SU1035530A1 - Цифровой панорамный измеритель частоты - Google Patents

Description

Нэгбретенио относитс  к цифровой Радиоизмерительной технике и может быть использовано в радиолокации и радионавигации.

Известен цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов нулей, последовательно соединенные блокпосто нной пам ти, блок накапливающих сумматоров, блок квадраторов и решающий блок, а также М блоков задани  консгант и М стробируемых интераторов , стробирующие входы которых объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, а их информационные входы подключены к соответствующим блокам задани  констант , причем блоки посто нной пам ти , накапливающих сумматоров и квадраторов содержат, соответственн по М посто нных запоминающих устройств с входными адресными дешифраторами , 2м накапливающих сумматоров и М квадраторов, стробирующие входы всех М посто нных запоминащих устройств объединены и подключены к выходу формировател  импульсов нулей, а входы их адресных дешираторов  вл ютс  адресными входами блока пам ти и подключены к выходам соответствующих интеграторов Cil.

Однаксэ измеритель требует значительных аппаратурных затрат дл  реализации интеграторов, что усложн ет измеритель в целом.

Известен цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный с первым счетчиком импульсов, формирователь импульсов нулей, а также последовательно соединенные блок посто нной пам ти, блок накапливающих сумматоров, блок квадраторов и решающий блок, причем стробирующий вход блока пам ти соединен с выходом формировател  иютульсов нулей , а входы адресного дешифратора этого блока подключены к соответствующим выходам первого счетчика 2

Измеритель определ ет частоту .5 сигнала как координату максимума энергетического спектра.

Недостатком этого измерител   вл етс  необходимость использовани  блока посто нной пам ти большой емкости , что значительно усложн ет измеритель, требу  больших аппаратурных затрат при его реализации.

Цель изобретени  - повышение надежности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой панорамный измеритель частоты, содержащий формирователь импульсов нулей, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов.

стробируе№Лй дешифратор, блок посто нной пам ти, блок накапливающих сук1маторов, блок квадраторов и решающий блок, причем пусковой вход решающего блока соединен с выходом счетчика импульсов, блоки посто нно пам ти, накапливающих сумматоров и квадраторов содержат соответственно по М посто нных запоминающих уст .ройств с входными адресными дешифраторами , 2М . накапливающих сумматоров и М квс1драторов, введены последовательно соединенные блок синхронизации и элемент задержки, соединенный с тактовым входом блока накапливающих сумматоров, а стробируемый дешифратор выполнен в виде М/2 цепей, состо щих из последовательно соединенных делител  частоты счетчика, регистра и двух соединенных параллельно по первым входам комбинационных сумматоров в М/2-1 цеп х и одного комбинационного сумматора М/2 цепи, дополнительный регистр, выходы которого соединены с вторыми входами первых комб инационных сумматоров и через преобразователь положительного числа в отрицательное с вторыми входаг ми вторых комбинационных сумматоров М/2 цепей, причем входы делителей частоты соединены с одним из выходо счетчика импульсов, а первые разр ды соединены с входами дополни .тель но го регистра, стобирукнцие вход регистров синхронизации соединены с выходом блока синхронизации, информационный и тактовый входы которго соединены с выходами формировател  импульсов нулей и генератора тактовых импульсов соответственно. Цифровой панорамный измеритель частоты содержит последовательно соединенные формирователь 1 импульсов нулей, блок 2 синхронизации, счетчик 3 импульсов, генератор 4 татовых импульсов, стробируеИлй деьшфратор 5, состо щий из счетчиков импульсов б и 7, делителей частоты 8 и 9, дополнительного регистра 10 и регистров и 12, преобразовател  13 положительного числа в отрицательное , комбинационных сумматоров 14, 15 и 16, блок посто нной пам ти

17,блок накапливак  их сумматоров

18,блок квадра торов 19, решающий блок 20 и элемент задержки 21. Блок 17, 18 и 9 содержат соответственно по М запоминающих устройств 22, 23 и 24 с входными, адресными дешифраторами 25 - 28,2М накапливающих сумматоров 29 и 30 и М квадраторов 31.

