способ определения частоты сигнала
Классы МПК: | G01R23/00 Устройства для измерения частоты, анализаторы спектра частот |
Автор(ы): | Ципоренко В.Г., Ципоренко Е.Д. |
Патентообладатель(и): | Житомирский научно-исследовательский институт радиосистем, Ципоренко Валентин Григорьевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-02-15 публикация патента:
30.10.1994 |
Использование: радиотехнические и информационно-измерительные системы, функционирующие в реальном масштабе времени. Сущность изобретения: в пределах частотной полосы анализа производят селекцию частотных составляющих принятого сигнала по двум наборам частотных участков, каждый из которых перекрывает полосу анализа. Средние частоты участков с одинаковыми номерами наборов совпадают, при этом ширина участков первого набора больше ширины соответствующих участков второго набора. По первому набору участков выделяют участок с максимальным уровнем частотной составляющей и измеряют разность фаз частотных составляющих, отселектированных в участках первого и второго наборов с выделенным номером. По измеренной разности фаз формируют частотное рассогласование частоты сигнала и средней частоты выделенного участка и измеряют частоту принятого сигнала путем сложения средней частоты выделенного участка и соответствующего частотного рассогласования. Частотное рассогласование формируют путем уменьшения измеренной разности фаз пропорционально значению крутизны ФЧХ цепи селекции выделенного частотного участка первого набора. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛА, заключающийся в приеме входного сигнала в пределах частотной полосы анализа, селекции частотных составляющих принятого сигнала по набору частотных участков, перекрывающему диапазон полосы анализа, измерении амплитуд отселектированных частотных составляющих и выделении максимального значения амплитуды с фиксацией номера соответствующего частного участка, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, производят одновременную селекцию частотных составляющих принятого сигнала по двум наборам частотных участков, каждый из которых перекрывает диапазон полосы анализа, и средние частоты участков первого и второго наборов с одинаковыми номерами совпадают, при этом ширина участков первого набора больше ширины соответствующих участков второго набора, измерение амплитуд отселектированных в первом наборе участков частотных составляющих и выделение максимального значения амплитуды с фиксацией номера ns соответствующего частотного участка, измерение разности фаз частотных составляющих, отселектированных в частотных участках первого и второго наборов с фиксированным номером ns, формирование частотного рассогласования частоты входного сигнала и средней частоты фиксированного частотного участка с номером ns путем уменьшения измеренного значения разности фаз пропорционально значению крутизны фазочастотной характеристики соответствующей цепи селекции частотной составляющей, измерение частоты принятого сигнала путем сложения средней частоты зафиксированного частотного участка с номером ns и соответствующего частотного рассогласования с входным сигналом.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиотехнике и контрольно-измерительной технике и может быть использовано в радиотехнических и информационно-вычислительных системах, функционирующих в реальном масштабе времени. Целью изобретения является повышение точности определения. На фиг. 1-3 приведены спектрограммы, поясняющие способ; на фиг.4 приведена структурная схема устройства, реализующего способ. Способ осуществляется следующим образом. Пусть необходимо определить частоту входного сигнала вида Uвх(t)=Аssin(![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022107/969.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022107/969.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022112/960.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022003/916.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-2t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-3t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-4t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-5t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-6t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-7t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-8t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-9t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-10t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
i=1,2,...,М - номер участка в наборе;
m - положительный коэффициент, больший единицы. Причем
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-11t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-12t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-13t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-14t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-15t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-16t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-17t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-18t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-19t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-20t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-21t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-22t.gif)
maх{
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022250/950.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022250/950.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022250/950.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022003/916.gif)
fсрi - средняя частота i-го частотного участка первого набора.
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022026/936.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022004/945.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-23t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022034/8805.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022034/8805.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-24t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022026/936.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022011/177.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022112/960.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-25t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022026/936.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022004/945.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022003/916.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-26t.gif)
Сигналы после селекции частотных составляющих по первому и второму наборам частотных участков описываются следующим образом:
по первому набору участков:
{А2isin(
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022107/969.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022250/950.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022026/936.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022107/969.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022112/960.gif)
по второму набору участков:
{А2i sin(
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022107/969.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
где А2i=АsН2i(fs)=Аs
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022250/950.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022079/981.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022026/936.gif)
В массиве сигналов после селекции по первому набору частотных участков сигнал с максимальной амплитудой будет в том участке, у которого частотное рассогласование средней частоты с частотой входного сигнала минимальное:
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-27t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-28t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-29t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-30t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-31t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022003/916.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-32t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-33t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-34t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022026/936.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-35t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022004/945.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-36t.gif)
Формируемое частотное рассогласование между средней частотой участка с зафиксированным номером ns и частотой входного сигнала равно:
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022003/916.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-37t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-38t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-39t.gif)
Произведя сложение средней частоты зафиксированного частотного участка с номером ns и измеренного частотного рассогласования, получаем в результате искомое значение частоты входного сигнала:
f
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-40t.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022003/916.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022277/2022277-41t.gif)
Устройство, реализующее способ (фиг.4), состоит из широкополосного тракта 1, первого и второго наборов 2, 3 узкополосных фильтров, каждый из которых включает М фильтров (2.1-2. М, 3.1-3.М соответственно), набора 4 амплитудных детекторов, содержащего М амплитудных детекторов 4.1-4.М, коммутаторов 5, 6, решающего устройства 7, измерителя 8 разности фаз, формирователя 9 средней частоты фильтров, делителя 10 и сумматора 11. Устройство работает следующим образом. Входной сигнал Uвх(t) поступает на вход широкополосного тракта 1, где производится его предварительная селекция по частоте и усиление. Предварительная селекция по частоте обеспечивает формирование требуемой полосы анализа сигналов
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022003/916.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022003/916.gif)
![способ определения частоты сигнала, патент № 2022277](/images/patents/451/2022003/916.gif)
Класс G01R23/00 Устройства для измерения частоты, анализаторы спектра частот