Устройство для контроля параметров линейно-частотно модулированных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН С 19 1) 4 С 01 К 23/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 828104, кл. С 01 К 23/00, 1980.Авторское свидетельство СССР У 845022, кл. С 01 К 23/00, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНО-ЧАСТОТНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее первые дифференцирующую цепочку, амплитудный детектор, триггер, линию задержки и пороговый блок, формирователь эталонных импульсов и первый элемент И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя интервала измерения, а выход - с первым входом первого счетчика импульсов, входящая шина устройства через последовательно соединенные второй амплитудный детектор, первый усилитель-ограничитель и вторую дифференцирующую цепочку соединена с входом второй линии задержки, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с : целью расширения функциональных возможностей и повышения точности, в него введены последовательно соединенные фазовращатель и третья линия задержки, смеситель, второй .усилитель-ограничитель 1 фильтр ниж них частот, пиковый детектор, третья дифференцирующая цепочка, стробируемый усилитель, два вычитающих блока, аттенюатор, второй пороговый блок, третий пороговый блок, второй триггер, третий и четвертый элементы И, четвертая дифференцирующая цепочка, второй и третий счетчики . импульсов, первый вход смесителя соединен с выходом третьей линии задержки, а второй - с входами фазовращателя и второго амплитудного детектора, вход второго усилителя- ограничителя соединен с выходом смесителя, а выход - с входом перс вой дифференцирующей цепочки и первым входом первого триггера, вход фильтра нижних частот соединен с выходом первого амплитудного детектора и входом первой линии задержки, а выход - с входом пикового детектора, вход третьей дифференцирующей цепочки соединен с выходом .первого триггера, а выход - с нервым входом первого элемента И, первый вход стробируемого усилителя соединен с выходом пикОвого детектора, первый вход первого вычитаю- щего блока соединен с входом первого порогового блока и выходом первой линии задержки, первый вход второго вычитающего блока соединен с вторым входом первого вычитающего блока и выходом стробируемого усилителя, выход аттенюатора соединен с вторым входом втброго вычитающего блока, вход второго порогового блока соединен с выходом первого вычитающего блока, вход третьего порогового блока соединен с выходом второго вычитающего блока, первый вход второго триггера соединен с входом аттенюатора, вторым входомстробируемого усилителя и выходом первого порогового блока, а второй вход - с выходом второго порогового блока первый вход третьего элеменУта И соединен с выходом третьего порогового блока, первый вход четвертого элемента И. соединен с выходом второго триггера, вход четвертой диффеаецдирующей цепочки соединен с вторым входом четвертого элемента И, вторрм входом третьего элемента И,фввйрЬор формирователя интервала измерения, первыйвход второго счетчика импульсов соединен с выходом третьего элемента И, первый вход третьего счетчика импульсов соединен с 12 Э)186выходом четвертого элемента И, а второй вход - с вторым входом второго счетчика импульсов, вторым входом первого счетчика импульсов и выходом четвертой дифференцирующей цепочки, выход первой дифферен,цирующей цепочки соединен с входомпервого амплитудного детектора, второй вход первого триггера соединен с входом Формирователя интервала измерения и выходом второй дифференцирующей цепочки, выход второй линии задержки соединен с входом формирователя эталонных импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И.1Изобретение относится к радио- измерительной технике и предназначено для использования при измерении в заданном интервале времени числа линейно-частотно-модулированных (ЛЧМ) радиоимпульсов, у которых междупериодные отклонения начальной частоты или междупериодные отклонения скорости изменения частоты, или внутриимпульсные отклонения от линейного закона изменения частоты превышают заданные допуски. