МОНОИМПУЛЬСНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ СИГНАЛОВ
SINGLE-PULSE DEVICE FOR MEASURING SIGNALS MEDIUM FREQUENCY

Предлагаемое устройство относится к области радиотехники и может быть использовано для повышения точности моноимпульсного измерения средней частоты (измерения по одному принятому радиоимпульсу) радиолокационных, радионавигационных и других приемников-измерителей, работающих в условиях широкого динамического диапазона входных воздействий.
i
p
i
Моноимпульсный измеритель частоты может быть построен на основе фильтрового метода, реализуемого обычно в виде параллельного набора частотных каналов /1/. Здесь, набором частотных каналов, полоса пропускания каждого из которых равна ΔF, i=1, 2… N, перекрывается весь заданный диапазон измерения ΔF. Максимально возможная точность измерения (точность, разделения сигналов по частоте) в этом устройстве прямо пропорциональна ширине выбранного дискрета разделения, т.е. полосе ΔF. Обеспечение высокого быстродействия (измерения в течение времени наиболее короткого по длительности радиоимпульса) в рассматриваемом устройстве достигается снятием информации о частоте входного сигнала в виде параллельного позиционного кода. Для этого каждый частотный канал выполняется в виде устройства, состоящего из последовательно соединенных между собой полосового радиофильтра, детектора огибающей, видеоусилителя и регистрирующего элемента (порогового устройства). О частоте сигнала в таком измерителе судят по номеру канала, на выходе которого регистрируется стандартный видеоимпульс.
i
Наряду с высоким быстродействием важным достоинством устройства /1/ является то, что оно обеспечивает измерение средних (несущих) частот с заданной точностью ряда принимаемых сигналов при перекрытии их по времени воздействия. Повышение точности измерения в этом устройстве достигается сужением ΔF, что, в свою очередь, приводит и к более высокому отношению сигнал/шум на выходе линейной части канала, т.е. к более высокой чувствительности.
Недостатки устройства /1/: с расширением диапазона измерения существенно растет требуемое число частотных каналов, а значит, и объем аппаратуры; полоса пропускания каждого частотного канала, как правило, не согласована с шириной частотного спектра приходящих сигналов; из-за конечного затухания частотных характеристик каналов вне полосы падает точность измерения при сильных приходящих сигналах.
p
i
Снизить объем аппаратуры, при заданной точности измерения и широком ΔF, позволяют устройства с объединенными каналами, число которых обычно меньше числа формирующихся частотных каналов с полосами ΔF. Это достигается путем частичного перекрытия по частоте соседних каналов /2/, использованием матричных приемников и приемников, построенных в соответствии с двоичным кодом (двоично-кодовых приемников).
i
Измерители /2/ содержат ряд частотных каналов с перекрывающимися по частоте амплитудно-частотными характеристиками /АЧХ/ и блок логической обработки. Характер перекрытия АЧХ определяется здесь логикой формирования каналов с полосами ΔF. Измеритель /2/ включает меньшее число частотных каналов по сравнению с измерителем /1/, но он обладает меньшим отношением сигнал/шум и более низкими показателями в случае воздействия сигналов на разных частотах. Это связано с объединением более широкополосных частотных каналов в блоке логической обработки.
