой трубки включен пятый ключ, второй вход которого соединен с выходами однополярного венти40 ля, между выходом второго ключа и входом второго частотного детектора включен шес той ключ, второй вход которого соединен с выходом однополярного вентиля,1809308 /ХОРФхЖ ЯДЬГ 4Составитель В.ДикаревРедактор Техред М.Моргентал Корректор С.ЛисиЗаказ 1280 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101