Устройство для контроля дальномера системы "запрос-ответ Советский патент 1983 года по МПК G01S7/40 

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться дл контроля дальномерных устройств. Известен калибратор дальности, состоящий из стартстопного генерато ра, устройства задания дальности,ус ройства индикации и генератора сигнала помехи, выход которого подключен к входу элемента И, к другому входу которого подключен выход триг гера стартстопного генера ;ора, а вы ход элемента И соединен с схемой оп роса устройства задания дальности, блок сравнения, первый вход которог соединен с выходом датчика значений дальности блока задания дальности, второй вход соединен с выходом счет чика блока задания дальности, а выход является выходом калибратора дальности f . Однако данное устройство при работе в реальных условиях обрабатывает каждый пришедишй на его вход о вет дальности, в том числе сбои, чт приводит к снижению точности контро ля. Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля дальномера системы. Запрос-ответ, содержащее два регистра, первый счетчик, триггер, первый элемент за держки, два элемента И, первый инди катор, последовательно соединенные генератор синхронизирующих импульсо счетчик дальности и второй элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом первого регистра и последовательно соединенные блок опроса и датчик кода, выходи разряд которого соединены с усХ-ановочными входами счетчика дальности, причем выходы разрядов первого регистра со динейы с установочными входами перв го счетчика, выход генератора синхронизирующих импульсов соединен с вычитающим входом первого счетчика, выходы младших разрядов и выход переполнения которого соединены соответственно с входами второго регист ра и первым входом триггера, при этом соединенные между собой входы генератора синхронизирующих импульсов и блока опроса являются входом счетчика запроса дальности устройства, входы разрядов первого регист ра являются входами устройства для кода контролируемого дальномера,а выход счетчика дальности является iвыходом сигнала ответа дальности . устройства 2j . Известное устройство при работе в реальных условиях обрабатывает не каждый пришедший на его вход ответ дальности, что приводит к снижению точности контроля. Цель изобретения - повышение точности контроля. Цель достигается тем, что в устройство для контроля дальномера системы Запрос-ответ, содержащее два регистра, первый счетчик, триггер, первый элемент задержки, два элемента И, первый индикатор, последовательно соединенные генератор синхронизирующих импульсов, счетчик дальности и второй элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом первого регистра, и последовательно соединенные блок опроса и датчик кода, выходы разрядов которого соединены с установочными входами счетчика дальности, причем выходы разрядов первого регистра соединены с установочными входами первого счетчика, выход генератора синхронизирующих импульсов соединен с вычитающим входом первого счетчика, выходы младших разрядов и выход переполнения которого соединены соответственно с входами второго регистра и первым входом триггера, при этом соединенные между собой входы генератора синхронизирующих импульсов и блока опроса являются входом сигнала запроса дальности устройства, входы разрядов первого регистра являются входами устройства для кода контролируемого дальномера, а выход счетчика дальности является выходом сигнА-ла ответа дальности устройства, введены дешифратор, инвертор, накапливающий сумматор, второй счетчик, третий и четвертый регистры, счетчик циклов и второй индикатор, причем выходы старших разрядов первого счетчика соединены с входами дешифратора, выход которого соединен через первый элемент И с управляющим входом второго регистра и через последовательно соединенные инвертор и второй элемент И с входом второго счетчика, выход счетчика дальности соединен с входом счетчика циклов и через первый элемент задержки с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы разрядов второго регистра соединены с входами накапливающего сумматора, выходы разрядов которого соединены через третий регистр с входами первого индикатора, выходы разрядов второго счетчика .соединены через четвертый регистр с входами второго индикатора, выход второго элемента задержки соединен с вторым входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом накапливающего сумматора, первый выход счетчика циклов соединен с установочными входами второго счетчика и накапливающего t тора, а второй выход счетчика циклов соединен с управляющими входами третьего и четвертого регистров.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 синхронизирующих импульсов, счетчик 2 дальности, первый элемент 3 задержки, блок 4 опроса, датчик 5 кода, второй элемент 6 задержки, счетчик 7 циклов, инвертор 8, первый регистр 9, первый счетчик 10, триггер 11, дешифратор 12, второй регистр 13, третий регистр 14, первый элемент И 15, накапливающий cy 1мaтор 16, второй счетчик 17,четвертый регистр 18, второй элемент И 19 и индикаторы 20 и 21.

