Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВХОДНОГО СИГНАЛА ПАНОРАМНОГО РАДИОПРИЕМНИКА
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВХОДНОГО СИГНАЛА ПАНОРАМНОГО РАДИОПРИЕМНИКА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВХОДНОГО СИГНАЛА ПАНОРАМНОГО РАДИОПРИЕМНИКА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в панорамных радиоприемниках, анализаторах спектра и частотомерах. Устройство содержит приемную антенну 1, входную цепь 2, усилитель 3 высокой частоты, смесители 4, 13, видеоусилители 7, 27, 30, усилители 5, 15, 16 промежуточной частоты, амплитудные детекторы 6, 26, 29, осциллографические индикаторы 8, 28, 31, блок 9 управления, блок 10 формирования частотной развертки, первый и второй гетеродины 11 и 12, перемножители 14, 18, полосовые фильтры 17, 19, фазоинвертор 20, сумматор 21, частотный детектор 22, дифференцирующее звено 23, выпрямитель 24, ключ 25. 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2025737
Класс(ы) патента: G01R23/00
Номер заявки: 4936438/21
Дата подачи заявки: 16.05.1991
Дата публикации: 30.12.1994
Заявитель(и): Военная инженерно-космическая Краснознаменная академия им.А.Ф.Можайского
Автор(ы): Дикарев В.И.; Еремеев И.Ю.; Федоров В.В.
Патентообладатель(и): Военная инженерно-космическая Краснознаменная академия им.А.Ф.Можайского
Описание изобретения: Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться в панорамных радиоприемниках, анализаторах спектра и частотомерах.
Целью изобретения является расширение диапазона частотного поиска сигналов.
Структурная схема устройства представлена на фиг.1; частотная диаграмма, поясняющая образование дополнительных (зеркальных) каналов приема, изображена на фиг.2; временные диаграммы, поясняющие работу устройства, показаны на фиг.3,4 и 5.
Устройство (фиг. 1) содержит приемную антенну 1, входную цепь 2, усилитель 3 высокой частоты, первый смеситель 4, первый усилитель 5 промежуточной частоты, первый амплитудный детектор 6, первый видеоусилитель 7, первый осциллографический индикатор 8, блок 9 управления, блок 10 формирования частотной развертки, первый и второй гетеродины 11 и 12, второй смеситель 13, первый перемножитель 14, второй и третий усилители 15 и 16 промежуточной частоты, первый полосовой фильтр 17, второй перемножитель 18, второй полосовой фильтр 19, фазоинвертор 20, сумматор 21, частотный детектор 22, дифференцирующую цепь 23, выпрямитель 24, ключ 25, второй амплитудный детектор 26, второй видеоусилитель 27, второй осциллографический индикатор 28, третий амплитудный детектор 29, третий видеоусилитель 30 и третий осциллографический индикатор 31.
Раздельный прием сигналов по основному каналу на частоте fo, по первому зеркальному каналу на частоте fз1 и по второму зеркальному каналу на частоте fз2 основан на использовании двух гетеродинов 11 и 12, частоты которых разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты: fг2 - fг1 = 2fпр и выбраны симметричными относительно частоты основного канала
fг2 - fo = fo - fг1 = fпр.
Это обстоятельство приводит к появлению второго зеркального канала (фиг.2).
Устройство работает следующим образом.
Просмотр заданного частотного диапазона Df осуществляется с помощью блока 9 поиска, который периодически по пилообразному закону изменяет настройку входной цепи 2, усилителя 3 высокой частоты и гетеродинов 11 и 12, а также через блок 10 формирования частотной развертки управляет горизонтальной разверткой осциллографических индикаторов 8,28 и 31. При этом линия развертки индикаторов используется как ось частот, длина которой соответствует диапазону просматриваемых частот.
Принимаемый импульсный сигнал (фиг.3а).