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение точности за счет одновременного раздельного измерения в заданном интервале времени чис- - ла ЛЧМ-радиоимпульсов, внутриимпульсные отклонения от линейного закона изменения частоты, междупериодные отклонения скорости изменения частоты и междупериодные отклонения начальной частоты которых превышают заданные допуски.1На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2-4 -эпюры, поясняющие принцип работы устройства,Устройство содержит первую линию 1 задержки, смеситель 2, первый усилитель-ограничитель 3, первую диффсренцирующую цепочку 4, первый20 дифференцирующую цепочку 30, первый 31, второй 32 и третий 33 счетчики импульсов,25 30 5 1 О 15 2амплитудный детектор 5,. Фазовращатель 6, первый триггер 7, фильтр 8 нижних частот, вторую линию 9 задержки, второй амплитудный детектор 10, вторую дифференцирующую цепочку 11, пиковый детектор 12, первыйпороговый блок 13, второй усилительограничитель 14, первый элемент И 15,стробируемый усилитель 16, первыйвычитающий блок 17, третью дифференцирующую цепочку 18, второй вычитающий блок 19, аттенюатор 20,второй пороговый блок 21, третьюлинию 22 задержки, формирователь 23эталонных импульсов, третий пороговый блок 24, второй триггер 25,формирователь 26 интервала измерения, второй 27, третий 28 и четвертый 29 элементы И, четвертую Входная шина соединена с входом фазовращателя 6, с вторым входом смесителя 2 и с входом детектора 10, выход Фазовращателя Ь через линию 1 задержки соединен с первым входом смесителя 2, выход которого через усилитель-ограничитель 3 соединен с входом цепочки 4 и с первым входом триггера 7, выход цепочки 4 через детектор 5 соединен с входами линии 9 и фильтра 8, выход детектора 10 через усилитель-ограничи-.з 1200 тель 14 - с входом цепочки 18, выход которой соединен с вторым входом триггера 7 и с входами линии 22 и формирователя 26, выход линии 22 задержки соединен с входом форми" рователя 23, выход которого соединен с вторым входом элемента И 15, выход триггера 7 через цепочку 11 соединен с первым входом элемента И 15выход которого соединен с1 О ;первым входом элемента И 27, выход формирователя,26 соединен с вторыми входами элементов И 27-29, и с входом цепочки 30, выход которой соединен с вторыми входами счетчи ков 31-33, выход элемента И 27 сое-, динен с первый входом счетчика 31, выход фильтра 8 - с входом детектора 12, выход которого соединен с первым входом усилителя 16, выход 20 последнего соединен с вторым входом блока 17 и с.первым входом блока 19, выход линии 9 - с первым входом блока 17 и с входом блока 13, выход последнего соединен с вторым входом 25 усилителя .16, с входом аттенюатора 20 и с первым входом триггера 25, выход аттенюатора 20 - с вторым входдм блока 19, выход которого через блок 24 соединен с первым входом элемента И 28, выход которого соединен с первым входом счетчика 32, выход блока 17 через блок 21 соединен с вторым входом триггера 25, выход которого соединен с первым входом элемента И 29, выход последне 35 го соединен с первым входом счетчика,33.Устройство работает следующим образом. 40С входа устройства ЛЧМ-сигнал" поступает одновременно на вход фаэовращателя 6на второй вход смесителя 2 и на вход детектора 10, На выходе последнего формируется видео импульс (фиг,2.