p
p
p
j
1
1
p
p
j-1
Матричные и двоично-кодовые приемники-измерители содержат ряд частотных каналов с различными полосами пропускания и ряд преобразователей частоты. Полосы пропускания каналов и частоты гетеродинов устройств выбираются так, чтобы сигнал, действующий в диапазоне ΔF, проходил на выход наиболее узкополосного частотного канала. Матричным приемникам свойственно последовательное уточнение средней частоты входных сигналов путем поэтапного преобразования и фильтрации их по частоте. Точность информации о частоте определяется шириной полосы пропускания наиболее узкополосного частотного канала. Чувствительность матричных измерителей определяется полосой наиболее широкополосного частотного канала, которое обычно равняется ΔF/3, и поэтому не высока. При одновременном воздействии нескольких сигналов в этих измерителях образуются ложные отсчеты частоты. Ложные отсчеты возможны также при попадании частоты сигнала в области перекрытия полос пропускания смежных частотных каналов. Эти недостатки свойственны и двоично-кодовым приемникам-измерителям. В двоично-кодовых измерителях системой полосовых радиофильтров разбивается диапазон ΔF на частотные каналы, полосы пропускания которых ΔF=ΔF/2 (ΔF - полоса первого канала, j=1, 2…n - номер канала) последовательно уменьшаются в два раза в сторону уменьшения ΔF. Сигнал, поступивший на вход системы фильтров, первоначально проходит через один из них. Сигнал, прошедший через фильтр более высокой частоты, детектируется и благодаря гетеродинированию, одновременно проходит через фильтр более низкой частоты. В результате на выходе нескольких каналов появляется сигнал (логическая единица), а на выходе остальных каналов сигнал отсутствует (логический нуль). Различным частотам принимаемых сигналов соответствуют свои комбинации "1" и "0". Так как полосы пропускания фильтров равны произведению наиболее узкой полосы пропускания на число, кратное двум, то кодовая комбинация на выходах каналов является численной мерой частотного отрезка ΔF, выраженной в цифровом двоичном коде.
p
p
Матричные приемники обладают высоким быстродействием, позволяют существенно уменьшить габариты и вес аппаратуры при больших ΔF, а также выдать информацию о частоте в удобной для дальнейшей обработки в ЭЦВМ форме. Их чувствительность определяется наиболее широкой полосой пропускания, которая равна ΔF/2 и, следовательно, не высока. Недостатки этих приемников, в смысле ложных отсчетов частоты, как уже отмечалось, такие же, как и у матричных приемников.
Известны также поисковые приемники-измерители частоты /4/. В этих приемниках для разделения сигналов по частоте используется частотно-избирательный элемент, перестраиваемый по какому-либо закону. В качестве такого элемента часто используются перестраиваемый фильтр или преобразователь частоты с перестраиваемым гетеродином /4/. Определение частоты здесь производится путем измерения текущего значения параметра, определяющего настройку приемника-измерителя в момент приема сигнала.
Точность измерения частоты устройством /4/, как и измерителей /1÷3/, определяется шириной полосы пропускания наиболее узкополосного частотного канала. Обеспечение высокой точности требует сужения этой полосы. Однако такое сужение ограничено как шириной спектра принимаемого импульсного сигнала, так и заданной вероятностью пропуска, которая в поисковых приемниках, даже при широкой полосе частотного канала, достаточно высока.
Кроме того, с ростом скорости перестройки гетеродина снижается точность измерения в связи с сильным искажением динамической частотной характеристики /4, стр. 390/.
Повысить точность измерения при требуемой широкой полосе пропускания частотного канала позволяют устройства, выполненные на основе частотных дискриминаторов на поверхностных акустических волнах /ПАВ/ /4/. Такой дискриминатор, реализуемый обычно на дисперсионной линии задержки /ДЛЗ/, позволяет заменить измерения частот измерениями временных интервалов. Полоса пропускания ДЛЗ может быть выбрана шире полосы самого широкополосного входного сигнала, однако для сигналов с различной шириной спектра, находящихся в полосе ДЛЗ, кроме сигналов, согласованных с ее импульсной характеристикой, отношение сигнал/шум на выходе ДЛЗ будет примерно одинаковым. То есть, чувствительность измерения с ДЛЗ в некоторых пределах будет постоянной. Линейная связь в полосе ДЛЗ между частотой входного сигнала и его задержкой в ДЛЗ обеспечивает возможность построения измерителей, свободных от недостатков устройств /1-3/, указанных ранее. Измеритель /4/ наиболее близок по технической сути к заявляемому устройству, поэтому выберем его в качестве прототипа.