Uo(t) = Vocos(2 πfot + ϕo); 0 ≅t≅ τn, где Vo, fo, ϕo и τn - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность сигнала, с выхода приемной антенны 1 через входную цепь 2 и усилитель 3 высокой частоты поступает на первые входы смесителей 4 и 13, на вторые входы которых подаются напряжения с выхода гетеродинов 11 и 12 соответственно
Uг1(t) = Vг1cos(2π fг1t + πγt2 + ϕг1);
Uг2(t) + Vг2cos(2π fг2t + πγt2 + ϕг2);
0≅t≅ Tn, где Vг1, Vг2, fг1, fг2 и ϕг1, ϕг2 - амплитуды, частоты и начальные фазы напряжений гетеродинов;
γ = - скорость изменения частот гетеродинов (скорость перестройки);
Тn - период перестройки.
Причем частоты fг1 и fг2 гетеродинов 11 и 12 разнесены на удвоенные значения промежуточной частоты:
fг2 - fг1 = 2fпр и выбраны симметричными относительно частоте fo основного канала приема
fг2 - fo = fo - fг1 = fпр
Это обстоятельство приводит к появлению второго зеркального канала на частоте fз2 (фиг.2).
Частота настройки fн1 и полоса пропускания Δf1 усилителя 15 промежуточной частоты выбраны следующим образом:
fн1 = fпр; Δf1 = fпр.
Частота настройки fн2 и полоса пропускания Δf2 полосового фильтра 17 выбраны следующим образом:
fн2 = 2fпр; Δf2 = fпр.
Частота настройки fн3 и полоса пропускания Δf3 усилителей 5 и 16 промежуточной частоты и полосового фильтра 19 выбраны следующим образом:
fн3 = 3fпр; Δf3 = fпр.
В смесителях 4 и 13 принимаемый сигнал преобразуется в напряжения следующих частот (фиг.3а):
fo1 = fo - fг1 - γt = fпр - γt;
fo2 = fг2 + γt - fo = fпр + γt, где первый индекс обозначает канал, по которому принимается сигнал, второй индекс - номер гетеродина, участвующего в преобразовании частоты принимаемого сигнала.
Однако только напряжение с частотой fo2 попадает в полосу пропускания Δf1 усилителя 15 промежуточной частоты:
Uпр1(t) = Vпр1cos(2πfпрt + πγt2 + ϕпр1);
0≅ t≅ τn, где Vпр1= K1V0Vг2;
К1 - коэффициент передачи смесителя;
fпр = fг2 - fo - промежуточная частота;
ϕпр1 = ϕг2 - ϕо.
Это напряжение поступает на первый вход перемножителя 18.
Напряжения Uг1(t) и Uг2(t) с выходов гетеродинов 11 и 12 одновременно поступают на два выхода перемножителя 14, на выходе которого образуется напряжение
Uг(t) = Vгcos(4 πfпрt + ϕг) где Vг= K2 Vг1Vг2;
К2 - коэффициент передачи перемножителя;
ϕгг2 - ϕг1;
fг2 = fг1 = 2fпр.
Это напряжение выделяется полосовым фильтром 17 и поступает на второй вход перемножителя 18. На выходе последнего полосовым фильтром 19 выделяется напряжение
U1(t) = V1cos (6 πfпрt + πγt2 + ϕ1);
0≅ t≅ τn, где V1= K2 Vпр1Vг;
ϕ1= ϕпр1 + ϕг, и поступает на первый вход сумматора 21.
Так как в полосу пропускания усилителя 5 промежуточной частоты напряжение не попадает, то на втором входе сумматора 21 напряжение отсутствует. Напряжение U1(t) (фиг.4а) с выхода сумматора 21 поступает на вход частотного детектора 22, на выходе которого образуется видеоимпульс (фиг.4б), форма которого соответствует закону изменения частоты fo2 (фиг.4в). Указанный видеоимпульс поступает на вход дифференцирующего звена 23, на выходе которого образуется прямоугольный положительный импульс (фиг.4г), который через выпрямитель 24 (фиг.4д) поступает на управляющий вход ключа 25 и открывает его. Ключ 25 в исходном состоянии всегда закрыт. Выпрямитель 24 пропускает на свой выход только положительный импульс. При этом напряжение U1(t) с выхода сумматора 21 через открытый ключ 25 поступает на вход амплитудного детектора 26, который выделяет его огибающую. Последняя через видеоусилитель 27 поступает на вертикальные пластины осциллографического индикатора 28. В результате на экране осциллографического индикатора 28 образуется частотная метка, положение которой на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту fo принимаемого сигнала.
