Способ измерительного приема сигналов

 

1. СПОСОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИЕМА СИГНАЛОВ, основанный на супергетеро динном преобразовании из К последовательных гетеродинных преобразований ( К 7/1) , в каждом из которых частота гетеродинных колебаний синтезирована из f 1 частот колебаний, участвующих в синтезе (), частотной селекции, измерении и отображении с памятью, отличающийся тем, что, с целью уменьшения односигнапьных и многосигнальых комбинационных помех каждое измерение в виде 3 частных измерений (D : 2) , каждое из которых производят при различной совокупности параметров супергетеродинного преобразования , a между измерением и отображением с памятью осуществляют запоминание результатов всех частных измерений и амплитудную селекцию наименьшего результата из всех частных измерений , где 0ц - количество частот колебаний , участвующих в синтезе частоты гетеродинного колебания в преобразовании , имеющем порядковый номер k , причем 1 1 К . 2. Способ по п. 1, о т л и ч a ющ и и с я тем, что различие совокупности параметров супергетеродинного преобразования устанавливают величинами частот у К гетеродинных колебаний , причем . 3.. Способ по пп. 1 и 2 при К7/2, отличающийся тем, что различие совокупности параметров супергетеродинного преобразования в одном из частных измерений устанавливают количеством гетеродинных преобразований К , причем К К 4.Способ по пп. 1 и 2 при К / 2, отличающийся тем, что различие совокупности параметров супергетеродинного преобразования в (Л одном из частных измерений устанавливают номером рабочей гармоники гетеродинного колебания первого преобразования . g 5.Способ по п. 1, отличающийся тем, что запоминание и амплитудную селекцию наименьшего со ел резудьтата производят в последовательности: в течение первого часто со ного измерения запоминают его результат на время периода частных измерений Т, a в течение каждого последующего i-ro частного измерения ( производят амплитудную селекцию из результата запоминания, полученного в течение (i-l)-ro частного измерения, и результата текущего t--ro частного измерения и запоминают полученный результат на время Т.

,Я0„„1095091 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

00UI

РЕСПУБЛИК у. G 01 R 23/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1 ф/ф »О (»М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ьйь й! i.ü< (21) 3260265/18-21 (22) 11.03.81 (46) 30.05.84. Бюл. N - 20 (72) В.С.Мозохин (53) 621.317.757(088.8) (56) 1. Мартынов В.А., Селихов Ю.А., Панорамные приемники и. анализаторы спектра,"Советское радио", 1980, гл. 1,2, 7. (54) (57) 1. СПОСОБ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРИЕМА

СИГНАЛОВ, основанный на супергетеродинном преобразовании иэ К последова-. тельных гетеродинных преобразований (КЪ1), в каждом из которых частота гетеродинных колебаний синтезирована из f „ частот колебаний, участвующих в синтезе (Э, ) 1), частотной селекции, измерении и отображении с памятью, отличающийся тем, что, с целью уменьшения односигнальных и многосигнальых комбинационных помех каждое измерение в виде 3 частных измерений (3), 2), каждое из которых производят при различной совокупности параметров супергетеродинного преобразования, а между измерением и отображением с памятью осуществляют запоминание результатов всех частных измерений и амплитудную селекцию наименьшего результата из всех частных измерений, где „ — количество частот колебаний, участвующих в синтезе частоты гетеродинного колебания в преобразовании, имеющем порядковый номер 1, причем 1 < Ф 4 К..

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что различие совокупности параметров супергетеродиниого преобразования устанавливают величинами частот у К гетеродинных колебаний, причем К 4 К .

3, Способ по пп. 1 и 2 при К 2, о т л и .ч а ю шийся тем, что различие совокупности параметров супергетеродинного преобразования в одном из частных измерений устанавливают количеством гетеродинных преобразований К", причем К" (К

4. Способ по пп. 1 и 2 при К Ъ 2, отличающийся. тем, что различие совокупности параметров супергетеродинного преобразования в одном иэ частных измерений устанавливают номером рабочей гармоники гетеродинного колебания первого пре.— образования.

5. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что запоминание и амплитудную селекцию наименьшего результата производят в последовательности: в течение первого част- ф"ф ного измерения запоминают его резуль- < » тат на время периода частных измере" ф ний Т а в течение каждого последующего i-ro частного измерения (2

Э

-ro частного измерения и запоминают полученный результат на время Т .

1095091

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, применяется в измерительном приеме, анализе спектров и селективном измерении напряжений и может быть использовано в последовательных супергетеродинных анализаторах спектра, измерительных супергетеродинных приемниках, в том числе супергетеродинных панорамных приемниках последовательного анализа и супергетеродинных селективных вольтметрах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является последовательный метод с перемещением спектра по оси частот согласно которому для цолучения высокой селективности операции частотной селекции предшествует гетеродинное преобразование измеряемых сигналов на промежуточную частоту — (Опр с помощью гетеродинных колебаний, имеющих перестраиваемую частоту в2, причем

"„-(", -8,1, где  — номер рабочей гармоники гетеродинных колебаний.