ф ),. соответствующий огибакицей исходного ЛЧМ-сигнала, Импульс с выхода детектора 10 поступает на вход усилителя-ограничителя 14; на выходе которого формирует ся прямоугольный видеоимпульс (фиг,2 Г) длительностью, равной длительности входного ЛЧ 1-сигнала.С выхода усилителя-ограничителя 14импульс поступает на вход цепочки 18 55на выходе которой формируются импульсы (фиг.2 6), причем положительныйимпульс соответствует по времени 186 4началу входного ЛЧМ-сигнала, Положительный импульс с выхода цепочки 18 поступает одновременно на входлинии 22, на второй вход триггера 7и на вход формирователя 26, синхронизируя тем самым работу всего устройства с началом входного ЛЧМ-сигнала.формирователь 26, представляющийсобой формирователь импульсов, осуществляет управление элементамиИ, 27-29, открывая их на время, рав-ное заданному интервалу измеренияТц, и закрывая их на время ц,равйое времени индикации счетчиков.(фиг,2), Кроме того, импульс свыхода формирователя 26 через. цепочку 30 поступает на вторые входысчетчиков 31-33 (фиг,2 Ь ).осуществляя положительным импульсом сброс по-казаний счетчиков импульсов перед каж"дым новым интервалом измерения, Такимобразом, счетчики 31-33 осуществляют счет импульсов, поступающихна их первые входы за один интерваЛизмерения Г Формирователь 26может быть выполнен в виде делителяна триггерах. Меняя коэффициент деления делителя, можно устанавливатьтребуемый интервал измерения, определяющий объем статистической выборки,Входной ЛЧМ-сигнал поступает навторой вход смесителя 2 непосредственно, а на первый вход смесителя 2 через фазовращатель 6 и в линию 1,Таким образом, на входысмесителя 2 подаются неэадержанныйи задержанный в линии 1 задержкина время Т ЛЧ 1-сигналыфЦ (С( Ч ср 5 О И+О,КВ 6лРЩЫфЧ (1)при 04 Ф 4 Тс1 1"ОБ(Е( " )0,5 Ь(6 7л".1 Дх(2)при ь + ",1 вгде ди Ч - амплитуды ЛЧ 1-сигналана втором и первомвходах смесителя 2 соответственно;Г=Гр+ЬЕ - начальная частотаЛЧМ-сигнала и между.периодные отклоненияИ этой частоты отноминального значенияначальной частоты Ер,О Щ=. 50 55 7 12 ному положению импульса на выходе линии 9, а амплитуда Ч пропорциональна Ч на выходе детектора 12,12Сигнал с выхода усилителя 16 поступает на второй вход блока 17. и на первый вход блока 19, Таким образом, сигнал на первом входе блока 17 (фиг,З ь) имеет вид"1. ").2"с "(Й где К - коэффициент передачи по амплитуде линии 9,Сигнал на втором входе блока 17 (Фиг.З е ) имеет видпРч . 1 , 2с ")20 ПРи 0(Ф,(7,+7,2 ".,+ ), (6) где Ч 1 = Ч 9 К 2 Кэ КК , КЭ, К,1 - коэффициенты передачи по амплитуде соответственно фильтра 8, детектора 12 и усилителя 16, На выходе блока 17 присутствует сигнал Б(фиг.З Х) вида1 5 11 6 1 Ф ф где К 5= 1/К; К= 1/К 2 Кэ К 4Сигнал на выходе блока 17 можнотакже записать в виде Щ 6 При 1+Г,с+ ,27О прн 01(7+7 ,77 Фь 2 (1) где ЬБ(1) - отклонения амплитуды от нулевого значения, пропорцио- нальные внутриимпульсным отклонениям частоты от линейного закона. ВГ(1) в исходном ЛЧИ-сигнале.Сигнал вида (7) с выхода блока 17 поступает на вход блока 21, имеющего два пороговых уровня Чпо,и Чпор 2 (Фиге 3 Ф)сли амплитуда сигнала на входе блока 21 больше +Ч, 2 или меньше -Ч 2, тогда на его выходе появляется положительный импульс (фиг.З у). Первый появившийся импульс с выхода блока 21 поступает на второй вход триггера 25 и переводит его из состояния "0" в состояние "1", На первый вход триггера 25 поступает импульс с выхода блока 13 00186 8и своим срезом переводит триггер 25из состояния "1" в состояние "О",На выходе триггера 25 Формируетсяпрямоугольный импульс (фиг.З и ),который поступает на первый входэлемента И 29, Импульс на выходетриггера 25 появляется только тогда, когда амплитуда сигнала навходе блока 21, пропорциональная1 О внутриимпульсным отклонениям частоты от линейного законаГ(й), станетбольше +Ч. а или меньше -Ч, . 2.Значениями +Ч и -Чпо определяется допуск на величийу ЬРИ)внутриимпульсных отклонений закона изменения частоты от линейного.