Если на вход устройства поступает сигнал по первому зеркальному каналу на частоте fз1 (фиг.3б)
Uз1(t)=Vз1cos(2πfз1t +ϕз1); 0≅ t≅ τn, то в смесителях 4 и 13 он преобразуется в напряжения следующих частот:
f11 = fг1 + γt - fз1 = fпр + γt;
f12 = fг2 + γt - tз1 = 3fпр + γt. Однако только напряжение с частотой f12 попадает в полосу пропускания Δf3 усилителя 16 промежуточной частоты:
Uпр2(t) = Vпр2cos(6 πfпрt + πγt2 + ϕпр2);
0≅ t≅ τn, где Vпр2= K1Vз1Vг2;
3fпр = fг2 - fз1; ϕпр2г2 - ϕз1.
Это напряжение поступает на вход амплитудного импульсного детектора 29, где выделяется его огибающая, которая через видеоусилитель 30 подается на вертикальные пластины осциллографического индикатора 31. На экране последнего образуется частотная метка, положение которой на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частотуfз1принимаемого сигнала.
Если на вход устройства поступает сигнал по второму зеркальному каналу на частоте fз2 (фиг.3в)
Uз2(t)=Vз2cos(2πfз2t +ϕз2); 0≅ t≅ τn, то в смесителях 4 и 13 он преобразуется в напряжения следующих частот:
f21 = fз2 - fг1 - γt = 3fпр - γt;
f22 = fз2 - fг2 - γt = fпр - γt.
Напряжение с частотой f2 попадает в полосу пропускания Δf3усилителя 5 промежуточной частоты:
Uпр3(t) = Vпр3cos(2πfпрt + πγt2 + ϕпр3);
0≅ t≅ τn, где Vпр3= K1Vз2Vг1;
3fпр= fз2- fг1;
= ϕз2- ϕг1.
Это напряжение поступает на вход амплитудного детектора 6, где выделяется его огибающая, которая через видеоимпульс 7 подается на вертикальные пластины осциллографического индикатора 8. На экране последнего образуется частотная метка, положение которой на горизонтальной развертке однозначно определяет несущую частоту fз2принимаемого сигнала.
Напряжение Uпр3(t) одновременно поступает на вход физоинвертора 20, на выходе которого образуется напряжение
Uпр4(t) = Vпр3cos(6πfпрt + πγt2 + ϕпр3);
0≅ t≅ τn, которое поступает на второй вход сумматора 21.
Напряжение с частотой f22 попадает в полосу пропускания Δf1усилителя 15 промежуточной частоты:
Uпр5(t) = Vпр5cos(2πfпрt + πγt2 + ϕпр5);
0≅ t≅ τn, где Vпр5= K1Vз2Vг2;
ϕпр5= ϕз2- ϕг2 ; fпр= fз2- fг2
Это напряжение поступает на первый вход перемножителя 18, на второй вход которого подается напряжение Uг(t) с выхода полосового фильтра 17. На выходе перемножителя 18 образуется напряжение
U2(t) = V2cos(6πfпрt + πγt2 + ϕ2);
0≅ t≅ τn, где V2= K2Vпр5Vг;
ϕ2= ϕпр5+ ϕг.
Это напряжение выделяется полосовым фильтром 19 и поступает на первый вход сумматора 21. Напряжения U2(t) и Uпр4(t) поступающие на два входа сумматора, на его выходе образуют постоянное напряжение. Это напряжение поступает на вход частотного детектора 22, на выходе которого напряжение отсутствует. Ключ 25 не открывается. В исходном состоянии ключ 25 всегда закрыт.