Устройство работает следующим образом.

Работа происходит циклами. Цикл определяется временным интервалом между сигналом Запрос дальности (ЗД), вырабатываемым контролируемым дальномером и сигналом Отйет дальности - (од), выдаваемым приемопередающим блоком (не показаны). Сигналы ЗД с высокочастотного (ВЧ) выхода дальномера поступают на ВЧ вход приемо-передающего блока. Далее ЗД в форме видеоимпульса -запускает генератор 1 и блок 4 опроса. Сигналом с. блока 4 опроса код датчика 5 переписывается в счетчик 2 дальности и устанавливает его в определенное состояние. Счетчик 2 , дальности производит подсчет импульсов генератора 1 до переполнения. Момент переполнения определяется кодом датчика 5. Этот код выбирается таким,чтобы с учетом периода следования импульсов генератора 1 время появления импульса переполнения счечика 2 относительно ЗД соответствовало имитируемой дальности. Сигнал с выхода счетчика 2 поступает на вход приемо-передающего блока, модулирует его и формирует сигнал ОД, который поступает на вход дальномер После прихода ОД дальномер отрабатывает имитируемое значение дальности и код отработанной величины появляется на кодовых выходах дальномера (на входах первого регистра 9)о

В это время сигнал с выхода счетчика 2, задержавшись на время Иб в элементе б задержки, поступает на управляющий вход первого регистра 9 и переписывает код (отработанный дальномером) в счетчик 10.

. Кроме того, сигнал с выхода счетчика 2 поступает на вход счетчика 7 циклов и изменяет его состояние на единицу, а также через время (-з (задержавшись на элементе 3 задержки) поступает на вторые входы элементов И 15 и 19. Один из них открыт и поэтому сигнал поступает на вход счетчика 17 и изменяет его состояние на единицу либо с выхода элемента И 15 на установо-чнкй вход второго . регистра 13 и переписывает код счетчика 10 в накапливающий сумматор 16, который производит алгебраическое суммирование этого кода с кодом,имеющимся в его памяти.

Однако первоначально счетчики 7 и 17, сумматор 16, триггер 11 находятся в случайных состояниях,поэтому, коды, циркулирующие в них, не

0 несут смысловой нагрузки. Поэтому первоначально между дальномером и шаиемо-передающим блоком происходит обмен ЗД и ОД,а на индикаторах 20 и 21 могут появиться числа, также не

5 имеющие смысла. Это продолжается до тех пор, пока на первом выходе счетчика 7 циклов не появится импульс. Этот импульс устанавливает счетчик 17 и сумматор 16 в исходные,

0 например нулевые, состояния. Временное положение сигнала на первом выходе счетчика 7 выбирается вполне определенным, например первый импульс после переполнения счетчика 7.

В следующем цикле ЗД с выхода

5 дальномера поступает на вход приемопередающего блока. С его выхода в форме видеосигнала импульс поступает на вход генератора 1 и запускает его, на выходе генератора 1 начина0ют появляться импульсы. Одновременно этот сигнал через блок 4 опроса и датчик 5 кода осуществляет запись кодав счетчик 2 дальности. Счетчик 2 начинает подсчитывать импульсы с

5 выхода генератора 1 и через время, определенное кодом датчика 5, выдает видеосигнал ОД. Сигнал ОД модулирует передатчик приемо-передающего блока и в виде ВЧ посылки поступает

0 на вход дальномера, который, получив ОД, отрабатывает текущее значение дальности и фиксирует его в виде кодов на своих выходах. Одновременно сигнал ОД поступает на ге5нератор 1, где прекращает подачу синхрониз.ируюших импульсов на вход

счетчика 2. i

Таким образом на выходе генератора 1 образуется пачка импульсов,

0 длительность которой пропорциональна имитируемой дальности. Сигнал ОД с выхода счетчика 2 дальности поступает на элемент 3 задержки, где задерживается на время Zj. Через вре5мя 2 сигнал поступает на входы элементов И 15 и 19 одновременно с работой счетчика 2 импульсы начинают поступать на вход счетчика 10. Счетчик 10 работает на вычитание.

