Устройство для определения временного положения импульсных сигналов Советский патент 1986 года по МПК G08C19/12 

Изобретение относится к телемеханике, может найти применетше в информационно-измерительных системах, в частности при время-импульсной модуляции ВИМ-АМ в радиоканале и являет- ся усовершенствованием известного устройства по основному авт. св. № 640350.

Цель изобретения - повьппение помехоустойчивости устройства путем осу- ществления контроля фазы несузцей приходящего из канала связи на вход устройства радиоимпульса, и если она не совпадает с фазой несущей опорных радиоимпульсов, то производится его отбраковка. Таким образом осуществляется защита от случайной помехи лю- бой амплитуды с вероятностью (1-1 /гу ) где Пр - число различных состояний фазы несущей.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство для определения временного положения импульсных сигналов содержит первый блок 1 вычитания, пи ковый детектор 2, дифференцирующий блок 3, формирователь 4 импульсов, генератор 5 пилообразного напряжения, блок 6 памяти, дополнительный пиковый детектор 7, триггер 8, эле- мент И 9, генератор 10 опорной частоты, фазовый дискриминатор I1, второй блок 12 вычитания и блок 13 сравнения.

Блок вычитания предназначен для вычитания из сигнала на его первом входе cyMMbJ сигналов на втором и третьем входах. Реализуется стандартно На основе резистивной пассивной или активной схемы.

Пиковые детекторы 2 и 7 предназначены для вьщеления максимума входного сигнала. Пиковый детектор 2 имеет также вход сброса. Детектор 7 имеет, кроме того, выходной делитель ггобы коэффициент передачи был меньше 1 ( 0,5). Детекторы 2 и.7 реализуются типовым образом на основе .диода и конденсатора.

Дифференцирующий блок 3 предназ- иачен для дифференцирования входного сигнала, реализуется типовым образом на основе RC-цепи.

Формирователь 4 импульсов предназначен для формирования на выходе логического сигнала 1 при превышении входным напряжением порогового 5ФОВНЯ. Реализуется на основе компаратора, имеются готовые микросхемные решения. Величина порога должна выбираться из условия отсутствия ложных срабатываний за счет дрейфа жомпар атор а.

Генератор 5 предназначен для формирования на выходе линейно уменьшающегося напр.чжения с начальным значением,, равным максимальному значению, при наличии импульса на входе. Реализуется, например, на основе интегратора с установкой максимального напряжения пусковым импульсом.

Блок 6 памяти предназначен для передачи без искажений входного напряжения на выход при наличии на входе управления логической I и для запоминания выходного напряжения после снятия сигнала 1. Блок 6 реализуется. типовым образом на основе, например, конденсатора памяти.

Триггер 8 предназначен дпя формирования на выходе сигнала 1 после прихода сигнала 1 на первый вход и сигнала О после прихода сигнала на второй вход. Реализуется на основе стандартного RS-триггера.

Эд емент И 9 предназначен для формирования сигнала 1 на выходе при наличии логической 1 на обоих входах.

Генератор 10 предназначен для генерации периодического сигнала и настроен На частоту несущей входных радиоимпульсов устройства. Реализуется на основе типового кварцованного генератора и может быть также простроен по принципу схемы с автоподстройкой частоты.

Фазовый дискриминатор 11 предназначен для формирования на выходе сигнала, однозначно зависящего от разности фаз сигналов одинаковой часто- гы на входах. Реализуется на основе фазочувствительного выпрямителя.

Блок 12 вычитания предназначен доя запоминания значения входного сигнала на первом входе при наличии импульса на втором входе и последующего формирования на выходе результата йычитания занесенного в память значения из текущего значения сигнала на первом входе. Может быть реализован на основе конденсатора и ключа

Блок 13 сравнения предназначен для сравнения модуля напряжения на первом входе с напряжением уставки

на втором поступающем входе. Величина уставки определяется предельной погрепгаостью измерения разности фаз блоками 10-12. При превьшении сигналом на первом входе напряжения устав ка на выходе блока 13 появляется большое положительное напряжение, в противном случае на выходе нулевое напряжение.

Устройство работает следзпощим об- разом.