Прототип /4/ содержит усилитель промежуточной частоты /УПЧ/, вход которого является входом устройства, дисперсионную линию задержки, два детектора огибающей и счетчик временных интервалов. Вход первого детектора огибающей соединен с выходом УПЧ непосредственно, а вход второго детектора - через ДЛЗ. Выходы детекторов через видеоусилители подключены к счетчику временных интервалов.
p
i
Действующий на вход устройства /4/ сигнал с неизвестной частотой детектируется и через видеоусилитель запускает счетчик временных интервалов. Сигнал, поступивший на вход ДЛЗ, задерживается в нем по времени на величину, пропорциональную частоте. Путем определения моментов появления сигнала на входе и выходе линии измеряется время задержки сигнала, которое выражается непосредственно в единицах частоты. Для этого выходной сигнал ДЛЗ детектируется, усиливается и используется для останова счетчика. Поскольку величина задержки сигнала в линии пропорциональна его средней частоте, то по показанию счетчика временных интервалов судят о частоте входного сигнала. Здесь полоса пропускания ДЛЗ больше ширины спектра наиболее широкополосного сигнала и может в несколько раз превышать значение ΔF, тогда как погрешность измерения получается меньше ΔF.
Точность измерения в устройстве /4/ определяется крутизной наклона дисперсионной характеристики, длительностью и частотой следования тактовых импульсов.
Кроме того, времена задержки передних фронтов сигналов, приходящих на ДЛЗ и имеющих одинаковые длительности и средние частоты в случаях: полностью согласованных с импульсной характеристикой ДЛЗ (незначительно рассогласованных) и сильно рассогласованных с ДЛЗ, могут сильно различаться.
Измерение частоты по временному интервалу в данном случае сопряжено со значительными погрешностями. Последнее наиболее характерно в реальных условиях работы для широкого класса сигналов, когда на вход измерителя поступают как радиоимпульсы с немодулированной несущей, так и радиоимпульсы с линейной частотной модуляцией /ЛЧМ/ высокочастотного заполнения. ДЛЗ сжимает во времени согласованный ЛЧМ сигнал и растягивает короткий радиоимпульс с немодулированной частотой заполнения.
Степень изменения сигналов по длительности характеризуется отношением баз сигнала и линии задержки (база сигнала - это произведение его длительности на ширину спектра, а база линии - это произведение ее полосы пропускания на величину дифференциальной задержки сигнала) и согласованием /рассогласованием/ сигналов с ДЛЗ, как с оптимальным фильтром. Поскольку тип сигнала и его согласование /рассогласование/ с ДЛЗ могут быть любыми, то величина погрешности измерения средней частоты зависит от типа сигнала.
Таким образом, недостатком прототипа является то, что в реальных условиях работы обеспечиваемая им точность измерения частоты низка.
Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения средней частоты в реальных условиях работы.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее УПЧ, вход которого является входом устройства, ДЛЗ и два детектора огибающей, вход первого детектора огибающей соединен с выходом УПЧ непосредственно, а вход второго детектора через ДЛЗ, введены формирователь импульсов, три элемента совпадения И, генератор тактовых импульсов, суммирующий элемент ИЛИ, элемент вычитания, блок логической обработки и два делителя частоты на два, каждый из которых включает ждущий мультивибратор, первый и второй элементы И, причем первый вход первого элемента И, являющийся входом делителя частоты, соединен с первым входом второго элемента И, выход которого является выходом названного делителя, при этом выход первого элемента И через ждущий мультивибратор соединен со вторым входом второго элемента И со вторым входом первого элемента И. Выход первого детектора огибающей подключен к первому входу первого элемента И и к первому входу формирователя импульсов, второй вход которого соединен с выходом второго детектора огибающей, с первым входом третьего элемента И и со вторым входом блока логической обработки. Выход формирователя импульсов подключен к первому входу второго элемента И. Выход генератора тактовых импульсов соединен со вторым входом первого, второго и третьего элементов И. Выход первого элемента И через первый делитель частоты на два подключен к первому входу элемента вычитания, а выход второго элемента И через элемент ИЛИ соединен со вторым входом элемента вычитания. Выход элемента вычитания через блок логической обработки подключен к выходу устройства. Выход третьего элемента И через второй делитель частоты на два соединен со вторым входом элемента ИЛИ.