На промежуточной частоте осуществляют частотную селекцию с заданной полосой дш . Гетеродинное преобразо- вание в сочетании с частотной селекцией образует супергетеродинный прием, у которого принимаемая частота равна ИО .

Измерение представляет собой. преобразование сигнала со спектром, ограниченным полосой частот Лш в некоторую электрическую величину, пропорциональную измеряемому параметру этого сигнала и может включать в себя такие операции, как усиление, детектирование, возведение в квадрат, интегрирование, логарифмирование и др. При этом обеспечивается возможность двух видов измерений, т.е. измерение на фиксированной мо, причем результат каждого измерения состоит из двух параметров: величины сигнала в полосе йщ и частоты юе, в окресности которой производится измерение и измерение с автоматической перестройкой в полосе обзора

И1 4 ио ы2, пРичем: Результат каждого измерения представляет собой зависимость величины сигнала в поло се пропчскания 3ш от частоты мо, а именно спектр. В обоих случаях измерения могут производиться как однократно, так и периодически повторяться, Для того, чтобы получить неизменность результатов при повторяющихся

5 измерениях, в них обеспечивают постоянствоФо либо идентичность перестройки в пределах (Ц). И2 « Юд .

Кроме этого, чтобы исключить мерцание изображаемых результатов, применяют отображение с памятью.

Обработка сигналов известного способа может быть окарактеризована такими последовательно выполненными операциями. как супергетеродинное

15 преобразование. состоящее из К последовательных гетеродинных преоб- разований (К 1), в каждом иэ которых частота гетеродинных колебаний синтеэированв из f частот колебаK

20 ний, участвующих в синтезе () 1), где к — порядковый номер гетеродинного преобразования (1 (1с К ), частотная селекция, измерение и отображение с помятью 51 g.

Недостатком известного способа селективного измерения сигналов является то, что комбинационные помехи, возникающие при супергетеродинном преобразовании и синтезе частот гетеродинных колебаний, уменьшает динамический диапазон измерения.

Целью изобретения является уменьшение односигнальных и многосигнальных комбинационных помех.

Эта цель достигается тем, что в способе измерительного приема сигналов, основанном на супергетеродинном преобразовании из К последовательных

40 гетеродинных преобразований (К 3 i), в каждом из которых частота гетеродин. ных колебаний синтезированв из частот колебаний, участкующих в синтезе (Э„r, 1), частотной селекции, измерении и отображении с памятью, каждое измерение производят в виде

3 частных измерений (Э Ъ 2), каждое иэ которых производят при различной совокупности параметров супергетеродинного преобразования, а между

50 измерением н отображением с памятью осуществляют запоминание результатов всех частных измерений и амплитудную селекцию наименьшего результата из всех частных измерений, где .Ээээ количество частот колебаний, участвующих в синтезе частоты гетеродинного колебания и преобразовании, имеющем порядковый номер К, причем 1 < g 4 K

1095091

Кроме того, различие совокупности первого частного измерения запоминают

его результат на время периода частных измерений Т, а в течение каждого последующего i-го частного измерения

25 (2 4 1 (3 ) производят амплитудную селекцию иэ результата запоминания, полученного в течение (i -1)-го частного измерения, и результата текущего i-ro частного измерения и запоминают полученный результат на время Т.

На чертеже представлена блок-схема реализации предлагаемого способа.

Устройство состоит из входа 1 сигнала, блока 2 супергетеродинного преобразования, последовательно соединенных входного блока 3, первого

3S смесителя 4, фильтра 5, второго смесителя 6, а также первого синтезатора 7, автогенератора 8, магазина .9 частот, второго синтезатора 10, N источников 11,. опорного генератора

12, следящего генератора 13, электромеханических переключателей 14 и 15, ® блока 16 частотной селекции, измерительного блока 17, блока 18 отображения, блока 19 управления принимаемой частоты, датчиков 20 центральной частоты, полосы 21 обзора, коммутатора 22, суммирующих блоков 23 и 24, датчика 25 автоматической деятельности перестройки, выхода 26 следящего сигнала, блока 27 селективного измерения сигнала, электромеханических переключателей 28 и 29, эапоми55 нающего блока 30, блока 31 амплитудной селекции, последовательно соединенных счетчика 32, дешифратора 33, параметров супергетеродинного преоб- разования устанавливают величинами частот у К гетеродинных колебаний, причем К К 5

При К ) 2 различие совокупности параметров супергетеродинного преобразования в одном иэ частных измерений устанавливают количеством гетеродинных преобразований К, причем

Ц 0 к"(к

При К 72 различие совокупности параметров супергетеродинного преобра зования в одном из частных измерений устанавливают номером рабочей гармоники гетеродинного колебания йервого преобразования.