При приходе на информационный вхо устройства из канала связи опорного радиоимпульса подается импульс на второй вход блока 12, последний запо минает напряжение, соответствзпощее . разности фаз Ч „ несущей в канале связи и Чго+ колебания на выходе генератора 10. При приходе из канала связи импульса (информационного или пгумово го) на выходе блока 12 появляется напряжение, соответствукяцее разности между фазой ср„ несущей этого иютуль- са н (f несущей опбрного радиоимпуль са с погрешностью, определяемой не- стабильностью блоков 10-12 и шумами в канапе связи. Блок 13 осуществляет сравнение этого напряжения с напряжением уставки, и в случае превышения им уставки на выходе блока 13 появля- ется положительное напряжение, которое через вычитающий вход блока 1 .приводит к появлению на выходе детектора 2 отрицательного напряжения.

По переднему фронту стробирующего импульса пиковый детектор 2 обнуляется, а триггер 8 принимает состояние О. Если в течение дпительности стробирующего импульса не появляется на входе устройства импульс с ампли- тудой, превьш1ающей напряжение на выходе детектора 7, или фаза несущей этого импульса отличается от фазы .опорного импульса на величину, превышающую порог (задается уставкой на втором входе блока 13), то на выходе блока I напряжение все время отрицательно за счет сигнала на выходе пикового детектора 7 или за счет сигнала на выходе блока 13 соответственно выходное напряжение детектора 2 не изменяется, дифференцирующий блок 3 и формирователь 4 имеют нулевые выходные напряжения, генератор 5 ни разу не запускается, а триггер 8 сох

раняет состояние О. Поэтому по заднему фронту стробирующего импульса элемент И 9 не срабатывает и выходное напряжение блока 6 памяти не изменяется.

Если же на данном такте из канала связи приходит сигнал, по амплитуде превьш1ающий напряжение на выходе детектора 7 и по фазе несущей отличающийся от фазы опорного радиоимпульса на величину, не превьшающую порог, то выходное напряжение блока I изменяет знак, что приводит к увеличению выходного напряжения детектора 2. После дифференцирования блоком 3 и формирования формирователем 4 происходят установка триггера 8 и по крайней мере однократный запуск генератора 5. После окончания стробирующего импульса в блоке 6 памяти запоминается выходное напряжение генератора 5, соответствующее временному положению информационного импульса.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет защиту от помехи с большей, чем у информационных импульсов амплитудой с вероятностью

Р л 1 .1. п.

где п.

- число различимых состояний фазы несущей.

15 20 25 о

0 5 0

5

5

п„ А

I

,где р ц, - приведенная погрешность измерения фазы.

При этом устройство функционирует и при циклическом и при нерегулярном следовании импульсов, осуществляя измерение положения импульса по моменту максимума.

Практически в УКВ-каналах, где распространена передача измерительной информации при помощи ВИМ-АМ-мо- дуляции, погрешность измерения фазы несущей может составлять « (5 - 10)%, поэтому вероятность обнаружения сбоя составляет Р 0,8-0,9 то число необнаруженных сбоев уменьшится в 5 - 10 раз по сравнению известным устройством.

Формула изобретения

Устройство для определения временного положения импульсных сигналов по авт.св. № 640350, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введаны генератор опорной частоты, фазовый дискриминатор, второй блок вычитания и блок сравнения, выход которого соединен с третьим входом первого блока вычитания, выход генератора опорной частоты соединен с первым входом фазового дискриминатора, второй вход которого соединен с информационным входом устройства, вьгход фаРедактор О.Бугир

Составитель Н.Бочарова

Техред В.Кадар Корректор С.Черни

Заказ 2137/5 Тираж 515Подписное

ВНИИГМ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

зового дискриминатора соединен с первым входом второго блока вычитания, выход которого соединен с перйым входом блока сравнения, второй вход блока сравнения и второй вход второго блока вычитания являются соответственно задающим и синхронизирующим входами . устройства ,

Устройство относится к телемеханике и может найти применение в информационно-измерительных системах, в частности при времяимпульсной модуляции в радиоканале. Целыо изобретения является повышение помехоустойчивости. Это достигается путем осуществления контроля фазы несущей приходящего из канала связи на вход устройства радиоимпульса и, если она не совпадает с фазой несущей опорных радиоимпульсов, радиоимпульс отбраковывается. Введением в известное устройство генератора опорной частоты, фазового дискриминатора, блока сравнения и второго блока вычитания осуществляется защита от случайной помехи любой амппитуды. 1 ил. i (Л ю ю О) ел