Пристрій для вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймача

Пристрій для вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймача, що містить радіоприймач з лінійним трактом, блок віднімання, лінію затримки, адаптивний фільтр, n селективних смугових фільтрів, n пікових детекторів, перший комутатор, калібрований атенюатор і вольтметр середніх значень, який відрізняється тим, що в нього додатково введений блок вибору мінімальної та максимальної величин напруги сигналів, при цьому вихід лінійного тракту радіоприймача сполучений зі входом лінії затримки та з першим входом блока віднімання, вихід якого з'єднаний з другим керуючим входом адаптивного фільтра, перший вхід якого сполучений з виходом лінії затримки, а вихід адаптивного фільтра сполучений з другим входом блока віднімання і з входами n селективних смугових фільтрів, виходи яких відповідно з'єднані зі входами n пікових детекторів, виходи останніх сполучені відповідно зі входами блока вибору мінімальної і максимальної величин напруги сигналів, перший і другий виходи якого сполучені відповідно з першим і другим входами першого комутатора, вихід останнього з'єднаний зі входом каліброваного атенюатора, вихід якого сполучений зі входом вольтметра середніх значень, при цьому блок вибору мінімальної та максимальної величин напруги сигналів містить другий комутатор, пристрій вибірки-зберігання, аналого-цифровий перетворювач, блок виділення мінімальної величини напруги сигналу, блок виділення максимальної величини напруги сигналу, 2 (19) 1 3 90018 4 ходами першого мультиплексора, а n входів шостого цифрового регістра сполучені з відповідними виходами другого мультиплексора, n входів першого цифро-аналогового перетворювача з'єднані з відповідними виходами третього цифрового регістра, а n входів другого цифро-аналогового перетворювача з'єднані з відповідними виходами шостого цифрового регістра, причому виходи першого та другого цифро-аналогових перетворювачів сполучені відповідно зі входами першого та другого фільтрів нижніх частот, виходи яких з'єднані відповідно з першим і другим входами першого комутатора, перший та другий виходи першого цифрового пристрою порівняння сполучені відповідно з першим та другим входами першого логічного елемента АБО-НІ, а третій вихід - з (n+1)-им входом першого мультиплексора та з першим входом другого логічного елемента І-НІ, вихід першого логічного елемента АБО-НІ сполучений з (n+2)-им входом першого мультиплексора і з першим входом першого логічного елемента І-НІ, причому перший вихід другого пристрою цифрового порівняння сполучений з (n+1)-им входом другого мультиплексора та з першим входом третього логічного елемента І-НІ, а другий та третій виходи другого пристрою цифрового порівняння з'єднані відповідно з першим та другим входами другого логічного елемента АБО-НІ, вихід останнього з'єднаний з (n+2)-им входом другого мультиплексора і з першим входом четвертого логічного елемента ІНІ. Винахід має відношення до електрозв'язку та вимірювальної техніки і призначений для забезпечення високої точності вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймачів. Відомі аналогічні способи та пристрої для вимірювання динамічного діапазону радіоприймача на основі інтермодуляції корисного і блокируючого сигналів, а також радіоприймача апаратури радіотехнічної розвідки. В таких пристроях динамічний діапазон приймача обчислюється на основі напруги блокируючого сигналу та абсолютного значення коефіцієнту блокирування або шляхом визначення діапазону відстані між радіолокаційною станцією та приймачем радіотехнічної розвідки, в границях якого радіоприймач зберігає задані параметри (A.c. 2030751, МКИ G01R23/20; Пат. 2032272 Рос. Федерація, МПК G01R23/20; Пат. 1582147А Рос. Федерація, МПК G01R23/20; Пат. 6058964 Японія, МПК G01R23/20; Пат. 2002102159А Рос. Федера7 ція, МПК G01R23/20; Пат. 96113734А Рос. Феде6 6 рація, МПК G01S13/08, МПК G01S7/02; Пат. 7 2224264А Рос. Федерація, МПК G01R23/20; заявка №200700440, Україна з пріоритетом від 16.01.2007p.). Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є вибраний в якості прототипу пристрій для вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймача (заявка №200700440, Україна з пріоритетом від 16.01.2007р.). Пристрій для вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймача містить у своєму складі: радіоприймач (його лінійний високочастотний тракт), блок віднімання, лінію затримки, адаптивний фільтр, n селективних смугових фільтрів, n пікових детекторів, блок вибору мінімуму величини напруги сигналу, блок вибору максимуму величини напруги сигналу, перший комутатор, калібрований атенюатор і вольтметр середніх значень. Для вимірювання величини радіочастотного динамічного діапазону радіоприймача використовується тільки лінійний його тракт, вихід якого сполучений з лінією затримки та з першим входом блоку віднімання, а виходи лінії затримки і блоку віднімання з'єднані відповідно з першим (інформаційним) входом та з другим (керуючим) входом адаптивного фільтра, при цьому вихід останнього сполучений з другим (керуючим) входом блоку віднімання, а також розпаралелений і сполучений зі входами n селективних смугових фільтрів, які настроєні на різні ділянки частот високочастотного діапазону радіоприймача, причому виходи селективних смугових фільтрів з'єднані зі входами n пікових детекторів, а виходи останніх підключені до відповідних входів блоків вибору мінімуму та максимуму величини напруги сигналу постійного струму, що діє на виходах пікових детекторів, при цьому виходи блоків вибору мінімуму та максимуму величин напруги сигналу підключені відповідно до першого і другого входів першого комутатора, а його вихід сполучений зі входом каліброваного атенюатора, вихід якого з'єднаний зі входом вольтметра середніх значень. Недолік цього пристрою (прототип), а також аналогічних пристроїв полягає в тому, що аналогові схеми блоків вибору мінімуму та максимуму величин напруги сигналу постійного струму, мають у своєму складі напівпровідникові діоди, операційні підсилювачі та інвертори. Це призводить до того, що процеси відкриття та запирання діодів у таких схемах залежать від багатьох факторів, а саме: від нестабільності джерела напруги, яке використовується для діодних схем; від можливого змінення рівнів сигналів постійного струму, що формуються на виходах пікових детекторів; від нестабільності роботи операційних підсилювачів, що обумовлено фізичними процесами дрейфу нуля та дією флюктуаційних внутрішніх шумів. Таким чином діодні схеми не забезпечують достатньої точності вимірювання динамічного діапазону радіоприймача. До інших недоліків прототипу слід віднести неможливість забезпечення вимірювань динамічного діапазону радіоприймача у випадку, коли цей параметр має достатньо велике значення, наприклад, більше, ніж 100дБ. Останнє обумовлено побудовою вимірювального тракту прототипу на базі 5 аналогової схемотехніки, яка забезпечує при вимірюванні відносну похибку, що принаймні у два порядки більша при порівнянні з цифровою технікою. Таким чином, прототип запропонованого винаходу не забезпечує високої точності вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймача, а також є неспроможним для вимірювання цього параметру в радіоприймачах з великим динамічним діапазоном. В основу винаходу поставлена задача підвищення точності вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймача шляхом введення замість аналогових блоків вибору мінімуму та максимуму величин напруги сигналу постійного струму, що діє на виходах пікових детекторів, цифрових блоків. Це також дає змогу виконувати вимірювання у радіоприймачах з великим динамічним діапазоном. Розв'язання цієї технічної задачі здійснюється тим, що у пристрою, який має в своєму складі радіоприймач (його лінійний тракт), блок віднімання, лінію затримки, адаптивний фільтр, n селективних смугових фільтрів, n пікових детекторів, перший комутатор, калібрований атенюатор і вольтметр середніх значень, введенні другий комутатор, пристрій вибірки-зберігання, аналого-цифровий