Устройство для измерения параметров сигналов Советский патент 1985 года по МПК G01R17/04 

1 1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиотехнических системах траекторных измерений и передачи информации для измерения параметров сигнала,

.Цель изобретения - повьгление достоверности.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - канал многоканального вычислительного блока; на фиг. 3 - блок управления.

Устройство для измерения параметров сигнала содержит многоканальный коррелятор 1, генератор 2 опорных сигналов, блок 3 управления, многоканальный вычислительный блок 4, .блок 5 элементов памяти, блок 6 пороговых элементов, и ключей ,, , блок 8 выбора максимального значения сигнала, блок 9 преобразования.

Один канал многоканального вычислительного блока содержит (фиг.2)п перемножителей 104 - 10( и сумматор 11 .

Блок управления содержит (фиг.З) элемент НЕ 12, первый блокинг-генератор 13, первый элемент 14 задержки второй блокинг-генератор 15, второй элемент 16 задержки, ждущий мультивибратор 17, элемент 18 запуска.

Устройство работает следующим образом.

Измерение параметра сигнала начинается при поступлении с первого выхода блока 3 управления запускающего импульса на входы генератора 2 опорных сигналов и многоканального коррелятора 1, на информационный вход которого поступает принимаемый сигнал S (t). Блок 3 управления должен содержать элемент запуска, при срабатывании которого. начинают генерироваться сигналы управления, первым из которых является импульс, запускающий многоканальный коррелятор 1 и генератор 2. При поступлении импульса управления многоканальный коррелятор 1 и генератор 2 опорных сигналов приводятся в рабочее состояние. Принимаемый сигнал S (t) подвергается корреляционной обработке в многоканальном корреляторе 1 с каждым из опорных сигналов, поступающих на его входы с И выходов генератора 2. Каждый нз и опорных сигналов харак17202

теризуется вполне определенным значением параметра наблюдаего сигнала. Интервал изменения значений этого параметра для сигналов на ц 5 выходах генератора 2 определяется исходя из имеющейся априорной информации о пределах изменения значений параметра принимаемого сигнала, а число опорных сигналов выбирается из условия обеспечения требуемой точности измерений. Многоканальйый коррелятор 1 представляет собой параллельное соединение корреляторов, каждый из которых содержит

последовательно соединенные перемножитель и интегратор со сбросом.

В результате перемножения входного сигнала с каждым из ц опорных сигналов перемножения, на выходах

многоканального коррелятора 1 образуется И отсчетов сигнальной функции, среди которых (по указанным причинам) ножет быть несколько одинаковых (или достаточно близких по величине) . При этом результат корреляционной обработки входного сигнала с i -м (,п) опорным содержится на i -м выходе многоканального коррелятора 1.

При поступлении на управляющие

входы многоканального вычислительного блока 4 и блока 5 элементов памяти .управляющего импульса из блока 3 управления, производится считывание информации с выхода многоканального коррелятора 1 и блока 5 элементов памяти.

Полученные отсчеты сигнальной функции поступают на соответствующие h входов многоканального вычислительного блока 4, на вторые rt входов

которого подаются отсчеты 1 опорных (эталонных) сигнальных функций с выходов блока 5. Последовательность П значений каждой i -и

опорной сигнальной функции, получаемая в результате перемножения его опорного сигнала последовательно на все опорные, включая и i -и, и интегрирования результатов перемножения, записывается в виде i -го празрядного вектора-столбца в матрицу блока 5 элементов памяти так, что в первом разряде находится результат перемножения и последующего

интегрирования i -го опорного сигнала на первый опорный сигнал, во втором - i - ого опорного сигнала на второй опорный сигнал и т.д. Значения опорных сигнальных функций могут быть получены заранее (до проведения измерений) и записаны в блок 5, представляющий собой набор запоминающих элементов, расположенных в виде квадратной матрицы размером П п.

п отсчетов сигнальной функции,поступающих с выходов канального коррелятора 1, перемножаются в многоканальном вычислительном блоке 4 с соответствующими п отсчетами (J -и отсчет с j - отсчетом) каждой опорной сигнальной функции и результаты перемножения для каждой эталонной функции суммируются в сумматорах 11 (фиг.2).

Отсчеты сигнальной функции, полученной в результате корреляционной обработки, поступают соответственно на входы I, - 1„ перемножителей . , на вторые входы которых - if, подаются отсчеты соответстующей опорной сигнальной функции (фиг.2). Результаты перемножения суммируются в сумматоре 11 и поступают на соответствующий выход многоканального вычислительного блока 4. На управляющий вход блока 6 пороговых элементов подается импульс от блока 3 управления, запускающий его в работу. На i -м выходе блока 6 сигнал появляется в том случае, если на i -м входе он превышает пороговое значение. Пороговое значение выбирается исходя из априорных статистических данных.

