Устройство для контроля работоспособности супергетеродинного приемника

 

Использование определение работоспособности линейной части супергетеродинных приемниковСущность изобретения: устройство содержит имитатор 1 входного сигнала, состоящий из генератора 2 качающейся частоты, балансного модулятора 3, смесителей 4 и 5, генератор 6 псевдослучайной последовательности, блок 7 задержки балансные демодуляторы 8 и 9, узкополосный фильтр 10, пороговый блок 1 I, индикаторный блок 12, управляемый фазовращатель 13, функциональный преобразователь 14, 1-13-9-10-11-12,1-15,15-8-9, 2-3-4-5, 21-5, 21-4, 2-12, 6-7-8, 2-14-7, 14-11, 6-3 Повышение достоверности контроля достигается за счет слежения за уровнем максимума корреляционной функции. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SLJ 1753608 А2 (st1s Н 04 В 17/00

ГОСУДАPСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ KHT СССР

Ц(ЩЯ1 а

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1684932 (21) 4855004/09 (22) 27.07.90 (46) 07.08,92, Бюл. М 29 (72) В,В,Шацкий и В.В,Голуб (56) Авторское свидетельство СССР

N 1684932, кл. Н 04 В 17/00, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СУПЕРГЕТЕРОДИННОГО ПРИЕМНИКА (57) Использование: определение работоспособности линейной части супергетеродинных приемников. Сущность изобретения: устройство содержит имитатор 1 входного сигнала, состоящий из генератора 2 ка ающейся частоты, балансного модулятора 3, смесителей 4 и 5, генератор 6 псевдослучайной последовательности, блок

7 задержки, балансные демодуляторы 8 и 9, узкополосный фильтр 10, пороговый блок

11, индикаторный блок 12, управляемый фазовоащатель 13, функциональный преобразователь 14, 1-13-9-10-11-12, 1-15, 15-8-9, 2-3-4-5, 21-5, 21-4, 2-12. 6-7-8, 2-14-7, 14-11, 6-3. По вы шен ив достоверности контроля достигается за счет слежения за уровнем максимума корреляционной функции, 1 ил.

1753608

Изобретение относится к технике радиосвязи, может использоваться в различных системах радиосвязи для непрерывного контроля работоспособности линейной части супергетеродинных приемников и является усовершенствованием изобретения по авт, ce. N 1684932.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет слежения за уровнем максимума корреляционной функции, На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для контроля работоспособности супергетеродинного приемника содержит имитатор 1 входного сигнала, состоящий из генератора 2 качающейся частоты, балансного модулятора 3 и первого и второго смесителей 4 и 5, генератор 6 псевдослуча и н ой посл едовател ь ности (П С П), блок 7 задержки, выполненный управляемым, первый и второй балансные демодуляторы 8 и 9, узкополосный фильтр 10, пороговый блок 11, выполненный управляемым, индикаторный блок 12, управляемый фазовращатель 13, функциональный преобразователь 14, показан также контролируемый супергетеродинный приемник 15, состоящий из первого и второго смесителей

16 и 17, первого и второго усилителей 18 и

19 промежуточной частоты, детектора 20, первого и второго гетеродинов 21, 22, усилителя 23 высокой частоты.

Устройство работает следующим образом.

Контрольный сигнал, представляющий собой промодулированный генератором б

ПСП сигнал генератора 2 качающейся частоты, формируется в имитаторе 1 с помощью балансного модулятора 3. Несущая частота сигнала генератора 2 до его модуляции ПСП генератора 6 равна fr r+ F, где F — полоса свипирования, равная рабочей полосе частот контролируемого супергетеродинного приемни à 15. С выхода балансного модулятора 3 контрольный сигнал поступает на вход первого смесителя 4, а затем на вход второго смесителя 5. s которых с помощью первого и второго гетеродинов 21 и 22 происходит последовательный перенос спектра контрольного сигнала на частоту настройки контролируемого супергетеродинного приемника 15. Так, после первого смесителя 4 выделяется частота, равная fro F+ fry = f>p F, а после второго смесителя 5 — частота, равная fr, F + fry +

fr> = траб Е.