Запоминание и амплитудную селекцию наименьшего результата проводят в последовательности: в течение ключа 34, подключенного к входам суммирующих блоков 23 и 24.

Блоки 2 и 16, измерительный блок

17 и блок 18 отображения предназначены для выполнения основных операций, а именно, для обработки сигналов. Блок 19 и датчик 25 выполняют вспомогательную функцию-перестройку td и с точки зрения обработки сигнала являются не существенными.

Устройство работает следующим образом.

В блоке 2 супергетеродинного преобразования измеряемый сигнал проходит через входной блок 3, ослабляющий зеркальный канал и приводящий уровень сигнала к величине, необходимой для последующей обработки. Затем в первом смесителе 4 сигнал преобразуется на первую промежуточную частоту и выдеЛяется фильтром 5. После нескольких гетеродинных преобразований в смесителе 6 формируется сигнал с оконечной промежуточной частотой сн„рК . Алгоритм многократного гетеродионного преобразования частоты может быть получен из уравнения

К

-"0-К1 к где Вк и lA) K — соответственно номер рабочей гармоники и частота гетеродина к-го преобразования.

Уравнение (1) учитывает возможные варианты К-кратного супергетеродинного преобразования, причем физический смысл имеют только положительные значения аип К. Гетеродин первой ступени преобразования состоит из собственно синтезатора 7 и 31 источников колебаний, среди которых Н источников, содержащих электрически перестраиваемые автогенераторы 8, и

М источников фиксированных частот, входящих в магазин 9 частот. Подобно этому, гетеродин оконечной ступени состоит иэ второго синтезатора 10, N источников 11 (колебаний с перестраиваемыми частотами) и М -источников фиксированных частот, также входящих в магазин 9 частот. В любой к-й ступени преобразования (1 < % K ) и-я перестраиваемая частота ш „ и е-я фиксированная частота w образуются умножением и делением соответ-

1095091 ственно частоты Як перестраиваемого автогенератора источника 11 и эталонной частоты опорного генератора

12, т.е.

Кп..

ЫК: .= ....Я

?- +ъ--к11i--ц. -- э-- — r — --- кп —10 гДе Ркп,, Р„, q, „„. — Целые числа.

В синтезаторах 7 и 10 компоненты в К„ и сО дополнит .пьно умножаются

Кm и делятся, а также алгебраически суммируются. Поэтому частота к-го гетеродина щг может быть выражена

8 9 Я„ КН вЂ” . щ-ф д Л. к н

К 1к> km kgþ PКh y Q кг це лые числа, выражающие результирующие коэффнциенты умножения и деления час. тот.

Перестойка и и соответственно

fw может производиться изменением кй,и коэффициентов P< " К,п причем Р, может быть равным "0".

Следящий генератор 13 из частот ш „,поступающих с синтезаторов 7 и 10, и фиксированной частоты, равной шд К, 35 поступающей из магазина 9 частот, формирует колебание с частотой приема к

40

Отметим, что величины щ К, К, 8к и вгк входящие в уравнения (1) и (4), а также величины М, Nk, Рк

Р„„, 0„, р,Я„„, входящие в уравне- 45 ние (3), представляют собой совокупность параметров, определяющих алгоритм супергетеродинного преобразования с синтезированными гетеродинами.

С второго смесителя 6 блока 2 супергетеродинного преобразования сигнал через блок .16 частотной селекции поступает на измерительный блок 17, который содержит аттенюатор, усилитель, детектор и видеофильтр 55 (не показаны). Результат измерения с блока 17 подается на блок 18 отображения, состоящий из запоминающего блока и индикатора (не показаны).

Перестройка производится с помощью блока 19 управления принимаемой частоты и датчика 25 автоматической перестройки. Блок 19 в общем случае формирует управляющие сигналы, которые подаются на синтезаторы 7 и 10, а также источники 11 колебаний с перестраиваемой частотой. Эти сигналы для каждой ыо задают величины „,„Р„„и Ц„

Блок 19 управления частоты приема содержит управляемые вручную датчики 20 центральной частоты и полосы

21 обзора. Датчик 21 полосы обзора преобразует сигналы датчика 25 автоматической перестройки к величине, необходимой для обеспечения заданных пределов ы„ и и) изменения щ„, а также с помощью коммутатора 22 распределяет между гетеродинами сигналы автоматической перестройки, которые после переключения подаются на один из суммирующих блоков

23 или 24. С датчика 21 полосы обзора на коммутатор 22 подаются два вида сигналов: сигналы автоматической перестройки с пределами @Й„ и

w и сигналы управления переключе2 нием, зависящие от величины ы„и о)

Датчик центральной частоты на суммирующие блоки 23 и 24 подает стационарные сигналы заданной центральной частоты. В результате на выходе суммирующих блоков формируются сигналы, несущие информацию о центральной частоте и, если подано напряжение с коммутатора 22, информацию о полосе обзора. Эти сигналы подаются на автогенератор 8 и источник 11 (источники

: колебаний с перестраиваемой частотой) для управления ЯК„ или синтезаторы (пунктир) для управления Р и 9„

При измерении на фиксированйой частоте приема на выходе датчика полосы обзора устанавливается нулевой сигнал.