0 Поэтому из кода дальномера, переписанного в нулевом цикле в счетчике 10 вычитается число импульсов, содержащихся в пачке импульсов генератора 1. Частота повторения импульсов генератора 1 выбирается сО

5

ответствующей младшему разряду кода дальности дальномера и соответственно счетчика 10. Это позволяет исключить необходимость дополнительных масштабных преобразований. При вычитании в счетчике 10 в первом цикле осуществляется действие

f g-Чмит,

где. Ng - код, отработанный дальномером;имит имитируемая дальность

(код);

NI - код погрешности дальномера в первом цикле.

При этом имеется в виду, что в течение -Yl рабочих циклов датчик 5 кода выдает один и тот же код, т.е. обеспечивается имитация одной и той же дальности. Триггер 11 устанавли вается в исходное состояние в каждо цикле одновременно с переписью в счетчик 10 сигналом с выхода элемента б задержки.

Если в первом цикле , о, то триггер 11 не меняет исходного состояния ввиду того, что на его вхде не появляется импульс переполнения счетчика 10, и к управляющему вду сумматора 16 прикладывается потенциал, заставляющий его работать на сложение.

Если Мл; - N имит : 0 то на выходе счетчика lO появляется импульс переполнения, который изменяет состояни триггера 11, и на управляющий вход сумматора 16 поступает потенциал, заставляющий его в очередном цикле работать на вычитание.

Погрешность дальномера имеет определенный закон распределения {нормальный, равновероятный либо более сложную комбинацию). Следователно, погрешность дальномера, находящегося в исправном состоянии, имеет .определенные ог аничения. В случае выхода погрешности за эти ограничения дальномер считается неработоспособным.

Кроме того, реакция л&льномера на ОД может быть неадекватна имитируемой величине, если ria Дальномер действуют помехи (естественные, искусственные) ,

Если погрешность дальномера в определенном цикле превышает yj TaHOBленный для данного дальномера минимум, то величина, зафиксированная в счетчике 10, превышает определенную величину, т.е. можно считать,. что в каком-то или в каких-то из триггеров счетчика 10, начиная с определенного разряда, после вычитания зафиксированы единицы.

Например, пусть цена младвего разряда (пересчитанная в метры)счетчика 10 равняется 20 м. Тогда .

для обеспечения дальности измерения 500 км число разрядов счетчика 10 должно быть 15 со следующими ценами: 20 м; 40 м; 80 м; 160 м; 320 ы; 640 м; 1200 м; 2400 м; 4800 м; 9,6 км; 19,2 км; 46,4 км/ 72,8 км, 145,6 км; 291,2 км.

Если считать, что максимальная единичная ошибка не должна превы I aть допустим 160 м, то появление единицы в любом либо любых разрядах счетчика 10 с номером более чем 4 говорит либо о сбое дальномера помехой, либо о его неисправности.

Рассмотрим случай, соответствующий выражению

,

где Мф - минимальный код счетчика 10, фиксируемый дешифратором 12.

В этом случае после операции вычитания .дешифратор 12 не срабатывает, и на его выходе появляется потенциал, разрешающий срабатывание .элемента И 15. Через время Т-} сигнал с выхода счетчика 2 дальности через открытый элемент И 15 осуществляет перепись кода младцшх разрядов счетчика 10 через второй регистр 13 и сумматрр 16.

Время выбирается меньше с&, но больше времени переходного процесса счетчика 10.

Поскольку в этом случае с выхода счетчика 10 нет импульса переноса, то триггер 1 находится в исходном состоянии, а при наличии переноса триггер 11 меняет свое состояние. В Обоих случаях сумматор 16 производи алгебраическое (с учетом знака триггера 11) суммирование ошибки дальномера в К-м цикле к сумме ошибок далномера в К-1 (минус )-циклах.

