Устройство оценки амплитуды одиночного импульсного сигнала Советский патент 1987 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при оценке параметров случайных импульсных сигналов при априорной неопределенности об амплитуде, форме огибаницей и ограниченном времени измерения.

Цель изобретения - уменьшение погрешности оценки.амплитуды одиночного импульсного сигнала путем уменьшения составляющих погрешности, вызванных переходными процессами в блоках устройства.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство оценки амплитуды оди- ночного импульсного сигнала содержит фильтр 1 низкой частоты, линию 2 задержки, ограничитель 3, стробируемый интегратор 4, активное вероятностное реле 5, аналого-цифровой преобразователь 6, блок 7 регистрации амплитуды импульсов, формирователь 8 импульса по заднему фронту, генератор 9 тактовых импульсов, элемент И 10, пе вый 11 и второй 12 элементы задержки и двоичный счетчик 13....

Вход формирователя импульса по заднему фронту соединен с выходом активного вероятностного реле 5, вход которого подключен к выходу ограничителя 3, вход которого подключен к выходу фильтра 1 низкой частоты, вход которого соединен с входом линии 2 задержки и входом устройства Вход стробируемого интегратора 4 подключен к выходу линии 2 задержки, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя 6. Выход последнего подключен к первому входу блока 7 регистрации амплитуды импульсов, вход разрешения на выборку которого соединен с выходом первого элемента 11 задержки и входом второго элемента 12 задержки, выход которого подключе к входам Установка в нуль стробируемого интегратора 4 и двоичного счетчика 13, тактовьй вход которого соединен с выходом э темента И 10. Первый и второй входы последнего подключены соответстве нно к выходу активного вероятностного реле 5, соединенного с входом управления с.тро- бируемого интегратора 4, и к выходу генератора 9 тактовых импульсов. Вход первого элемента 11 задержки . соединен с выходом формирователя 8 импульса по заднему фронту. Выход

0

5

двоичного счетчика 13 соединен с вторым входом блока 7 регистрации амплитуды импульсов, выход которого подключен к выходу устройства.

5 Устройство работает следующим образ ом.

При поступлении на вход информационного импульса фильтр 1 сглаживает незначительные флуктуации огибаю0 щей импульса, не искажая существенно его форму. Ограничитель 3 устанавливает амплитуду импульсного сигнала -на заданном фиксированном уровне, условно принятом за единицу,

5 обеспечивая тем самым равные условия для работы реле 5- при различной величине амплитуды информационного импульса. По переднему фронту нормированного импульса с выхода ограничителя 3 срабатывает реле 5: переходит в единичное состояние. Одновременно информационный сигнал с входа устр ойства через линию 2 задержки, служащую для компенсации задержки распространения сигналов по цепям фильтра 1 и реле 5, поступает на вход стробируемого интегратора 4.

По нормированному импульсу с выхода реле 5 в интеграторе 4 начинает30 ся процесс линейного накопления энергии информационного импульса с выхода линии 2 задержки. Параллельно с этим нормированный импульс с реле 5 разрешает прохождение такто35 вых импульсов генератора 9 через элемент И 10 на двоичньм счетчик 13. После окончания информационного импульса на выходе реле 5 устанавливается нулевое состояние, тем самым

40 запрещается прохождение тактовых импульсов на счетчик 13, и на выходе интегратора 4 фиксируется аналоговая величина напряжения, соответствующая площади информационного

45 импульса. При этом на выходной шине счетчика 13 устанавливается двоичный код, пропорциональный длительности нормированного импульса с выхода реле 5, т.е. длительности ин50 формационного входного импульса.

В аналого-цифровом преобразователе 6 происхо(ит преобразование аналоговой величины с выхода интегратора 4 в цифровую форму. Таким образом,

55 на первом и втором входах блока 7 регистрации амплитуды импульсов фор- МИР5ПОТСЯ цифровые коды, характеризующие соответственно площадь и длительность информационного импульса.

31291887

Одновременно по заднему фронту нормированного импульса с реле 5 формируется 1 ороткий импульс в фсгрмирова- теле 8 импульса по заднему фронту. Этот импульс поступает вначале на первый элемент 11 задержки, а затем на второй элемент 12 задержки. Время задержки первого элемента 11 определяется временем полного преобразования аналого-цифрового преобразова- tO теля, время задержки второго элемента 12 равно времени считывания результата из блока 7 регистрации амплитуды импульсов на выход устройства.