перетворювач, лічильник адреси, генератор тактової частоти, перший, другий та третій мультивібратори, що чекають, перший, другий, третій, четвертий, п'ятий та шостий цифрові регістри, перший та другий мультиплексори, перший та другий цифроаналогові перетворювачі, перший та другий цифрові пристрої порівняння, перший та другий логічні элемента АБО-НІ, перший та другий фільтри нижніх частот, перший, другий, третій та четвертий логічні элемента І-НІ, причому n виходів пікових детекторів з'єднані з відповідними входами другого комутатора, вихід якого сполучений з першим входом пристрою вибірки-зберігання, вихід останнього сполучений з першим входом аналогоцифрового перетворювача, n виходів якого з'єднані з відповідними входами першого цифрового регістру, при цьому (n+1)-й, (n+2)-й, і так далі та (n+1+m)-й входи другого комутатора сполучені з відповідними виходами лічильника адреси, а вихід генератора тактової частоти з'єднаний одноразово зі входами лічильника адреси і першого мультивібратора, вихід останнього одноразово сполучений з другими входами пристрою вибірки-зберігання та аналого-цифрового перетворювача, а n виходів останнього з'єднані з відповідними входами першого цифрового регістру і одноразово з відповідними входами другого цифрового регістру, причому (n+1)-й вихід аналого-цифрового перетворювача сполучений зі входом другого мультивібратора, а вихід останнього з'єднаний одноразово зі входом третього мультивібратора та з другими входами першого і другого логічних елементів І-НІ, виходи яких з'єднані відповідно з (n+1)ми входами першого і другого цифрових регістрів, при цьому вихід третього мультивібратора сполучений одноразово зі входами (n+1) третього і шостого цифрових регістрів, а виходи першого і другого логічних елементів І-НІ з'єднані відповідно з 90018 6 (n+1)-ми входами першого і другого цифрових регістрів, причому n виходів аналого-цифрового перетворювача сполучені з відповідними входами першого і другого цифрових регістрів, а виходи останніх з'єднані одноразово з першим, другим і так далі та з (m+n)-ми входами відповідно першого і другого мультиплексорів, а також з такими ж входами першого і другого цифрових пристроїв порівняння, при цьому n входів третього цифрового регістру сполучені з відповідними виходами першого мультиплексора, а n входів шостого цифрового регістру сполучені з відповідними виходами другого мультиплексора, причому n входів першого цифро-аналогового перетворювача з'єднані з відповідними виходами третього цифрового регістру, а n входів другого цифро-аналогового перетворювача з'єднані з відповідними виходами шостого цифрового регістру, причому вихід першого цифро-аналогового перетворювача сполучений зі входом першого фільтра нижніх частот, а вихід другого цифро-аналогового перетворювача сполучений зі входом другого фільтра нижніх частот, причому виходи першого і другого фільтрів нижніх частот з'єднані відповідно з першим і другим входами першого комутатора, а вихід останнього сполучений зі входом каліброваного атенюатора, вихід якого з'єднаний зі входом вольтметру середніх значень, при цьому перший вихід першого цифрового пристрою порівняння сполучений з першим входом першого логічного элементу АБО-НІ, а другий вихід - з другим входом цього елементу, при цьому третій вихід першого цифрового пристрою порівняння з'єднаний одноразово з (n+1)-им входом першого мультиплексора та з першим входом другого логічного елементу І-НІ, а вихід першого логічного элементу АБО-НІ одноразово сполучений з (n+2)-им входом першого мультиплексора і з першим входом першого логічного элементу І-НІ, причому аналогічно перший вихід другого пристрою цифрового порівняння сполучений одноразово з (n+1)-им входом другого мультиплексора та з першим входом третього логічного елементу І-НІ, а другий вихід другого пристрою цифрового порівняння з'єднаний з першим входом другого логічного элементу АБО-НІ, третій вихід другого пристрою цифрового порівняння сполучений з другим входом другого логічного элементу АБО-НІ, при цьому