Сформированный широкополосный шумоподобный сигнал поступает на вход контролируемого супергетеродинного приемника 15, последовательно проходит

5 его тракт, начиная с усилителя 23 высокой частоты. При этом изменение коэффициента усиления в контролируемой полосе частот +.F, наличие неоднородностей в блоках контролируемого супергетеродинного при10 емника 15 переносятся на уровень контрольного сигнала в указанной полосе частот. В первом смесителе 16 производится первое преобразование, т.е. перенос спектра контрольного сигнала íà первую

15 ПЧ fop), а во втором смесителе 17 усиленный первым усилителем 18 сигнал переносится на вторую ПЧ f»2 Преобразованный сигнал в отличие от сигнала генератора 2 является широкополосным шумоподобным и несет информацию о состоянии линейной части контролируемого супергетеродинного приемника !5. С выхода второго усилителя 19

ПЧ контрольный сигнал, несущий информацию о состоянии контролируемого супергетеродинного приемника 15, поступает на первый вход первого балансного демодулятора 8, на второлй вход которого через болк

7 задержки подается опорная демодулирующая ПСП с выхода генератора б, Если дс сих nvp работа устройства не отличалась от функционирования прототипа, то прохождение ПСП через блок 7 задержки имеет ряд особенностей. На вход функционального преобразователя 14 подается с выхода генератора 2 ГКЧ сигнал, использумый для свипирования: обычно синусоидальной или треугольной формы (должна быть нарастающая форма), Дискретность уровней сигнала зависит от необ40 ходимой точности задержки ПСП, что в конечном итоге определяет число каскадов (транзисторов, диодов) преобразователя 14, в котором в зависимости от уровня входного сигнала функционального преобразовагеля

14 обеспечивается необходимый сдвиг опорной ПСП.

Свернутый по спектру контрольный сигнал, представляющий собой синусоидальное колебание, огибающая которого несет информацию о состоянии высокочастотной части контролируемого супергетеродинного приемника 15, поступает на первый вход второго балансного демодулятора 9, í- второй вход которого через управляемый фазовращатель 13 с выхода генератора 2 подается демодулирующий сигнал частоты

fro+ F + Fp. На выходе второго балансного демодулятора (на входе узкополосного фильтра 10, который, как и в прототипе, мо1753608 жет быть активным, настроенным на частоту

FI>) выделяется только сигнал частоты FI>, несущий информацию о состоянии контролируемого супергетеродинного приемника

15, При этом следует заметить, что величина 5 максимума взаимокорреляционной функции, выделяемой с помощью узкополосного фильтра 10, в каждый момент времени (в течение периода перестройки ГКЧ) характеризует усиление контролируемого суперге- 10 теродинного приемника 15 на некоторой частоте, находящейся в пределах рабочей полосы частот, Сигнал частоты FI, подается на вход порогового блока 11, в котором п ринимается решение о состоянии контролиру- 15 емого супергетеродинного приемника 15 при сравнении отклика с выхода узкополосного фильтра 10 с установленным порогом.

Как и в случае блока 7-задержки, на основе поступающих с выходов функцио- 20 нального преобразователя 14 сигналов и роизводится изменение установленного порога, характерного для конкретной в I-й момент времени частоты. Результат отобра>кается на индикаторном блоке 12, причем 25 горизонтальная развертка на индикаторном блоке 12 производится с помощью сигнала развертки, формируемого генератором 2 для перестройки в полосе частот ч-Р, а кривая, отображаемая на ин- 30 дикаторном блоке 12, характеризует состояние контролируемого;упергетеродинного приемника 15 (его коэффициснт усиления) в рабочей полосе частот F.

С помощь1о управляемого фазовраще- 35 теля 13, как и в прототипе, происходит смещение частоты проходящего сигнала на величину Ц> = 2 л Рр за счет периодического пилообразного изменения фазы от 0 до

2тг. 40

Для доказательства технической эффективности предлагаемого устройства необходимо рассмотреть влияние изменения ширины полосы пропускания на величину корреляционной функции на выходе линей- 45 ной части приемного устройства. Если коррЕЛяцИОННая фуНКцИя СИГНаЛа На ВХОДЕ Го (7), то на выходе линейной части приемного устройства с полосой 2 Лв, и коэффициент передачи Щи) она определяется как

Говых(Т)=3 rp(7)q(t r)С17 . (1) где q(t) — импульсная характеристика конт- 55 ролиоуемого супергетеродинного приемника 15.

На основе теоремы о свертке спектров соотношение (1) можно представить в виде

1овых() =

J o>t — Fp (j â ) k (j â ) с1 в, (2) — JвТ гДе F,(j в) = f rp (7) е d 7 — энеРгетический спектр корреляционной функции един «нного импульса ПСП.

Корреляционная функция контрольного сигнала (широкополосного шумоподобного) мо.:; быть представлена в виде линейноломанной линии, точки излома которой соответствуют временным сдвигам, кратным

zp, и определяться соотношением

11- 1

Гвх(т) =, Го (7о )

=-Т 1) где

1 — I — I npu I t I Го

7р

rpIt)- - треугольная функция

0 ври It! > 7о

Энергетический спектр такой функции будет определяться соотношением 1 170 hl-I ех(J j =Х р„«М д>=f : «(К» =-гм- ) х r (t kV )e 1 (4)

Е (kt 1 »(t Qt )е Д

4--(r!.II — J C0t

Б это71 фоРмУле f r (t — k 7p ) е

IOjk 7p

=-е Fp k (в) = FQK (в) — энергетический спектр k-го импульса, смещенного по шкале вреглени в соответствии с теоремой о запаздывании; спектр такой функции остается неизмен11Ы М.