Формирователь импульсов, введенный в известное устройство, позволяет получить видеоимпульс длительностью, равной временному интервалу между моментами появления сигнала на входе и выходе ДЛЗ. При отклонении длительности сигнала на выходе линии задержки от аналогичного параметра сигнала на ее входе длительность импульса формирователя изменяется. Изменение аналогичного временного интервала приводит в прототипе к погрешностям измерения. В предлагаемом устройстве устранение этих погрешностей достигается измерением временного интервала между осями, делящими длительность входного и выходного сигналов ДЛЗ пополам. Измерение временного интервала между названными осями путем арифметического подсчета на данном интервале числа тактовых импульсов со стабильными параметрами. Последнее достигается введением в известное устройство генератора тактовых импульсов /ГТИ/, трех элементов И, двух делителей частоты на два, устройства вычитания и блока логической обработки, формирователь импульсов, ГТИ, второй и третий элементы И обеспечивают заполнение тактовыми импульсами временного интервала между моментами появления сигнала на входе ДЛЗ и моментом его окончания на выходе линии. Выделение половины числа тактовых импульсов, укладывающихся на интервале длительности входного сигнала, осуществляется первым элементом И и установленным на его выходе первого делителя частоты на два. Аналогично, вторым делителем частоты на два выделяется половина числа тактовых импульсов, соответствующего длительности сигнала на выходе ДЛЗ. Суммируя названные половины чисел импульсов с числом импульсов на временном интервале между моментом окончания входного сигнала и моментом появления выходного сигнала ДЛЗ, получаем число импульсов, заполняющих временной интервал между осями, проходящими через точки, делящие длительность входного и выходного сигналов ДЛЗ пополам. В предлагаемом измерителе это достигается введенными элементами ИЛИ и элементом вычитания. Суммарное число импульсов, выделяемое блоком логической обработки, пропорционально средней частоте входного сигнала. Это число не зависит от соотношения между длительностями сигнала на входе и выходе ДЛЗ, так как оно образовано тремя числами, изменяющимися при изменении названного соотношения так, что первые два числа уменьшаются /увеличиваются/ настолько, насколько увеличивается /уменьшается/ третье число. Поэтому точность измерения в предлагаемом устройстве получается более высокой по сравнению с прототипом. Таким образом, введение в известное устройство формирователя импульсов, трех элементов совпадений, генератора тактовых импульсов, двух делителей частоты на два, элемента ИЛИ, элемента вычитания и блока логической обработки, позволило измерить пропорциональный средней частоте входного сигнала на временной интервал между осями, делящими длительность входного и выходного импульсов ДЛЗ пополам. Поскольку этот интервал не зависит от изменяющихся в реальных условиях работы длительности сигналов, то введением в известное устройство указанных элементов достигается цель, состоящая в повышении точности измерения средней частоты сигналов в этих условиях.
Сущность изобретения поясняется структурной схемой устройства, представленной на фиг. 1.
Моноимпульсный измеритель средней частоты сигналов, фиг. 1, состоит из УПЧ 1, ДЛЗ 2, второго детектора огибающей 3, первого детектора огибающей 4, формирователя импульсов 5, генератора тактовых импульсов 6, первого элемента совпадений И 7, второго элемента совпадений И 8, третьего элемента совпадений И 9, суммирующего элемента ИЛИ 10, элемента вычитания 11, блока логической обработки 12, первого делителя частоты на два 13, включающего первый элемент совпадений И 1, ждущий мультивибратор 1 и второй элемент совпадений И 2, второй делитель частоты на два 14, включающий первый элемент И 1, ждущий мультивибратор 1 и второй элемент И 2. Первый вход первого элемента И 1 делителя частоты на два 13 соединен с первым входом второго элемента И 2 и со входом делителя частоты на два 13 выход элемента является выходом делителя частоты на два 13. Выход элемента И 1 через ждущий мультивибратор 1 соединен со своим вторым входом и со вторым входом элемента И 2. Первый вход первого элемента И 1 делителя частоты на два 14 соединен с первым входом второго элемента И 2 и со входом делителя частоты на два 14. Выход элемента И 1 через ждущий мультивибратор 1 соединен со своим вторым входом и со вторым входом элемента И 2 выход элемента И 2 является выходом делителя частоты на два 14. Выход первого детектора 4 подключен к первому входу первого элемента И 7 и к первому входу формирователя импульсов 5. Второй вход формирователя 5 соединен с выходом второго детектора огибающей 3, с первым входом третьего элемента И 9 и со вторым входом блока логической обработки 12, а выход формирователя 5 подключен к первому входу второго элемента И 8. Выход генератора тактовых импульсов 6 соединен со вторым входом первого элемента И 7, второго элемента И 8 и третьего элемента И 9. Выход первого элемента И 7 через делитель частоты на два 13 подключен к первому входу элемента вычитания 11, а выход второго элемента И 8 через элемент ИЛИ 10 соединен со вторым входом элемента вычитания 11. Выход элемента вычитания 11 через второй вход блока 12 подключен к выходу устройства. Выход третьего элемента И 9 через второй делитель частоты на два 14 соединен со вторым входом элемента ИЛИ 10.
