Устройство для измерения длительности одиночного импульса Советский патент 1988 года по МПК G01R29/02 

А

г«

:А9 :л сд

SFI

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в .аппаратуре оцейки параметров случайных импульсов, работающей в условиях шумового воздействия.

Цель/ изобретения - повьшение точности устройства при измерении длительности одиночного импульса для малых отношений сигнал/шум за счет исключенная аномальных ошибок, возникающих в случае ложньгх обнаружений сигнала..

На фиг.1 представлена структурная схема .устройства для измерения длительности одиночного импульса; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений в характерных точках на выходах функционалыапс узлов структурной схемы предлагаемого устройства, поясняю- 1№(е принцип его действия.

Устройство содержит диод 1, источник 2 рпррного напряжения, ключ 3, компаратор 4 ииж«его уровня, компаратор 5 верхнего уровня, первый 6 и второй 7 емкостные накопители, D- триггер 8 и блок 9 определения отношения напряжений.

Вход диода 1 соединен с входом устройства, а выход подключен к входу ключа 3, управляющий ёход которого подключен к прямому выходу D-триг- гера 8, выход ключа 3 подключен к входам емкостных накопителей 6 и 7, выходы которых соединены с входами блока 9 определения отношения напряжений, выход которого является выходом устройства. Кроме этого, тактовый вход D-триггера 8 подключен к выходу компаратора 5 верхнего уровня, а D- и R-входы - к выходу компаратора 4 нижнего уровня. Прямые входы компараторов 4 и 5 соединены с выходом диода 1. Инверсный вход компара- тора 4 соединен с первым выходом источника 2 опорного напряжения, к второму входу которого подключен инверсный вход компаратора 5.

Устройство работает следующим оё- разом.

.Аддитивная смесь одиночного импульсного сигнала и нормального шума поступает на вход устройства, т.е. на диод 1. С выхода диода напряжение огибающей U (фиг.2а) входного процесса подается на вход ключа 3. На выход этого ключа передается часть реализации процесса Ug, находящаяся внутри стробового импульса/TC, формируемого на прямом выходе D-триггера 8 (фиг.2г). Передний фронт импульса формируется по положительному пёрепаду (из О в 1) на тактовом входе D-триггера 8, так как в это время на D-входе установлена 1 tU, фиг.2б), а задний фронт - по первому нулевому состоянию на R-входе, соединенном с О-входом.

Управляювде работой триггера 8 импульсы формируются на выходах компараторов 4 и 5, на прямые входы кото- подается напряжение с выхода диода 1. На инверсный вход компаратора 4 нижнего уровня подается постоянное напряжение с первого выхода источника 2 опорного напряжения. Величина напряжение соизмерима со средиеквадратическим отклонением С шумовой компоненты входного процесса. Таким образом, на интервале времени существования одиночного импульса на выходе компаратора 4 находится 1, вне интервала. - хаотическая последовательность коротких прямоугольных импульсов, длительность и межимпульсные интервалы которых определяются соот- HomeJOJeM U,, и С .На инверсном входе компаратора 5 верхнего уровня присутствует постоянное напряжение

0

и

ог

5

с второго выхода источника 2. Величина Uo2 линейно связана со значением С и определяется как U К(з, где и зависит от требуемого 1«1нимального значения отношения сигнал/шум, при котором должно функционировать -предлагаемое устройство. На выходе компаратора 5 формируется пачка прямоугольных импульсов (UK, фиг.2в), длительность и межимпульсные интервалы которых распределены случайным образом, в результате пересечения вершиной входного одиночного импульса уровня напряжения .

Выстробированные участки входного процесса Ug поступают на емкостные накопители 6 и 7, где происхода т заряд накопительных конденсаторов. Постоянные времени накопителей неодинаковы. Цоэтому напряжения на каждом конденсаторе после окончания импульса отличаются и зависят от длительности импульса, его формы, амплитуды и постоянной времени накопителя. Постоянные времени первого (Т,) и второго (Т.) накопителей связаны неравенством Т, Tj. Таким образом, на выходе первого емкостного накопителя

6 в момент окончания импульса формируется оценка площади и$, занимаемой импульсом в стробе Т , а на выходе второго емкостного накопителя 7 - оценка амплитуды 1). В блоке определения отношения напряжений овредепя- ется оценка дпительности входного одиночного импульса как дпительности энергетически эквивалентного ему импульса с прямоугольной огибающей

и- ,Формула изобретения

Устройство дпя измерения длительности одиночного импульса, содержащее два емкостных накопителя, блок определения отношения напряжений, диод. Причем выход первого емкостного накопителя подключен к первому входу блока определения отношения напряжений, выход которого является выходом устройства, а второй вход

подключен к выходу второго емкостного накопителя, вход устройства соедн- , нен с входом диода, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены ключ, источник опорного напряжения, компаратор нижнего уровня, компаратор верхнего уровня, D-триггер, причем

выход ключа соединен с входами Первого и второго емкостных ндкогштелей, а вход ключа соединен с выходом диода и прямьми входами компараторов нижнего и верхнего уровней, инверсн1 1й вход компа

ратора нижнего уровня подключен к первому выходу источника опорного напряжения, к второму выходу которого подключен инверсный вход компаратора верхнего уровня, выход кот.орого сое.динен с тактовым входом D-триггера, а выход компаратора нижнего уровня подключен к D-входу и к асинхронному входу установки в О D-триггера, выход которого соединен с управляюядам

входом ключа.

WAAO

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре оценки параметров случайных импульсов, работающей в условиях шумового воздействия. Целью изобретения является повьоаение точности ус тройства при измерении длительности одиночных импульсов для малых отношений сигнал/оум за счет исключения аномальных сшибок, возни- какядих в случае ложных обнаружений сигналов. Для этого в устройство, содержащее диод 1, источник 2 опорного напряжения, емкостные накопите- ли 6 и 7 и блок 9 определения отношения напряжений, дополнительно введены ключ 3, компаратор 4 нижнего уровня, компаратор 5 верхнего уровня и ГЬтриггер 8. 2 ил.