В ячейках памяти блока 7 регистрации амплитуды импульсов хранится величина, равная результату деления значения цифрового кода, подаваемого на первьй вход, на значение кода с 20 второго входа, т.е. результату деления плошади информационного импульса на его длительность. Короткий импульс с выхода первого элемента

Gy - дисперсия флуктуирующе

огибающей информационн импульса на выходе лин задержки,

J - дисперсия переходного цесса, происходящего п линейном нарастании ин ционности фильтра с пе менным параметром. Для предлагаемого устройства логичная величина составляет

15

.2 г Г-и ,

где t - длительность информацио ного импульса;

Т - постоянная времени стро руемого интегратора 4, чем Т t,

Таким образом, оценка амплиту в предлагаемом устройстве облада меньшей погрешностью оцениван ия соответственно большей информаци

11 задержки является импульсом выбор-25 ной устойчивостью по сравнению с

ки величины оцениваемой амплитуды из,-блока 7 на выход устройства. Короткий импульс с выхода второго элемента 12 задержки устанавливает счетчик 13 и интегратор 4 в исходно нулевое состояние.

Предлагаемое устройство может быть вьшолнено на различных сериях аналоговых и цифровых интегральных микросхем, в зависимости от требуемого быстродействия, которое моз5сет исчисляться десятыми долями микрс/се кунды от момента окончания информационного импульса до момента формирования на выходе устройства результата оценки амплитуды.

Для количественной оценки вьиг- рьипа в точности оценки амплитуды предлагаемого устройства по сравнению с известным достаточно определить соотношение дисперсий оценок амплитуды для известного (бу ) и предлагаемого устройств (б ).

Дисперсия оценки амплитуды для известного устройства определяется как сумма:

Un

,

6j

дисперсия оценки временного интервала на выходе активного вероятностного реле;

Gy - дисперсия флуктуирующей

огибающей информационного импульса на выходе линии задержки,

J - дисперсия переходного процесса, происходящего при линейном нарастании инерционности фильтра с переменным параметром. Для предлагаемого устройства анаогичная величина составляет

.2 г Г-и ,

где t - длительность информационного импульса;

Т - постоянная времени строби- руемого интегратора 4, причем Т t,

Таким образом, оценка амплитуды в предлагаемом устройстве обладает меньшей погрешностью оцениван ия и соответственно большей информационной устойчивостью по сравнению с

известным устройством бц / - Uri на интервале существования информационного импульса.

30

Формула изобретения

Устройство оценки амплитуды одиночного импульсного сигнала, содержащее фильтр низкой частоты, линию задержки, ограничитель, активное вероятностное реле и блок регистрации амплитуды импульсов и формирователь импульса по заднему фронту, вход которого соединен с выходом активного вероятностного реле, вход которого подключен к выходу ограничителя, вход которого подключен к выходу фильтра низкой частоты, вход которого подключен к входу линии задержки и входной клемме устройства, выходная клемма соединена с выходом блока регистрации амплитуды импульсов.

с целью уменьшения погрешности оценки амплитуды одиночного импульсного сигнала, в него введены стробируемый : интегратор, аналого-цифровой преобразователь, генератор тактовых импульсов, элемент И, двоичный счетчик, первьй и второй элементы задержки, вход стробируемого интегратора подключен к выходу линии задержки, а выход - к входу аналого-цифрового

512918876

преобразователя, выход которого под-вход которого подключен к выходу акключен к первому входу блока регист-тивного вероятностного реле и к

рации амплитуды импульсов, вход Раз-входу управления стробируемого инрешения на выборку которого соеди-тегратора, а второй вход - к выходу

нен с выходом первого элемента за- 5генератора тактовых импульсов, вход

держки и входом второго элементапервого элемента задержки соединен

задержки, вькод которого подключенс выходом формирователя мипульса

к входам Установка в нуль строби-по заднему фронту, выход двоичного

руемого интегратора и двоичного счет-счетчика соединен с вторым входом

чика, тактовый вход которого соеди- Юблока регистрации амплитуды импульнен с выходом элемента И, первыйсов.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Может быть ис, пользовано при оценке параметров случайных импульсных сигналов при априорной неопределенности об амплитуде, форме огибающей и ограниченном времени измерения. Целью изобретения является уменьшение погрешности оценки амплитуды одиночного импульсного сигнала путем уменьшения составляющих погрешности, вызванных переходными процессами в блоках устройства. Устройство содержит фильтр 1 низкой частоты, линию 2 задержки, ограничитель 3, активное вероятностное реле 5, блок 7 регистрации амплитуды импульсов, формирователь 8 импульса по заднему фронту. Для достижения поставленной цели в устройство введены стробируемый интегратор 4, аналого-цифровой преобразователь 6, генератор 9 тактовых импульсов, элемент И 10, двоичньй счетчик 13, элементы 11 и 12 задержки и образованы новые функциональные связи. Оценка амплитуды в предлагаемом устройстве обладает меньшей погрешностью оценивания и соответственно большей информационной устойчивостью по сравнению с известным. 1 ил. (О