После появления на входе счетчика 7 циклов и сигналов ОД он выдает импульс, который осуществляет перепись кода из сумматора 16 через третий регистр 14 в первый индикатор 20. На индикаторе 20 высвечивапется либо X NV, дальномера, либо

XN |И присоответствующем выборе

системы счисления счетчика 7 и индикатора 20 и соответствующем размещении запятой на индикаторе, отделяющей целую часть результата от дробной.

Например, счетчик 7 циклов работает в десятичной системе, а п 100 тогда два младших разряда индикатора 20 должны быть отделены от остальных запятой при условии вьадачи сумматором 16 кода также в десятичной системе счисления. Реализация указанно.го свойства может быть и в двоичной системе, в этом случае сумматор им ет более простое схемное воплощени Рассмотрим случай С ИмитЧ ф. в этом случае дешифратор 12 сра батывает и вьвдает на вход элемента И 15 запрещающий потенциал, поэтому второй регистр 13 уже не про изводит перепись в сумматор 16. Да ное состояние дальномера рассматри вается как сбой. Выходной сигнал д шифратора 12 через инвертор 8 откр вает второй элемент И 19, и сигнал .с выхода элемента 3 задержки посту пает на вход счетчика 17. Счетчик производит подсчет общего числа сб дальномера за п циклов. После поступления п-го сигнала на вход счетчика 7 циклов осуществляется перепись кода счетчика 17 через четвертый регистр 18 и во второй индикатор 21. Пусть в течение п циклов произошло m случаев,, в которых выполняется неравенство . Тогда происходит n-m обратных случаев. После этого на выходе первого индикатора 20 зафиксирована неискаженная сбоями суммарная ошибка дальномера в m циклах J j а во втором индикаторе 21 зафиксировано число сбоев n-m. Далее простьтм путем можно получить неискаженную сбоями среднеарифметическую величину погрешности дальномера m . n-(n-w) rn Таким образом, повышена точность устройства в результате исключения из результатов сбоев. Число, зафиксированное во втором индикаторе, взятое как отношение к числу п либо обработанное другим образом, позволяет оценить помехоустойчивость дальномера. Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в том, что оно повышает точность известного устройства при сохранении статистической обработки результатов измерения. Кроме того, устройство позволяет уменьшить время контроля дальномера, так как отпадает необходимость многократной перепроверки результатов измерения при наличии сбоев и недостоверности конечных результатов.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДАЛЬНОМЕРА СИСТЕМЫ ЗАПРОС-ОТВЕТ, содержащее два регистра, первый счетчик, триг:гер, первый элемент задержки, два элемента И, первый индикатор, последовательно соединенные генератор Синхронизирующих импульсов , счетчик дальности и второй элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом первого регистра, и последовательно соединенные блок опроса и датчик кода, выходы разрядов которого соединены с установочньлми входами счетчика дальности, причем выходы разрядов первого регистра соединены с установочными входами первого счетчика, выход генератора синхронизирующих импульсов соединен с вычитающим входом первого счетчика, выходы младших разрядов и выход переполнения которого соединены соответственно с входами второго регистра и первым входом триггера, при этом соединенные между собой входы генератора синхронизирующих импульсов и блока опроса являются входом сигнала запроса дальности устройства, входы разрядов первого регистра являются входами устройства для кода контролируемого дальномера, а выход счетчика дальности является выходом сигнала ответа дальности устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, введены дешифратор, инвертор, накапливающий сумматор, второй счетчик, третий и четвертый регистры, счетчик циклов и второй индикатор,причем выходы старших разрядов первого счетчика соединены с входами дешифратора, выход которого соединен через первый элемент И с управляющим входом второго регистра и через последовательно соединенные инверi тор и второй элемент И с входом второго счетчика, выход счетчика дальности соединен с входом счетчика циклов и через первый элемент задержки с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы разрядов второго регистра соединены с входами накапливающего сумматора, выходы разрядов которого соединены через третий регистр с входами первого индикатора, выходы разрядов ::л второго счетчика соединены через 4:: четвертый регистр с входами второго индикатора, выход второго элемента ЭО задержки соединен с вторым входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом накапливающе00 го сумматора, первый выход счетчика циклов соединен с установочными входами второго счетчика и накапливающего сумматора, а второй выход счетчика циклов соединен с управляющими входами третьего и четвертого регистров.