Если сигналы одновременно принимаются по основному каналу на частоте fo, по первому зеркальному каналу на частоте fз1 и по второму зеркальному каналу на частоте fз2, то в работе участвуют все блоки устройства. В этом случае в полосу пропускания усилителя 15 промежуточной частоты попадают напряжения Uпр1(t) и Uпр5(t), которые поступают на первый вход перемножителя 18, на второй вход которого подается напряжение Uг(t) с выхода полосового фильтра 17. На выходе перемножителя 18 образуются напряжения U1(t) и U2(t), которые поступают на первый вход сумматора 21, на второй вход которого подается напряжение Uпр4(t) с выхода фазоинвертора 20. На выходе сумматора 21 образуется напряжение U1(t) (фиг.4а), которое поступает на вход частотного детектора 22. На выходе последнего образуется напряжение (фиг. 4в), форма которого соответствует закону изменения частоты (фиг.4б). Это напряжение поступает на вход дифференцирующего звена 23, на выходе которого образуется прямоугольный положительный импульс (фиг. 4г), который через выпрямитель 24 (фиг. 4д) поступает на управляющий вход ключа 25, открывая его. Дальнейшая работа устройства уже описана.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом обеспечивает расширение диапазона частотного поиска сигналов без расширения диапазона частотной перестройки гетеродинов. Это достигается использованием первого и второго зеркальных каналов на частотах fз1 и fз2 за счет использования первого и второго гетеродинов 11 и 12, частоты которых разнесены на удвоенное значение промежуточной частоты:
fг2 - fг1 = 2fпр, и выбрав симметричными относительно частоты fo основного канала
fг2 - fo = fo - fг1 = fпр.
Формула изобретения: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВХОДНОГО СИГНАЛА ПАНОРАМНОГО РАДИОПРИЕМНИКА, содержащее последовательно включенные приемную антенну, входную цепь, усилитель высокой частоты, первый смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый амплитудный детектор и первый видеоусилитель, подключенный к вертикальным пластинам первого осциллографического индикатора, последовательно включенные блок формирования частотной развертки и горизонтальные пластины первого осциллографического индикатора, а также последовательно включенные частотный детектор, дифференцирующее звено, выпрямитель и ключ, выходы блока управления соединены с управляющими входами входной цепи, усилителя высокой частоты, первого гетеродина и блока формирования частотной развертки, а второй вход первого смесителя соединен с выходом первого гетеродина, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона частотного поиска сигналов, в него введены второй гетеродин, второй смеситель, второй и третий усилители промежуточной частоты, первый и второй перемножители, первый и второй полосовые фильтры, фазоинвертор, сумматор, второй и третий амплитудные детекторы, второй и третий видеоусилители, второй и третий осциллографические индикаторы, причем горизонтальные пластины первого осциллографического индикатора соединены с выходом первого видеоусилителя, к выходу первого гетеродина последовательно подключены первый перемножитель, первый полосовой фильтр, второй перемножитель, второй полосовой фильтр, сумматор, ключ, второй амплитудный детектор, второй видеоусилитель и вертикальные пластины второго осциллографического индикатора, горизонтальные пластины которого соединены с выходом блока формирования частотной развертки, к выходу усилителя высокой частоты последовательно подключены второй смеситель, третий усилитель промежуточной частоты, третий амплитудный детектор, третий видеоусилитель и вертикальные пластины третьего осциллографического индикатора, горизонтальные пластины которого соединены с выходом блока формирования частотной развертки, при этом второй вход первого перемножителя соединен с выходом второго гетеродина, второй вход второго перемножителя через второй усилитель промежуточной частоты соединен с выходом второго смесителя, второй вход сумматора через фазоинвертор соединен с выходом первого усилителя промежуточной частоты, а второй вход второго смесителя через второй гетеродин соединен с четвертым выходом блока управления.