Управляющие сигналы датчиков 20, 21 и 25 могут быть как аналоговые, так и цифровые. С датчика 25 автоматичес-, кой перестройки сигналы также подаются на блок 18 отображения для формирования оси частот. При незамкнутых контактах ключа 34 путем соответствующей коммутации цепей, осуществляемой с помощью электромеханических переключателей 14, 15, 28 и 29 эти . блоки образуют селективный измеритель сигналов. При включении ключа 34 ся результаты первого и второго частных измерений. По мере амплитудной селекции ее результат поступает в освобождающийся объем запоминающего блока 30 так, что к концу второго частного измерения результат ампли-." тудной селекции занимает место первого частного измерения.

В обычном режиме на запоминающий блок также подаются сигналы. Однако в этом случае на выходе блока 31 амплитудной селекции наименьшего результата сигнал отсутствует, так как на него с контакта "k" переключателя 28 не подается сигнал. В течение третьего частного измере-ния блок супергетеродинного преобразования переключается в режим однократного преобзразования. При этом сигнал с первого смесителя непосредственно поступает на блок,1б частотной селекции. В качестве гетеродинных колебаний смесителя 4 используется выходной сигнал следящего генератора 13, смещенный по частоте на ,ы„ К. Смещение частоты следящего гейератора производится подачей соответствующих сигналов с дешифратора 33 на суммирующие блоки 23 и 24 по цепям "P" так же, как и при втором частном измерении. В третьем частном измерении амплитудная селекция наименьшего результата осуществляется аналогично предыдущему, но результат амплитудной селекции, являющийся наименьшим значением из результатов трех частных измерений через цепи M и Н поступает на. блок 18 отображения с памятью.

В данном варианте практической реализации используется изменение частот гетеродинных колебаний и количества гетеродинных преобразований, что позволяет уменьшить помехи первой группы, а также подавить доминирующие помехи второй группы. Реализация предлагаемого способа может дить существенные результаты (выигрыш по динамическому диапазону в зависимости от вида комбинационных помех

10 - 50 дБ) при выполнении дополнительных устройств на основе элементов цифровой техники.

1095091 через него сигналы с датчика 25 автоматической перестройки. Счетчик 32 подает на дешифратор 33 кодовый сигнал, .соответствующий порядковому номеру периодов сигналов датчика 25. 5

При этом каждому периоду датчика 25 соответствует какое-либо частное измерение. Дешифратор 33 преобразует код номера периода в сигналы управления совокупностью параметров супергетеродинного преобразования, а также режимами запоминания и амплитудной селекции результатов частных измерений. Счетчик 32 сохраняет выходные данные до поступления на него нового периода датчика 25 и имеет предустановку, так что по достижении 3 частных измерений, начинается новый счет, а именно новое измерение. При этом каждое измерение, состоящее ИзР частных измерений периодически повторяется. Действие сигналов дешифратора, подаваемых по цепям о и Il на электромеханические переключатели 14, 15 и

29 приводит к коммутации цепей.

При первом частном измерении преобразование сигналов в блоке 2

I производится также, как и при обычном способе. Однако в этом случае отключается блок 18 отображения с 30 памятью от измерительного блока 17, а результат первого частного измерения запоминается в запоминающем блоке 30 на время, равное периоду частных измерений. В течение второго частного измерения с дешифратора 33 по цепям P на суммирующие блоки 23 и 24 подаются дополнительные сигналы, которые изменяют центральные частоты источников колебаний авто- генератора 8 и источника 11 с перестраиваемыми частотами и с помощью синтезаторов 7 и 10 коэффициенты умножения и деления частот колебаний магазина 9 частот. Кроме этого, пода- ются сигналы по цепи Т на электрически подстраиваемый фильтр 5 первой промежуточной частоты. Это в итоге изменяет центральные частоты синтезаторов о сопряженно с первой промежуточной частотой. Кроме этого, на блок 31 амплитудной селекции наименьшего результата одновременно подают1095091

Составитель. А. Орлов

Редактор О. Черниченко Техред Л.Коцюбняк Корректор Н, Яцола г

Заказ 3587/26 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная 4