Устройство фиксации временного положения случайного сигнала Советский патент 1985 года по МПК H03K3/64 

Изобретение относится к импульсной технике.

Известно устройство фиксации временных положений случайных импульсов с предварительным формированием, фиксируемого сигнала, содержащее дЬа эмиттерных повторителя, дифференциальный компаратор, ослабитель сигнала, линию задержки и выходной формирователь l .

Данное устройство характеризуется низкой точностью фиксации временного положения входных сигналов из-за существенной зависимости момента сравнения основного и ослабленного сигналов от изменений длительности фронта нарастания входного фиксируемого сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство временной привяз-2о

KHj содержащее последовательно соединенные ослабительJ ограничитель,, инвертор и формирователь, а также линию задержки, вход которой соединен с ослабителем, причем вьпсод линии за-25 держки соединен с вторым входом форм рователя 2 ., - , Недостатком данного устройства яв ляется низкая точность временной при вязки случайного сигнала5что обусловлено зависимостью момента перехо,да суммарным сигналом порогового уровня от крутизны фронта регистрируемого сигналя при отклонении формы сигнала от линейной. Кроме того, точность известного устройства значительно понижается в области малых амплитуд регистрируемых сигналов за счет ограничителя, искажающего форму сигнала. Цель изобретения - повьшение точности устройства о Поставленная цель достигается тем, что в устройство фиксации временного положения случайного сигнала содержащее первую линию задержки, вы ход которой соединен с первым входом формирователя, введены первый и второй дискриминаторы, преобразователь время - амплитуда и вторая линия задержки, вход которой соединен с входом первой линии задержки и входом первого дискриминатора, а вькод которой соединен с входом второго диск риминатора, выход которого соединен с первым входом преобразователя время - амплитуда, выход которого соединен с вторым входом формирователя, выход первого дискриминатора

соединен с вторым входом преобразователя время - амплитуда.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства фиксации временного положения случайного сигнала; на фиг.2 - временные диаграммы его работы; на фиг.З - функциональная схема, вариант выполнения устройства; на фиг.4 и 5 - расчетные зави- . симости момента фиксации от .амплитуды А и длительности фронта соответственно

Устройство фиксации временного положения случайного сигнала (фиг.1) содержит первую линию 1 задержки, выход которой соединен с первым входом формирователя 2, первый и второй дискриминаторы 3 и 4, преобразовател 5 время - амплитуда, вторую линию.6

входом первой линии 1 задержки и входом первого дискр.иминатора 3, а вьпсод - с входом второго дискриминатора 4, выход которого соединен с задержки, вход которой соединен с первым входом преобразователя 5 время - амплитуда, выход которого соединен с вторым входом формирователя 2:, вькод первого дискриминатора 3 соединен с вторым входом преобразователя 5. Устройство фиксации временного положения случайного сигнала работает следующим образом. Случайный сигнал с входа (фиг,2о|) разветвляется и поступает на входы дискриминаторов 4 и 3 соответственно с низким и высоким порогами срабатывания, причем на дискриминатор 4 он подается через линию б вьздержки с задержкой f2( ) - При достижении входным импульсом установленных пороговых уровней и, и Uj дискриминаторы 4 и 3 вьфабатывают стандартизованные импульсы в моменты времени t + i и t, соответственно (фиг. 2 виг). Временной интервал, заключенный между стандартизованными импульсами,равен где At tj- t и трансформируется преобразователем 5 в импульс с плоской вершиной (фиг.25)J полярностью, обратной входному, и амплитудой n6A-(V) , , где и- коэффициент преобразования преобразователя 5. Выходной сигнал преобразователя 5 складывается с задержанным на время 1 (L., 7) линией 1 задержки основиым сигналом (фиг.2а) и полученный суммарный сигнал анализируется формирователем с порогом формирования Up (фиг,2). Это осуществляется формирователем 2, который в момент перехода t суммарным сигналом поро гового уровня U формирует выходной стандартный импульс устройства, фиксирующий входной сигнал на временной оси (фиг.2и), На функциональной схеме варианта вьтолнения устройства (фиг.3) дискри минаторы 4 и 3 реализованы на основ туннельного диода с увеличением амплитуды выходного сигнала за счет выходного транзистора. Кроме того, дискриминатор 3 содержит линейный инвертор (фиг.2Би в). Значения поро говых уровней и , и. и UQ задаются резисторами 7-9 соответственно, значения коэффициента cL- конденсатором 10 и резистором 11. Для момента времени -fc появления сигнала на выходе устройства можно записать: (4bUneA..(4)-(V). где Ug(t) - функция, задающая вид сигнала, поступающего на вход устрой ства. Аппроксимируя рабочий участок фронта входного сигнала экспоненциальной зависимостью (i)4 -i)/. и..а)Ме- «. ,„„ , где А И - амплитуда и длительность фронта нарастания входного сигнала:А, е - 1 , для момента времени фиксации t можно получить где и d-V., ; и oLtРасчетные зависимости значения времени фиксации t ф от амплитуды входного сигнала (фиг.4) и длительности фронта его нарастания tr (фиг.5) показывают, что в эквивалентном диапазоне изменений амплитуды входного сигнала (50 мВ - 5 В) связанная с этими изменениями составлянмцая погрешности временной фиксации у пред- . лагаемого устройства (сплошная линия) выше, чем у известного устройства (пунктирная линия). Таким образом достигается более высокая точность временной фиксации случайного сигнала по сравнению с известным устройством.

a

П

II

- li

УСТРОЙСТВО ФИКСАЦЩ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА, содержащее первую линию задержки, выход которой соединен с первым входом формирователя,, отл.ичающе ес я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены первый и второй дискриминаторы, преобразователь время - амплитуда и вторая линия задержки, вход которой соединен с входом первой линии задержки и входом первого дискриминатора, а выход - с входом второго дискриминатора, выход которого соединен с первым входом преобразователя время - ампли- ( туда, выход которого соединен с вто(П рым входрм формирователя, выход первого дискриминатора соединен с вторым входом преобразователя время ,- амплитуда.

-/

- t

Ж

u

A

Фиг Л

Фие.5