С выходов блока 6 сигналы поступают на управляющие входы соответствующих ключей 7 - 7 f , на информационные входы которых подаются сигналы с вьгходов многоканального коррелятора 1.

Выходной информационный сигнал появляется на выходе того ключа, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода блока 6 пороговых элементов.

Выходной информационный сигнал с выходов ключей г поступает на блок 8 выбора-максимального значения сигнала, на выходе которого после поступления управляющие сигнала из блока 3 управления появляется номер канала с максимальным значением сигнала, который поступает на вход блока 9 преобразования, где

преобразуется в абсолютную величину измеряемого параметра.

Импульсом от элемента 18 запуска через элемент НЕ 12 запускается первый блокинг-генератор 13, работающий в ждущем режиме, на его выходе появляется импульс Uq , включающий в работу многоканальный коррелятор 1 и генератор 2 опорных сигналов. По

истечении времени Т, являющегося

временем интегрирования в многоканальном корреляторе и формируемого пер-. вым элементом 14 задержки, на выходе второго блокинг-генератора 15

появляется импульс Ug ,запускающий в работу многоканальный вычислительный блок 4 и блок 5 элементов памяти. Спустя время Дц , определяемого вторым элементом 16 задержки, в течение

которого производится перемножение и суммирование в многоканальном вычислительном блоке 4, на выходе ждущего мультивибратора 17 появляется импульс Ug ,большей продолжительности, чем Од и Ug- , по переднему фронту которого в блоке 6 производится сравнение с выбранным порогом. В течение длительности импульса 1 в блоке 8 (фиг.1) производится выбор канала с максимальным значением сигнала. По заднему фронту импульса U. номер выбранного канала передается в блок 9, где определяется истинМое значение измеряемого параметра.

При измерении в качестве параметра задержки принимаемого сигнала i -и эталонный сигнал на выходе генератора 2, при равномерном шаге изменения наблюдаемого параметра, определяется по формуле

S,; Г t - (i - . В результате перемножения входного сигнала с каждым из п опорных сигналов и интегрирования результата каждого перемножения на выходах многоканального коррелятора 1 образуется | отсчетов сигнальной функции, среди которых может быть несколько наибольших значений, т.е. для рассматриваемого случая каждый i -и отсчет (t,g) сигнальной функции rj (tj Op ) определяется по формуле т

(t,,,) JS (t) S t - (i-DlJdt.

где интервал, кратный периоду исследования опорных сигналов. Эти

отсчеты перемножают с соответствуйщими П отсчетами каждой из Ц опорных (эталонных) сигнальных функций. При этом значения каждой i -и (i 1,п). опорной сигнальной функции R . (t, Сд) ) получают в результате перемножения i -го опорного сигнала последовательно на все опорные (включая и i -и) и последующего интегрирования результата этого перемножения .Так, например, последовательность значений г. первой опорной сигналь) получают

( О

ной функции R о,

в результате выполнения следующих

одераций

ho (t) (i-DcJdt.

.Все эти ° операции могут быть выполнены заранее, а их результаты могут

храниться в блоке 5 элементов памяти.

10 Результаты перемножения для каждой опорной сигнальной функции R (t, tg ) суммируются в многоканальном вычислительном блоке 4 и поступают на вход блока 6.

фиг.З

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА, содержащее многоканальный коррелятор, информационный вход которого, является входом устройства, генератор опорных сигналов, п выходов которого подключены к ц опорным входам многоканального коррелятора, последовательно соединенные блок выбора максимального значе1П1я. сигнала и блок преобразования, выход которого является-выходом устройства, отличаю щ-ееся тем, что, с целью повьппения достоверности, в него введены многоканальный вычислительный блок, блок элементов памяти, блок пороговых элементов, Ц ключей и блок управления, п выходов многоканального коррелятора подключены к информационным входам соответствующих ключей и к Первым п входам многоканального вычислительного блока, к вторым п входам которого подключены И выходов блока элементов памяти, h выхо.дов многоканального вычислительного блока подключены к соответствующим входам блока пороговых элементов, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих ключей, выходы которых подключены к h информационным входам блока выбора максимального значения сигнала, первый выход блока управления подключен к управляющим входам многоканального коррелятора . и генератора опорных сигналов ,второй выход - к управляющим входам многоi канального вычислительного блока и блока элементов -памяти, а третий (Л выход - к управляющим входам блока пороговых элементов и блока выбора максимального значения сигнала. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, блок управления выполнен в виде последовательно соединенных элементов запуска, элемента НЕ, первого блокинггенератора, первого элемента задерж to ки, второго блокинг-генератора, второго элемента задержки и ждущего мультивибратора, вход элемента запуска соединен с общей шиной, выходы первого и второго блокинг-генераторов и ждущего мультивибратора являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока управления .