Импульсы с выхода триггера 25,совпадающие по времени с импульсом7, на выходе формирователя 26,поступают через открытый элементИ 29 на первый вход счетчика 33Таким образом, счетчик 33 осуществляет счет ЛЧМ-радиоимпульсов впределах интервала измерения, у25 которых внутриимпульсные отклонениячастоты от линейного закона ДРпревышают заданный допуск.Режим допускового контроля скорости изменения частоты Ь осуществляется следующим образом,На выходе детектора 5 сигналимеет вид (4), где Ч - амплитудапостоянной составляющей сигнала,пропорциональная величине Ь, но35так как величина Ь имеет междупериодные отклонения дЬ скорости изменения частоты от номинальногозначения Ьо и равна Ъ = Ь 1 ЬЬ,можйо величину Ч представить ввиде3 Зо-зюгде Чэо - амплитуда постояннойсоставляющей сигнала,.пропорциональная номинальной величине скорости изменения частоты ЬЧ 5 - междупериодные отклонения амплитуды постоянной составляющей сигнала от. величины Ч э о,пропорциональные междупериодным отклонениямскорости изменения частоты йЪ от номинальногозначения Ь о. Сигнал вида (6) с выхода усилителя 16 (фиг.4 б ) поступает на пер- вый вход блока 19. Учитывая, что12001 от номинального значения Е 40 45 50 55 Ч = Ч +ЯЧ а Ч 1,1 = Ч 9К 2 К 3 К 413 можно выражение (б) представить в виде1 Ч, ДиЗК 25, пРИ Г,л+"УР "С 2 О пРи 04 1 (71+ ,2)1 +, И)На второй вход блока 19 подается сигнал с выхода блока 13 через ат тенюатор 20, который служит для установки необходимой амплитуды импульса на втором входе блока 19. Таким образом, на второй вход блока 19 поступает сигнал (фиг.4 Е ) вида ",2- "С "),2(И 0 при ОИ 7 +1.-; 177+ 220 где Ч =Ч - амплитуда импульса,19 Эфсоответствующая номинальной скорости изменения частоты Ь, .На выходе блока 19 присутствует сигнал (фиг.4 В) вида 1 ( ) 7 14 13 Ргде К=1/К 2 К 3 К 4.Сигнал на выходе блока 19 можно 30 также представить в виде при 0 1 " 12,1 "с ",2.,(10) 35 где д 05 - междупериодные отклонения амплитуды сигнала от нулевого зна.чения, пропорциональные междупериодным отклонениям скорости изменения частоты йЬ от номинального значения ЬСигнал вида (10) с выхода блока 19 поступает на блок 24, имеющий два пороговых уровня +Ч ипор. ъ -Ч , 5 (фиг.4 В ), Если амплитуда импульса на входе блока 24 больше +Чп, 3 или меньше -Чп,з, на выходе блока 24 появляется положи-. тельный импульс (фиг.4 1,). Значенинми +Ч 3 и -Чп,р з опРедЕлЯетсЯпор)допуск на величину ьЪ междупериодных отклонений скорости изменения частоты от номинального значения Ъ в исходном ЛЧМ-сигнале, Если веоличина ВЬ превышает допустимые значения, на выходе блока 24 появляется импульс, поступающий на первый 86 1 Овход элемента И 28, на второй вход которого поступает импульс с выхода формирователя 26, открывая его на время интервала измерения Г. Импульсы с выхода блока 24, совпадающие по времени с интервалами измерения си , поступают через открытый элемент И 28 на первый вход счетчика 32, Таким образом, сцетчик 32 осуществляет счет ЛЧМ-радиоимпульсов в пределах интервала измерения, у которых междупериодные отклонения скорости изменения частоты дЬ от номинального значения Ь превышают заданный допуск.Режим допускового контроля начальной частоты Е ЛЧМ-сигнала осуществляется следующим образом,Из выражения (3) следует, что начальная фаза Ч сигнала на выходе смесителя 2 равна где Г = Г+дГ - начальная частотаЛЧМ-сигнала;ЛЕ - междупериодные отклонения начальнойчастоты ЛЧМ-сигнала Таким образом, начальная фаза Ч 5 сигнала на выходе смесителя 2 содержит информацию о междупериодных отклонениях начальной частоты ЛЧМ-сигнала й Й от номинального,значения Го. Сигнал с выхода смесителя 2 через усилитель 3 поступает на первый вход триггера 7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода цепочки 18 (фиг.2 В ). Импульс положительной полярности с выхода цепочки 18, соответствующий по времени началу ЛЧМ-сигнала, поступает на второй вход триггера 7 и переводит его из состояния "1 ф в состояние "0", Когда амплитуда сиг" нала на первом входе триггера 7 превышает порог срабатывания, он переводится из состояния "0" в состояние "1", Момент времени, когда триггер 7 переводнтсяиз состояния "О" в состояние "1", .