Способ определения относительного уровня измерения временных параметров видеоимпульсов Советский патент 1989 года по МПК G01R29/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения временного положения видеоимпульсов по моменту пересечения фронтом (спадом) постоянного относительно максимума сигнала уровня, в приборах для определения временного положения видеоимпульсов по среднеарифметическому моментов пересечения фронтом со спадом относительного уровня и измерителях длительности унимодальных симметричных видеоимпульсов.

Цель изобретения - повышение точности измерения временных параметров видеоимпульсов за счет определения оптимального относительного уровня измерения для сигналов с априори неизвестными максимальными значениями.

Способ определения уровня измерения временных параметров видеоимпульсов при широкополосном приеме заключается в выполнении операции формирования сигнала видеоимпульса U(t), операций формирования квадрата сигнала U2(t), первой и второй

производной сигнала U (t) и U(t), квадрата первой производной сигнала U 2 (t) квадрат первой производной U/2(t) умножают на инвертированный сигнал -U(t), квадрат сигнала U2 (t) умножают на вто- рую производную U(t), вторую производную U (t) суммируют с результатами операций умножения, сравнивают с нулем и формируют сигнал сравнения.в момент совпадения to, мгновенное значение сигнала U (to) фиксируют сигналом сравнения, делят зафиксированное значение на амплитуду сигнала А,„ и результат используют в качестве относительного уровня для сигналов формы U (t).

Устройство для реализации способа опре- деления уровня измерения временных параметров видеоимпульсов представлено на чертеже.

Устройство содержит программируемый генератор 1 видеоимпульсов, первый и второй элементы 2 и 3 дифференцирования, первый и второй квадраторы 4 и 5, первый и второй аналоговые умножители 6 и 7, аналоговый делитель 8, аналого-цифровой преобразователь 9, сборку 10 элементов, индикатор 11, инвертор 12, аналоговый сум- матор 13, компаратор 14, третий элемент 15 дифференцирования, элемент 16 задержки, триггер 17, элемент И18, вход 19 «Пуск, вход 20 подачи напряжения порога сравнения, причем первый вход генератора 1 соединен с входом 19 и входом элемента 16 задержки, выход которого соединен с первым входом триггера 17, вход которого соединен с первым входом элемента И18, выход которого соединен с вторым входом триггера 17, первым входом сборки 10 и вторым входом генератора 1, выход которого соединен с первыми входами делителя 8, умножителя 6, а также входами квадратора 4 и элемента 2, выход которого соединен с входами элемента 3 и квадратора 5, выход которого соединен с вто- рым входом умножителя 6, выход которого соединен с входом инвертора 12, выход которого соединен с первым входом сумматора 13, выход которого соединен с первым входом компаратора 14, второй вход которого соединен с входом 20, а выход - с входом элемента 15, выход которого соединен с вторым входом элемента И18, выход элемента 3 соединен с вторым входом сумматора 13 и первым входом умножителя 7, выход которого соединен с третьим входом сумматора 13, а второй вход - с выходом квадратора 4, второй вход делителя 9 соединен с взодом 20, а выход - с входом АЦП 9, выход которого соединен с вторым входом сборки 10, выход которой соединен с входом индикатора 11.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии программируемый генератор 1 видеоимпульсов остановлен, триггер 17 - в нулевом состоянии. Нулевой уровень с прямого выхода триггера 17 закрывает элемент И18, блокируя выработку помеховых сигналов сравнения компаратором 14. Индикатор 11 обнулен.

Сигнал «Пуск подается на программируемый генератор 1 видеоимпульсов и на вход элементов 16 задержки, время задержки которого несколько больше времени переходных процессов устройства (несколько больше интервала времени от момента пуска устройства до момента появления напряжения на выходе аналогового сумматора 13).

