Устройство для обработки доплеровского сигнала Советский патент 1984 года по МПК G01R23/02 G01P3/36 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовайо при создании уст1 ойств, предназначенных для измерения часто ты сигналод с глубокой амплитудной модуляцией, в частности сигнала доп леровского измерителя скорости. Известно устройство для обработк доплеровского сигнала, состоящее из узла фильтрации, узла селекции сигнала по уровню, узла формирования счетных импульсов, узла формировани строб-импульсов и узла измерения доплеровской частоты. В устройстве сигнал доплеровской частоты подаетс через узел фильтрации на два порого вых усилителя-ограничителя, формиру 1ЮЩИХ сигнальную и опорную последо;вательности. Импульсы обеих последо .вательностей поступают на узел формиррвания строб-импульсов, длительность которых равна длительности целого числа доплеровских периодов в пачке. Далее сметные импульсы доплеровской частоты и строб-импульсы пойаются йа цифровой частотомер с заранее задаваемым временем счета складываемым из длительностей стробимпульсов и равным коэффициенту пропорциональности между доплеровской частотой и измеряемой скоростью. Поэ тому показание частотомера по окончании счета получают непосредственно в единицах скорости; Для получения результатов в аналоговой форме приме няется частотный детектор с памятью Недостаток устройства заключается в возможности возникновения значи1тельной погрешности измерения из-за искажения последнего периода, вошедшбгр в строб. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее генератор опорной частоты, блок формирования счетных импул сов и импульса конца пачки, счетчики времени и числа периодов, буферный регистр и вычисли тельный блок. В этом устройстве с приходом каждого очередного счетно го импульса из счетчика времени в буферный регистр переписыавется значение, соответствующее временному интервалу между первым в пачке и пришедшим импульсами. Количество счетных импульсов в пачке фиксируется счетчиком числа периодов. По окончании пачки импульсов значение частоты доплероэского сигнала формируется вычислительным блоком Из показаний счетчика числа периодов и содержимого буферного регистра путем деления первого на второе. .Известное устройство позволяет исклю,чить из обработки искаженнуючасть Доплеровского сигнала 21, Недостатки известного устройства заключаются в невозможности осреднения частоты импульсов более чем за одну пачку и в необходимости использования сложного вычислительного блока. Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение устройства . Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обработки доплеровского сигнала, содержащее генератор опорной частоты, подключенный к счетному входу счетчика времени, блок формирования счетных импульсов и импульса конца пачки , первый выход которого соединен со счетным входом счетчика числа периодов, а второй выход - с входом Сброс счетчика времени, введены сумматор, два элемента задержки и блок памяти, причем первый выход блока формирования соединен с управляющим входом сумматора и через первый элемент задержки - с входом Сброс счетчика времени, выход Переполнение сумматора соединен с входом Установка блока памяти и через второй элемент задержки - с входом Сброс счетчика числа периодов, а информационные входы сумматора и блока памяти подключены к информационным выходам счетчиков времени и числа периодов соответственно . На чертеже представлена структурная схема устройства. Генератор 1 опорной частоты подключен к счетному входу счетчика 2 времени. Блок 3 формирования счетных импульсов и импульса конца пачки имеет два выхода соответственно, причем первый из этих выходов соединен со счетным входом счетчика 4 числа периодов, а второй - с входом Сброс счетчика 2 времени. Кроме того, устройство содержит сумматор 5, элементы 6 и 7 задержки и блок 8 памяти. Первый выход узла 3 формирования соединен с управляющим входом сумматора 5 и через элемент 6 задержки с входом Сброс счетчика 2 времени. Выход Переполнение сумматора 5 соединен с входом Установка блока алидип 8 памяти и через элемент 7 задержкичерез : Сброс счетчика 4 числа с входом периодов . Информационные входы сумматора 5 и блока 8 памяти подключены к информационным выходам счетчиков времени 2 и числа периодов 3 соответственно. Устройство работает следующим образом. Блок 3 формирования вырабатывает счетные импульсы, передние фронты которых совпадают по времени с моментом пересечения высокочастотной составляющей доплеровского сигнала нулевого уровня. В те моменты времени, когда амплитуда высокочастотной составляющей превышает некоторое заданное значение, соответствующие пачки счетных импульсов появляются на перром выходе блока формирования На втором выходе этого блока формируется -импульс конца пйчки, который начинается с некоторой задержкой после последн1его импульса в пачке и заканчивается с появлением первого импульса следующей пачки. Счетчик 2 времени при помощи гене ратора 1 опорной частоты формирует зна чения длительности временных интерва лов между счетньми импульсами. Кажды счетный импульс осуществляет перепис показаний этого счетчика в сумматор где они суммируются с уже накопленным значением, а затем с задержкой, достаточной для перезаписи, устанавливает счетчик 2 в исходное состояни Счетчик 4 числа периодов осуществ ляет суммирование счетных импульсов число которых соответствует числу осредненных периодов. При переполнении сумматора 5, которое происходит по окончании времени осреднения, показания счетчика числа периодов записываются с блок 8 памяти, а счетчик 4 обнуляется с задержкой, определяемой элементом 7. Переполненный сумматор автоматически возвращается в исходное состояние. Таким обраёом, код, записанный в блок 8 памяти, соответствует числу периодов, суммарная длительность Kotopbix составляет время осреднения. Это время задается, путем предварительной установки емкости сумматора 5. В случае осреднения за единицу времег ни код блока 8 памяти прямо соответствует значению доплеровской частоты. Поскольку каждый счетньй импульс обнуляет счетчик 2 времени осреднение МОЖНОосуществлять за время, превьшающее длительность пачки, а выходной код счетчика 2 может быть использован как источник информации о мгновенном значении доплеровской частоты. Для устранения Мертвого времени счетчика 2 целесообразно применение двух счетчиков, работанщих поочередно на )бщий сумматор. . Технико-экономическая эффективность изобретения заключается з существенном повышении точности я упрощении соответствующих устройств, что позволяет решить задачу созданяя доплеровских лазерных измерителей скорости для ряда ответственных технологических процессов, процесса прокатки горячих труб.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДОПЛЕРОВСКОГО СИГНАЛА, содержащее генератор опорной частоты, подключенный к счетному входу счетчика времени, блок формирования счетных импульсо1В и импульса конца пачки, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика числа периодов , а второй выход - с входом Сброс счетчика времени, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и упрощения устройства, в него введены сумматор, два элемента задержки и блок памяти, причем перв выход блока формирования соединен с управляющим входом сумматора и через первый элемент задержки - с входом Сброс счетчика . времени, выход Переполнение сумма, тора соединен с входом Установка блока памяти и через второй элемент задержки - с входом Сброс счетчика i числа периодов, а информационные (Л входы сумматора и блока памяти подключены к информационным выходам счетчиков времени и числа периодов соответственно.