Все узлы предлагаемого устройства выполнены по известным схемам. УПЧ 1 собран на транзисторах типа 2Т316Г по схеме дифференциального усилителя. ДЛЗ 2 выполнена на подложке из кварца и представляет собой устройство на поверхностных акустических волнах. Детекторы 3, 4 собраны по схеме диодных детекторов на импульсных диодах типа ДЗ11А. Формирователь выполнен по схеме триггера со счетным входом на микросхемах 133 серии. На этих же микросхемах построены мультивибраторы 1. Генератор тактовых импульсов выполнен на микросхемах 500 серии. Элементы И 7, 8, 9, 1, 2, построены на микросхемах 133 серии. На микроэлементах 133 серии построены также блок логической обработки, представляющий собой счетчик числа импульсов с элементами управления и элемент вычитания 11 (по схеме И-НЕ).
Работа устройства, фиг. 1, иллюстрируется временными диаграммами сигналов, показанными на фиг. 2.
На фиг. 2 изображены:
21 - радиоимпульс на входе ДЛЗ;
22 - импульсы на выходе детектора 4;
23 - импульсы на выходе детектора 3 для случаев растяжения входного сигнала /сплошная линия/ и сжатия /пунктир/;
24 - сигнал на выходе формирователя 5;
25 - сигнал на выходе генератора тактовых импульсов 6;
26, 27, 28 - сигналы на выходах элементов И 7, 8, 9, соответственно;
29, 30 - выходные сигналы соответственно первого делителя частоты 13 и второго делителя частоты 14;
31 - сигнал на выходе элемента вычитания 11;
32 - сигнал на выходе элемента вычитания 11 в случае сжатия входного сигнала в ДЛЗ /крив. 23, пунктир на фиг. 2/,
31
τ - интервал времени между моментами появления сигнала на входе и выходе ДЛЗ;
32
τ - интервал времени между осями, делящими длительность входного и выходного импульсов ДЛЗ пополам.
31
31
31
31
31
31
31
32
32
32
Работает предлагаемое устройство следующим образом. Входной радиоимпульс, усиленный в УПЧ 1, поступает на вход детектора 4 и ДЛЗ 2. Выходной видеоимпульс детектора 4 /диагр. 22, на фиг. 2/ воздействует на вход элемента И 7 и запускает формирователь импульсов 5. Время задержки сигнала в ДЛЗ 2 зависит от значения средней частоты /частоты заполнения/ входного радиоимпульса и пропорционально ей. Предположим, что средней частоте входного импульса соответствует время задержки в линии, равное τ. Тогда спустя τ на выходе детектора 3 появится видеоимпульс, который передним фронтом вернет формирователь 5 в исходное состояние. В результате на выходе формирователя 5 образуется импульс длительностью τ /диагр. 24 на фиг. 2/. Этот импульс поступает на первый вход элемента И 8. Одновременно выходной импульс детектора 3 /диагр. 23 на фиг. 2/ воздействует на первый вход элемента И 9. Поскольку на вторые входы элементов И 7, 8, 9 поступают в непрерывной последовательности тактовые импульсы со стабильными во времени длительностью и частотой повторения /диагр. 25 на фиг. 2/, то на выходе каждого из этих элементов формируется группа с числом тактовых импульсов, пропорциональным длительности сигнала, действующего на их первом входе. Такие группы импульсов на выходах элементов 7, 8 и 9 показаны на фиг. 2 соответственно диаграммами 26, 27 и 28. Число импульсов на выходе элемента 7 пропорционально длительности входного сигнала ДЛЗ 2, а на выходе элемента 9 - длительности выходного сигнала ДЛЗ 2. Число тактовых импульсов на выходе элемента 8 определяется временным интервалом τ и, следовательно, пропорционально средней частоте входного сигнала. Это число и используется в прототипе для измерения средней частоты сигнала. Однако в реальных условиях работы число импульсов на интервале τ зависит и от способности ДЛЗ 2 сохранять длительность входного сигнала. В этих условиях длительность выходного сигнала ДЛЗ 2 обычно отличается от длительности сигнала на ее входе /например, при воздействии на ее вход короткого радиоимпульса или радиоимпульса с ЛЧМ заполнением/. Указанное отличие длительностей приводит в изменению положения на временной оси переднего фронта выходного импульса детектора 3 /диагр. 