зависит от начальной фазы 15 сигнала на выходе смесителя 2, Таким образом, на выходе триггера 7 формируется сигнал, длительность которого ь 1 пропорциональна начальной фазе сигнала вида (3), а значит, пропропорциональна начальной частотеЛЧМ-сигнала Г. Учитывая, чтоГ+ЬГ, можнопредставить ввиде где Т - значение длительности имъепульса на выходе триггера 7, соответствующее номинальному значению начальной частоты Г ЛЧМ- сигнала;д - междупериодные отклонениядлительности импульса от значения , пропорциональные междупериодным отклонениям начальной частоты лЕ ЛЧМ-сигнала от номинального значения ГрСигнал с выхода триггера 7 через цепочку 11 поступает на первый вход элемента И 15, на второй вход .кото ого поступает сигнал с выхода фо мирователя 23, На вход последн го подается импульс с выхода цепочки 18, задержанный на время Г в линии 22, Таким образом, на выходе формирователя 23 формируется импульс, задержанный относительно начала ЛЧМ-сигнала на величину3" Ь и имеющий длительность, Причем величины Г и т выбираются из условия Г= ьр- Г /2, При этом положительный импульс на первом входе элемента И 15 находится по времени точно посередине импульса длительностью 2 на втором входе, Это соответствует тому, что начальная частота Е ЛЧМ-сигнала равна номинальной Г , На выходе первого элемента И 15 появляется импульс только тогда, когда положительный импульс на первом входе не совпадает по времени с импульсомна2 втором входе, Так как временное положение положительного импульса на первом входе элемента И 15 относи 120018 б12тельно начала ЛЧМ-сигнала равно дли-тельности выходного импульса .7.триггера 7, а значит, пропорционально междупериодным отклонениям на 5 чальной частоты зГ ЛЧМ-сигнала отноминального значения Г , поэтомуодлительность импульса Г 2 на второмвходе первого элемента И 15 определяет допустимые значения между 1 О периодных отклонений начальной частоты дЕ ЛЧМ-сигнала от номинальногозначения Е . Таким образом, на выходе элемента И 15 появляется импульс только тогда, когда между 5 периодные отклонения начальной час-,тоты аГ ЛЧМ-сигнала. относительнономинального значения Г превысятдопустимые значения, Импульсы с выхода элемента И 15 поступают на20 первый вход элемента И 27, на вто-рой вход которого поступает импульс с выхода формирователя 26, открывая его на время интервала измерения, Импульсы с выхода25 элемента И 15, совпадающие по вре-мени с интервалом измерения Гпоступают через открытый элементИ 27 на первый вход счетчика 31.Следовательно, счетчик 31 осуществ- . ЗО ляет счет ЛЧМ-радиоимпульсов в пределах интервала измерения, у которых междупериодные отклонения начальной частоты М от номинальногозначения Г превышают заданный до 35Таким образом, предлагаемоеустройство для контроля параметровЛЧМ-сигналов позволяет производитьраздельное измерение в заданноминтервале времени числа ЛЧМ-радиоимпульсов, у которых внутриимпульсные отклонения от линейного законаизменения частоты междупериодныеотклонения начальной частоты имеждупериодные отклонения скоростиизменения частоты превышают заданные допуски.12 ОО 18 Фие. Редакто Заказ 78 бО/4 ираж 747 По рственного комитета СССР зобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. 4 сн НИИПИ Г по делам 5, Москва, Патент", г, Ужгород, улПроектная,иал Составитель В,Латышколайчук Техред И.Асталош Корректор Е,Сирохм