Преобразователь 13 положительног числа в отрицательное выполнен в виде , двоичного комбинационного вычислител  32j у которого вход старшего разр да уменьшаемого подсоединен к шине 33 с потенциалом логическойГ единицы, входы остальных разр дов уменьшаемого - к шине 34 с потенциалом логического нул . Блок 2 синхронизации содержит два триггера 35 и 36, причем информационный вход В первого триггера 35 подключен к шине 33 с по тенциалом логической единищл, вход синхронизации С триггера 35  вл етс  информационным входом блока 2 и соединен с выходом формировател  1, а вход установки в нуль R подключен к выходу второго триггера 36, информационный вход Ь которого соединен с выходом триггера 35, а вхо синхронизации С  вл етс  тактовым ВЫХОДОМ триггера ЗВ, а-вход синхрон входом блока 2 синхронизации.--Измеритель работает следующим образом.. На вход формировател  1 импульсов нулей,  вл ющийс  входом измерител , поступает информационный сигнал UWStt.ie)), редставл ющий собой смесь помехи м(-Ь)  вл ющейс  реализсщией нормального случайного процесса с нулевым средним и посто нной в заданной полосе возможных частот сигнала спектральной плотностью) и полезного монохроматического сигнала : )-eco9C2lzrfst ), где Ч - случайна  начальна  фаза,, f j - подлежаща  измерению частот сигнала, принадлежаща  заданной полосе возможных зна чений 4€(5о-Тс. ): Формирователь 1 в моменты перехода входного информационного сигнала через нулевую ось (из области отрицательных в область положительных значений) на своем вы ходе импульсы,поступающие на информационный вход блока 2 синхронизации , на тактовый вход которого поступают с выхода генератора 4 тактовые импульсы с частотой следовани  5-t - () Дб fo центральна  частота заданного частотного диапазона , а величина w определ етс  задан ным уровнем аппаратурных шумов измерител  и выбираетс  обычно из услови  hf 2f4, JU 2-5. Эти же тактовые импульсы с выхода генератора 4 поступают на вход счетчика интуль сов 3, представл ющего собой Р-разр дный двоичный счетчик, где Р eo%a.R I 1 длительност интервала времени наблюдени . Выходы мпадших разр дов счетчика 3 соединены с информационными входами дополнительного регистра 10, а выхо М -го разр да (V ) - с объединенными входами делителей 8 и 9. Коэффициенты делени  {1/К(),) каждого су-го (tj, 1, M/Z -1) из делителей 9 выбраны из услови  К а (Q/M а делитель 8 (соответствующий q, М/2) имеет коэффициент делени , равный двум ( 2 . Таким образом, на выходе делител  8 и 9 каждый последующий импульс по вл етс  с поступлением М/( Д -го тактового импульса на вход счетчика 5. Счетчики 6 и .7  вл ютс  идентичными двоичными -разр дными счетчиками, и осуществл ют подсчет числа ( по модулю, равному т 2/ импульсов, поступивших на их вхолвл с выходов соответствующих (9 - х) делителей 8 и 9 с момента (t 0) начала измерительного интервала. В исходном состо нги на выходе блока 2 синхрони .зации формируетс  сигнал с уровнем логического нул , при поступлении в моментtи импульса нул  с выхода формировател  1 сигнал на выходе блока 2 не измен етс  до прихода на его тактовый вход очередного , j-th -го) тактового импульса, с приходом которого на выходе блока 2 фор1 отруетс  короткий (равный по длительности периоду следовани  (I/it ) тактовых ик ульсов) импульс, поступающий на вход элемента задержки 21 и на объединенные тактовые входы регистров 10, 11 и 12, разреша  запись в эти регистры поступающих на их информационные входы чисел ЪЧГй гО); А (Гц М/2) А (Гнр1 с выходов соответствуюиих счетчиков 5, 6 и 7: B(rv,;0 ,A lr«;q.; tt(%), Л() -«e ССхЗЗзд- число X, вз тое по модулю «Jttx33 x+i , ±l,i 2, ... Эти числа поступают на выходы регистров 10, 11 и 12. Пусть дл  примера т 16, Н 64,Чв 8, Р 13 и на вход форьшровател  1 поступает монохроматический сигнал 5ocos(a7rto-t Ч)При этом на выходе формировател  1 формируютс  ик ульсы нулей в момент t« перехода входного сигнала через нулевую ось амплитуд {из области отрицательных в область положительных значений) .-(t- -:t:tv 3 o o где т - длительность измерительного интервала/ LW3- цела  часть числа X, Эти импульсы поступают на вход блока 2 синхронизации, который сдвигает их в ближайшие (к моментамt) дискретьые моменты времени , сихрониэированные с тактовыми импульсами частотой |. 16i(, ,,.iHt().v,o:. Vtt - 3 Тактовые импульсы поступают так же на счетчик 3, представл ющий со бой 13-раэр  ный двоичный счетчик, выход переноса из 3-го двоичного разр да которого соединен с объеди ненными входами делителей 8 и 9. Коэффициент делени  Л1/К v) каждого ( -го () 1, 31) делител  9 выбран из услови  К(у ((у/64),а делитель 8 имеет коэффициент делени  2. Таким образом, на выходе делител  8 и 9 каждый последукндий импульс по вл етс  с поступ лением СВ/ЦЗ 11512/ -гр тактового импульса на вхой счетчика 3 Счетчики 6 и 7  вл итс  идентич ными двоичными 4- разр дныьта счетчиками , осуществл ющими подсчет (по модулю, равному 16) числа импульсов с выходов соответствующих (( - х) делителей 8 и 9 с момента начала измерительного интервала, С приходом И-го импульса синхронизированного нул  (в момент и л I (16io) / Э входы синхронизации регистровЮ, 11 и 12 в ре гистры 10 запишетс  ( с выходов 4-х мпадааих разр дов счетчика 3/ число Ь(-ц.О) rt wljifc а в ( - е регистры 11 и 12 из счетчиков 6 и 7- числа 32)-LCVV Hfen 6,, A(.n,-,«vKCM33it 8регистры 11 и 12 записываютс  в моменты jl, числа ,-..,,,; - П- 6у, -Гг- ч- &±.- Atrv.i)--01- %l- 2 «-k. , а в регистр 10 посто нно записывае с  одно и тоже число $о .го(, колькуЬ(П,;о)(б1с Ч)«-Ь;Ц: 1,512, Положим дл  определенности tp -(ТГ/2), соответственно 1г)о Ь1п,;о)--Ьон; А(Г„-,г2)-СЕ.1 л;АСП,;ц,)--Ц «У1%2Й« а на выходе преобразовател  13 фор мируетс  число - Ь( 0) -1, или при работе преобразовател  в допол нительном коде на его выходе формируетс  число -Bl3ifc(16-l) 1 Тогда на выходе сумматора 14 форгда руютс  числа dtvi,,-bi) -b(Vnr)l dlv,,a)--lX-bo ACn,,2)33 . tC -i33i6-UviH5D34fe/i поступающие на вход адресного дешифратора соответствующего запомин н цего устройства 22, а на его выходах сумматоров 15 и 16 числа b .v-M,()tA(VM,(v) 111-и3 6; d(irv,- vV-i:t:ACv,q,)-b,,3(,--i:Cv«Vto-e3it поступающие на входы дешифраторов запоминакадих устройств 23 и 24. Поскольку в рассматриваемом примере регистрируетс  Мо 512 нулей (.т.е. VI мен етс , от 1 до 512) на интервале наблюдени  числа .су), д(,)--Ъ(Гц,-),): - на выходах сумматоров 14, 15 и 16 пробегают весь Л хот  и не об зательно последовательно в возрастающем пор дке) набор из 16 значений: от О до 15, причем этот псалный набор из 16 чисел повтор етс  32 раза на интервале наблюдени  п. 1,5127. Действительно, на выходе, например, сумматора 14, число 32 ) последовательно принимает значени  0,1,2,.. .14,15 при И lTl6, после чего цикл повтор етс  (512/16) 32 раза; на выходе сумматора 15, соответствующего Ф 1, число blVM,t)-Lt vt|bl) равно 1 при - 1,31, равно 2 при п 32,63, ..i, равно 15 прИ И 448,479, равно О при п 480,511, и оп ть равно 1 при п NO 512. Аналогично можно показать, что.на выходе остальных сумматоров 15 и 16 за врем  интервала наблюдени  ФОРМИруетс  по 32 каждое .из 16 чисел I с 0,15. Поскольку числа на выходах сумматоров 14, 15 и 16  вл ютс  адресами отсчетов комплексных экспонент x(c)e)ip(i2«r|)j: w4c)e pC-ia ir|), cчитывae иx из запоминакадих устройств 22, 23 и 24 в 63 пары накапливающих сумматоров 29 и 30 блока 18, то в соответствии с вышеизложенным к концу измерительного интервала (т.е. по приходу MO 512 импульсов нулей) сформированные в этих сумматорах действительные .и мнимые части комплексных сумм Ч(t) равны нулю: (.)-.o ),v-(i5i Чие)М ъг vv4c)o «ч 4.a-(v),q,1,52 В одну пару (соответствук пую 32 (( 0)) накапливающих cjj aTOров 29 и 30 дл  каждого п 1,512 считываютс  из элемента задержки 21 (по одному и тому же адресу Ь(Ги1 0) - Ьо If - с выхода ре-г гистра 10) действительна  и мниМа  части отсчета экспоненты