Подставляя (4) в (2), получим

К-1 гвых(t) = f 7 г(ktо) X

--- =-(x-)

1В1

Х Fp, ((!) ) k (j a) ) t d cu

Вынося знак суммы из-под интеграла, получим

N — 1

r..„„ Ir j =f r lkt,1 х

1Ч -1) х) Fo<(в)k(jв)е dco

В частном случае, когда k(j в) = kp, а уф>) = tp в. т.е. амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) канала равномерная, а фаза-частотная линейна, соотношение (5) принимает вид

1753608 8

-;=- —. jSI<()I Рп(«о 6 <<) <7+

N — 1

Ial,tx(t) =ko, "(k

=-(-)

oP N(l t ) ()

X l F..(N)e бИ, 7 щ

Из соотношения (6) видно, что корреляционная функция измерительного сигнала на выходе линейного канала с равномерной

АЧХ и линейной фазовой характеристикой сохраняет свою форму, изменяется только амплитуда и появляется запаздывание на время to.

Используя теорему о свертке спектров, соотношение (б) при условии k(N) = k, и

=t, м можно представить в виде

) алых (1 ) — () (т tp ) + (7)

+y(t+t )-2y(t)), где ф) — функция, определяющая изменение треугольника при его прохождении через линейную часть контролируемого супергетеродинного приемника 14.

Энергетический спектр треугольной функции в соответствии с теоремой ВинераХинчина будет определяться соотношением

tp

F,(N) = a1 J yp (t ) cos N t d t . (8) о

Подставив в (8) значение треугольной функции, получим

Fp(N) (1 cos Nto ) . (9) то

Оценим влияние ширины полосы пропускания на корреляционную функцию измерительного сигнала при условии, что линейная часть приемного устройства имеет АЧХ, описываемую соотношением

1 пРИ Np — Ь1 AN < И S Щ> + Ь2 Л(д

О при Ио — Ь1 AN > N > No + Ь2 ЛГЛ где b1 и 2 — коэффициенты, характеризующие изменение ширины полосы пропускания;

Ль — половина полосы пропускания канала.

Подставляя значения k(N) из (10) и энергетического спектра (9) в формулу (2), получим

По формулам (7) и (11) проведен расчет

10 корреляционной функции на выходе канала на ЭВМ для различных значений коэффициентов Ь1 и b2, т,е. различных изменений ширины полосы пропускания, Результаты расчета показывают, что сужение полосы

15 пропускания приводит к уменьшению основного пика корреляционной функции и возрастанию боковых лепестков.

Анализ зависимостей показывает, что при tp = 0,1 то (tp — длительность элементар20 ного импульса ПСП) мощность измерительного сигнала уменьшается на 3 — 4 дБ по сравнению с его мощностью при tp = О.

Если взять значение порогового отношения сигнал/помеха hIIop = 3 дБ, то уже при

25 to = (0,4-0,5) гп уровень корреляционной функции измерительного сигнала уменьшается до порогового значения.

При дальнейшем увеличении задержки мощность измерительного сигнала стано30 вится равной мощности боковых составляющих (при то г 0,6 zo), а затем меньше мощности 60KOBblx составляющих.

Величина пика корреляционной функции, при увеличении времени задержки, достигает порогового значения при tp = 0,4T, и не зависит от длины ПСП.

Итак, для обеспечения порогового отношения сигнал/помеха на выходе системы обработки, время задержки измерительного (контрольного) сигнала относительно опорного должно быть не более то = 0,4 го.

Формула изобретения

Устройство для контроля работоспособности супергетеродинного приемника по авт. св. N - 1684932, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля за счет слежения за уровнем максимума корреляционной функции, блок задержки и пороговый блок выполнены управляемыми, третий выход имитатора входного сигнала соединен с управляющим входом блока задержки через введенный функциональный преобразователь, выход которого соединен также с управляющим входом порогового блока, с,),+ 6,д сЭ (l) = — ) р (1 cos o2 .) сов «< a сд

6Ь/lt л 2 -Я 4и7

Р с os (Ld - 8 йи71 L (1 - с о з (w - 8, l! сд ) "с, jЛ (1 и лс.2) 2со6(Ы +багдад) < — (1-COS(«. t,llew> )» ro (1 8< z с 1 ) !

rs p «о+ 21cd) Г- (О1 — s neo — Р,lIЫ) f; 1 о

r„

":.== IS («p 6 lItä)(а)-Si<(ufo-6 З)(7.7 11

» о