Мгновенное значение напряжения видеоимпульса заданной формы с выхода программируемого генератора 1 видеоимпульсов подается на аналоговый делитель 8, где осуществляется его деление на максимальное значение напряжения видеоимпульса Ат, на квадратор 4, формирующий квадрат мгновенного значения напряжения видеоимпульса, на элемент 2 дифференцирования, осуществляющий формирование производной мгновенного значения напряжения видеоимпульса, а также на вход аналогового умножителя 6. Значение напряжения производной мгновенного значения видеоимпульса подается на элемент 3 дифференцирования, осуществляющий формирование второй производной мгновенного значения напряжения видеоимпульса, и на квадратор 5, формирующий квадрат производной мгновенного значения видеоимпульса. Мгновенное значение напряжения видеоиимпуль- са умножается в аналоговом умножителе 6 на значение напряжения производной мгновенного значения видеоимпульса, результат умножения инвертируется инвертором 12 и подается на аналоговый сумматор 13. Квадрат мгновенного значения напряжения видеоимпульса умножается на значение напряжения второй производной мгновенного значения видеоимпульса в аналоговрм умножителе 7, и результат подается на второй вход аналогового сумматора 13, на третий вход которого поступает значение напряжения второй производной мгновенного значения видеоимпульса. Значение напряжения суммы с выхода аналогового сумматора 13 сравнивается с нулем в компараторе 14.

Сигнал с выхода элемента 16 задержки переводит триггер 17 в единичное состояние. Единичный уровень с прямого выхода триггера 17 поступает на вход элемента И18, разрешая прохождение сигнала сравнения с выхода компаратора 14. Результат деления мгновенного значения напряжения видеоимпульса н а Ат с выхода аналогового делителя 8 поступает на АЦП9, где преобразуется в цифровую форму.

В момент равенства напряжения на выходе сумматора 13 нулю компаратор 14 изменяет свое состояние. Процесс изменения сопровождается появлением скачка напряжения на выходе компаратора 14 из которого элементом 15 дифференцирования формируется импульс. Полученный импульс проходит через элемент И 18 и используется для считывания значения относительного уровня измерения с выхода АЦП 9, останова, программируемого генератора 1 видеоимпульсов и перевода триггера 17 в нулевое состояние.

Код относительного уровня измерения временных параметров для сформировавшегося видеоимпульса с выхода АЦП 9 через сборку 10 элементов выдается на индикатор 11.

Время существования видеоимпульса на выходе прогораммируемого генератора 1 видеоимпульса значительно больше времени выполнения операций в элементах устройства, что позволяет скомпенсировать погрешности работы устройства за счет явления «гонок.

Формула изобретения

Способ определения относительного уровня измерения временных параметров видео0

5

0

5

импульсов при широкополосном приеме, включающий операцию формирования сигнала видеоимпульса U(t), операцию формирования второй производной сигнала U(i), в момент to совпадения, в момент to формирования сигнала сравнения, фиксируют мгновенное значение сигнала U(to) и определяют относительный уровень л измерения

из соотношения Я, , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения временных параметров видеоимпульсов за счет определения оптимального относительного уровня измерения для сигналов с априори неизвестными максимальными значениями, в него введены операции формирования квадрата сигнала U2(te) первой производной сигнала U (t), квадрата первой производной сигнала U 2(t), а также операции инвертирования, суммирования и две операции умножения, при этом квадрат первой производной U (t) умножают на инвертированный сигнал - U(t), квадрат U 2 (t) умножают на вторую производную U (t), вторую производную U (t) суммируют с результатом операции умножения, результат сравнивают с нулем и формируют скгнал сравнения в момент to совпадения

Способ относится к измерительной технике и может быть использован в приборах для измерения временного положения видеоимпульсов по моменту пересечения фронтом (спадом) видеоимпульса постоянного относительно максимума сигнала уровня, в приборах для определения временного положения симметричных видеоимпульсов по среднеарифметическому моментов пересечения фронтом и спадом относительного уровня и в измерителях длительности унимодальных симметричных видеоимпульсов. Цель изобретения - повышение точности измерения временных параметров видеоимпульсов за счет определения оптимального относительного уровня измерения для сигналов с априори неизвестными максимальными значениями. Цель изобретения достигается за счет определения оптимального относительного уровня λ измерения длительности импульса при помощи операций формирования квадрата сигнала U²(T), первой производной сигнал U¹(T), квадрата первой производной U¹2(T), второй производной U¹1(T), операции инвертирования, суммирования и две операции умножения, при этом квадрат первой производной сигналаU¹2(T) умножают на инвертированный сигнал - U(T), квадрат сигнала U₂(T) умножают на вторую производную U₁1(T), вторую производную U₁1(T) суммируют с результатом операции умножения, результат сравнивают с нулем и формируют сигнал сравнения в момент T₀ совпадения, фиксируют в момент T₀ мгновенное значение сигнала U(T₀) и определяют относительный уровень λ измерения из соотношения 98л= U(T₀)/A_M, где A_M - амплитуда сигнала U(T). 1 ил.