Claims (1)

1. (5 7) ЦИФРОВОЙ ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий формирователь импульсов нулей, последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов, стробируемый дешифратор, блок постоянной памяти, блок накапливающих сумматоров, блок квадраторов и решающий блок, причем пусковой вход решающего блока соединен с выходом счетчика импульсов, блоки постоянной памяти, накапливающих сумматоров и квадраторов содержат соответственно по М постоянных запоминающих устройств с входными.адресными дешифраторами, 2М накапливающих сумматоров и М квадраторов, отли- чающийся тем, что, с целью повыйения надежности, в него введены последовательно соединенные блок синхронизации и элемент задержки, соединенный с тактовым входом блока накапливающих сумматоров, а стробируемый дешифратор выполнен в виде м/2 цепей, состоящих из последовательно соединенных делителя частоты, счетчика. регистра и двух соединенных параллельно по первым входам комбинационных сумматоров в (М/2)-1 цепях и одного комбинационного сумматора М/2 цепи, дополнительный регистр, выходы которого соединены с вторыми входами первых комбинационных сумматоров и через преобразователь положительного числа в отрицательное с вторыми входами вторых комбинационных сумматоров в М/2 цепей, причем входы делителей частоты соединены с одним из выходов счетчика импульсов, а его первые разряды соединены с входами дополнительного регистра, стробирующие входы регистров синхронизации соединены с выходом блока синхронизации , информационный и тактовый входы которого соединены с выходами формирователя импульсов нулей и генератора тактовых импульсов соответственно.