23. на фиг. 2/. В результате изменяется τ при неизменной средней частоте сигнала, а измерение τ приводит в прототипе к погрешностям. Повышение точности измерения в предлагаемом устройстве достигается тем, что подсчет числа тактовых импульсов производится на пропорциональном средней частоте временном интервале τ. Поскольку τ является временным интервалом между осями, делящими длительность входного и выходного сигналов пополам, то он не зависит от соотношения между длительностями этих сигналов, а значит, при изменении этого соотношения, погрешности измерения отсутствуют. В предлагаемом устройстве, фиг. 1, это происходит следующим образом. Группа тактовых импульсов элемента И 7 поступает на вход первого делителя частоты на два 13. Первый импульс этой группы проходит на выход делителя и через элемент И 1 запускает ждущий мультивибратор 1. Выходной импульс мультивибратора 1 запрещает прохождение на выход делителя 13 второго тактового импульса и через элемент И 1 отключает вход мультивибратора 1 на время, равное периоду повторения тактовых импульсов. В результате на выход делителя 13 проходит каждый нечетный по порядковому номеру импульс входной последовательности /диагр. 29 на фиг. 2/. Длительность выходных импульсов делителя при этом равна длительности импульсов на его входе. Аналогично работает и делитель частоты на два 14, пропускающий на выход половину числа тактовых импульсов генератора 6, укладывающихся на интервале длительности выходного сигнала детектора 3 /диагр. 30 на фиг. 2/. Выходные импульсы делителя частоты 13 поступают на первый вход элемента вычитания 11, на второй вход которого подаются через суммирующий элемент ИЛИ 10 выходные импульсы элемента И 8 /диагр. 27 на фиг. 2/ и выходные импульсы делителя 14 /диагр. 30 на фиг. 2/. На временном интервале, равном длительности входного радиоимпульса, выходные импульсы делителя 13 подавляют в элементе 11 каждый нечетный выходной импульс элемента 8. Поэтому на данном временном интервале число импульсов на выходе элемента 11 получается пропорциональным половине длительности сигнала на входе устройства. На временном интервале между задним фронтом входного и передним фронтом выходного импульсов ДЛЗ /импульсов детекторов 4, 3/, выходные импульсы элемента И 8 в элементе вычитания 11 не подавляются, так как они приходят в различные интервалы времени, проходя на его выход. На выход элемента 11 проходят также импульсы делителя 14, число которых равняется половине числа тактовых импульсов, укладывающихся на интервале длительности входного сигнала ДЛЗ. Следовательно, суммарное число тактовых импульсов, проходящих на выход элемента вычитания 11, получается пропорциональным τ. Это число зависит только от средней частоты входного сигнала и не зависит от соотношения между длительностями импульсов на входе и выходе ДЛЗ. Последнее объясняется тем, что при изменении названного соотношения изменяется число импульсов на всех трех рассмотренных временных интервалах так, что суммарное число этих импульсов на выходе элемента вычитания 11 /диагр. 31 на фиг. 2/ остается неизменным. Действительно, если длительность выходного сигнала ДЛЗ уменьшится при неизменной средней частоте заполнения сигнала на входе, то уменьшится и число импульсов на выходе делителя 13, но настолько, насколько увеличится число импульсов на выходе элемента 8, поскольку при этом на величину уменьшения длительности выходного сигнала ДЛЗ расширится импульс формирователя 5 (Диагр. 32 на фиг. 2).