вихід останнього одноразово з'єднаний з (n+2)-им входом другого мультиплексора і з першим входом четвертого логічного элементу І-НІ. При порівнянні з прототипом запропонований пристрій забезпечує підвищення точності вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймача за рахунок того, що заміна аналогових блоків прототипу цифровими значно зменшує відносну похибку вимірювань, а також дає змогу застосовувати запропонований пристрій для вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймачів, які мають великий динамічний діапазон. Структурна схема запропонованого пристрою зображена на Фіг.1. На Фіг.2 зображена структурна схема блоку вибору мінімальної і максимальної величин напруги сигналів, на Фіг.3 зображена 7 структурна схема блоку виділення мінімальної величини напруги сигналу, на Фіг.4 зображена структурна схема блоку виділення максимальної величини напруги сигналу, а на Фіг.5 - часові діаграми сигналів блоку вибору мінімальної і максимальної величин напруги сигналів, що призначені для керування. Пристрій для вимірювання радіочастотного динамічного діапазону радіоприймача містить у своєму складі: радіоприймач (його лінійний високочастотний тракт) 1, блок віднімання 2, лінію затримки 3, адаптивний фільтр 4, селективні смугові фільтри 5, 5-1, 5-2, ..., 5-n, пікові детектори 6, 6-1, 6-2, ..., 6-n, блок вибору мінімальної і максимальної величин напруги сигналів 7, перший комутатор 8, калібрований атенюатор 9 і вольтметр середніх значень 10. При цьому вихід лінійного тракту радіоприймача 1 сполучений зі входом лінії затримки 3, а також з першим входом (Вхід 1) блоку віднімання 2, причому вихід блоку віднімання з'єднаний з другим (керуючим) входом (Вхід 2) адаптивного фільтра 4, перший вхід якого (Вхід 1) сполучений з виходом лінії затримки 3. При цьому вихід адаптивного фільтра 4 розпаралелений і сполучений зі входами селективних смугових фільтрів 5, 5-1, 5-2, ..., 5-n, виходи яких відповідно з'єднані зі входами пікових детекторів 6, 6-1, 6-2, ..., 6-n, причому виходи останніх сполучені відповідно зі входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) блоку вибору мінімальної і максимальної величин напруги сигналів 7 (Фіг.1). При цьому перший вихід (Вихід 1) блоку вибору мінімальної і максимальної величин напруги сигналів сполучений з першим входом (Вхід 1) першого комутатора 8, а другий вихід (Вихід 2) блоку вибору мінімальної і максимальної величин напруги сигналів 7 сполучений з другим входом (Вхід 2) першого комутатора 8, а вихід останнього з'єднаний зі входом каліброваного атенюатора 9, вихід якого сполучений зі входом вольтметра середніх значень 10. Блок вибору мінімальної та максимальної величин напруги сигналів 7 (Фіг.2) містить у своєму складі: другий комутатор 7-1, пристрій вибіркизберігання 7-2, аналого-цифровий перетворювач 7-3, блок виділення мінімальної величини напруги сигналу 7-4, блок виділення максимальної величини напруги сигналу 7-5, лічильник адреси 7-6, генератор тактової частоти 7-7, перший мультивібратор 7-8, другий мультивібратор 7-9, третій мультивібратор 7-10, які функціонують у режимі чекання. Виходи пікових детекторів 6, 6-1, 6-2, ..., 6-n сполучені відповідно зі входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) другого комутатора 7-1. Вихід останнього сполучений з першим входом (Вхід 1) пристрою вибірки-зберігання 7-2, вихід якого з'єднаний з першим входом (Вхід 1) аналогоцифрового перетворювача 7-3. Виходи (Вихід 1, Вихід 2, Вихід 3, ..., Вихід n) останнього сполучені з відповідними входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) блоку виділення мінімальної величини напруги сигналу 7-4, а також з відповідними входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) блоку виділення максимальної величини напруги сигналу 7-5. 90018 8 Вихід блоку виділення мінімальної величини напруги сигналу 7-4 сполучений з першим входом (Вхід 1) першого комутатора (Фіг.1) 8, а вихід блоку виділення мінімальної величини напруги сигналу 7-4 сполучений з другим входом (Вхід 2) першого комутатора 8. Вихід генератора тактової частоти 7-7 сполучений з першим входом (Вхід 1) лічильника адреси 7-6 і зі входом першого мультивібратора 7-8. Вихід першого мультивібратора 7-8 сполучений з другим входом (Вхід 2) пристрою вибірки-зберігання і з другим входом (Вхід 2) аналого-цифрового перетворювача. Вихід завершення даних (Вихід n+1) аналого-цифрового перетворювача 7-3 сполучений зі входом другого мультивібратора 7-9. Вихід другого мультивібратора 7-9 сполучений зі входом третього мультивібратора 7-10, зі входом (Вхід n+1) блоку виділення мінімальної величини напруги сигналу 7-4, а також зі входом (Вхід n+1) блоку виділення максимальної величини напруги сигналу 7-5. Вихід третього мультивібратора 7-10 з'єднаний зі входом (Вхід n+1) блока виділення мінімальної величини напруги сигналу 7-4 і зі входом (Вхід n+1) блока виділення максимальної величини напруги сигналу 7-5. Виходи лічильника адреси 7-6 сполучені з відповідними входами (Вхід n+1, Вхід n+2, ..., Вхід n+1+m) другого комутатора 7-1. Блок виділення мінімальної величини напруги сигналу 7-4 (Фіг.3) містить у своєму складі: цифрові регістри 7-4-1 і 7-4-6, перший мультиплексор 74-2, третій цифровий регістр 7-4-3, перший цифроаналоговий перетворювач 7-4-4, перший фільтр нижніх частот 7-4-5, перший цифровий пристрій порівняння 7-4-7, перший логічний елемент АБОНІ 7-4-8 та перший і другий логічні елементи І-НІ відповідно 7-4-9 і 7-4-10. Виходи (Вихід 1, Вихід 2, Вихід 3, ..., Вихід n) аналого-цифрового перетворювача 7-3 сполучені з відповідними входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) першого і другого цифрових регістрів відповідно 7-4-1 і 7-4-6, а також одноразово з відповідними входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) четвертого і п'ятого цифрових регістрів 7-5-1 і 7-56. Виходи (Вихід 1, Вихід 2, Вихід 3, ..., Вихід n) першого цифрового регістру 7-4-1 сполучені зі входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) першого мультиплексора 7-4-2, а також зі входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) першого цифрового пристрою порівняння 7-4-7. Виходи (Вихід 1, Вихід 2, Вихід 3, ..., Вихід n) другого цифрового регістру 74-6 сполучені зі входами (Вхід m+1, Вхід m+2, Вхід m+3, ..., Вхід m+n) першого мультиплексора 7-4-2, а також зі входами (Вхід m+1, Вхід m+2, Вхід m+3, ..., Вхід m+n) першого цифрового пристрою порівняння 7-4-7. Виходи (Вихід 1, Вихід 2, Вихід 3, ..., Вихід n) першого мультиплексора 7-4-2 з'єднані з відповідними входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) третього цифрового регістру 7-4-3. Виходи (Вихід 1, Вихід 2, Вихід 3, ..., Вихід n) останнього сполучені з відповідними входами (Вхід 1, Вхід 2, Вхід 3, ..., Вхід n) першого цифро-аналогового перетво 9 рювача 7-4-4, вихід якого з'єднаний зі входом першого фільтру нижніх частот 7-4-5. Вихід перенесення ">" (Вихід 1) першого цифрового пристрою порівняння 7-4-7 сполучений зі входом (Вхід 1) першого логічного елементу АБОНІ 7-4-8, а вихід перенесення "=" (Вихід 2) першого цифрового пристрою порівняння 7-4-7 сполучений зі входом (Вхід 2) першого логічного елементу АБО-НІ 7-4-8, а вихід останнього сполучений зі входом (Вхід 1) першого логічного елементу І-НІ 74-9, а також зі входом керування (Вхід n+2) першого мультиплексора 7-4-2. Вихід перенесення "" (Вихід 1) другого цифрового пристрою порівняння 7-5-7 сполучений зі входом (Вхід 1) другого логічного елементу АБО-НІ 7-5-8 та одноразово зі входом керування (Вхід n+1) другого мультиплексора 7-5-2, а вихід перенесення "=" (Вихід 2) другого цифрового пристрою порівняння з'єднаний зі входом (Вхід 1) другого логічного елементу АБО-НІ 7-5-8, а вихід останнього сполучений одноразово з першим входом (Вхід 1) четвертого логічного елементу І-НІ 7-5-10 та з другим входом керування (Вхід n+2) другого мультиплексора 7-5-2. При цьому вихід перенесення "" (Вихід 1) першого цифрового пристрою порівняння 7-4-7 з'являється логічна одиниця, а на інших виходах перенесення "=" (Вихід 2) і "