32
Выходные импульсы элемента вычитания 11 поступают на вход блока логической обработки, в котором осуществляется подсчет их числа на интервале τ. После окончания счета в блоке 12 формируется импульс снятия информации с регистра памяти счетчика. Генератор этого импульса запускается задним фронтом выходного импульса детектора 3 /диагр. 23 на фиг. 2/. Задним фронтом импульса снятия информации в блоке 12 запускается генератор импульса сброса, который приводит блок 12 в исходное состояние. Информация о средней частоте записывается в регистр памяти блока 12, из которого она поступает на его выход.
Точность измерения средней частоты в устройствах /1÷4/ определяется полосой пропускания наиболее узкополосного частотного сигнала. Выбор этой полосы из условия обработки наиболее широкополосного сигнала в этих устройствах неизбежно приводит к снижению точности измерения. Предлагаемое устройство, как и прототип, свободно от этого недостатка. В них полоса пропускания ДЛЗ выбирается широкой, однако точность измерения определяется наклоном ее дисперсионной характеристики, длительностью и частотой следования тактовых импульсов. При изменении уровней входных сигналов в устройствах /1÷3/, из-за конечной крутизны скатов АЧХ каналов и широкого спектра воздействий, возможны ложные отсчеты, так как в данных условиях на входной сигнал могут откликаться несколько частотных каналов. В предлагаемом устройстве отсутствует и этот недостаток, поскольку информация о частоте преобразуется в ДЛЗ во временной интервал, который не зависит от уровня сигнала на ее входе.
Погрешности измерения в прототипе образуются из-за того, что в нем средняя частота оценивается по временному интервалу между моментами появления сигнала на входе и выходе ДЛЗ. В предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, реализуется идея измерения средней частоты по временному интервалу между осями, делящими входной и выходной импульсы ДЛЗ пополам. Реализация этой идеи и позволяет повысить по сравнению с прототипом точность измерения в реальных условиях работы.
Таким образом, введение в известное устройство формирователя импульсов, трех элементов совпадений, генератора тактовых импульсов, двух делителей частоты на два, элемента ИЛИ, элемента вычитания и блока логической обработки, а также соответствующих связей между введенными элементами, позволило повысить точность измерения средней частоты заполнения каждого единичного входного радиоимпульсного сигнала.
32
На дату оформления заявки на предлагаемое изобретение на предприятии изготовлен макет предлагаемого измерителя. Полоса пропускания ДЛЗ, используемой в макете, была близкой к 10 МГц, а наибольшее значение временной задержки сигнала τ - близко к 10 мкс. Крутизна дискриминационной характеристики была равной 1 мГц/мкс, а база Б=100. На вход макета измерителя додавались радиоимпульсы с ЛЧМ заполнением, база которых изменялась от 20 до 5, а длительность была равной 2 мкс. Частота повторения тактовых импульсов в макете равнялась 5 мГц, при длительности тактовых импульсов 0,1 мкс. Длительность выходных импульсов детектора, установленного на выходе ДЛЗ, составляла 0,4 мкс при воздействии на вход сигнала с базой, равной 20, и 1,6 мкс - при базе входного сигнала, равной 5.
Абсолютная погрешность измерения при разрешающей способности по частоте, равной 2 мГц, в прототипе изменялась от 0,6 до 1,8 мГц. В предлагаемом устройстве данная погрешность не превышала 0,4 мГц.
Таким образом, по точности измерения частоты рассматриваемого сигнала предлагаемое устройство превосходит устройство-прототип в 4,5 раза.
Построение предлагаемого устройства на основе логических элементов цифровой техники, возможность микроминиатюризации, высокая разрешающая способность по частоте и точность измерения - являются основой перспективности использования данного технического решения для построения моноимпульсных приемников-измерителей средней частоты реальных радиоимпульсных сигналов, работающих в условиях широкого динамического диапазона входных воздействий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Атражев М.П. и др. "Борьба с радиоэлектронными средствами", Воен. изд-во МО СССР, М., 1972, стр. 203.
2. Лучук A.M. "Генерирование и разделение частотных сигналов в телемеханике", К., 1966, стр. 127, рис. 56.
3. Вакин С.А. и др. "Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки", М., 1968, стр. 386.
4. Радиоэлектроника за рубежом, вып. 6, 1976 г. Применение устройств на поверхностных акустических волнах в радиоэлектронной аппаратуре военного и гражданского назначения, обзор, стр. 23, рис. 14.