Корреляционный измеритель скорости Советский патент 1989 года по МПК G01P3/80 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения скорости и пройденного пути движущихся объектов. Оно может использоваться для навигации различных объектов, летательных аппаратов, наземных подвижных объектов, судов на воздушной подушке, при его работе в составе комплексированных навигационных систем.

Цель изобретения - повьппение точности измерения скорости и пройденного пути за счет увеличения крутизны взаимной корреляционной функции в области максимума.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого измерителя; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Измеритель состоит из двух раздельных регистров 1 и 2 сдвига, совмещенных схем 3 и 4 совпадения и вычитания, схем ИЛИ 5 и 6, интегратора 7, генератора 8 тактовых импульсов, счетчика 9 импульсов, компараторов 10 и 11 и двух линий 12 и 13 задержки.

Измеритель работает следующим образом.

О9

31509

На вход измерителя поступают два сигнала произвольной формы x(t) и y(t сдвинутые между собой на величину транспортного запаздывания отр Сигнал x(t) поступает на один из входов компаратора 10 и на линию 12 задержки, сигнал y(t) - на один из входов компаратора 11 и на линию 13 задержки. На фиг. 2 с помощью графиков по- ясняется совместная работа компаратора и линии задержки.

На один из входов компаратора поступает непрерывный сигнал, например, x(t) (эпюра 1). На второй вход ком- паратора поступает этот же сигнал, но сдвинутый во времени посредством линии задержки, т.е. сигнал x(t- it) (эпюра 2). Величина задержки во времени Л t постоянна и зависит от пара метров линии задержки. Компаратор производит непрерывное сравнение уровней сигналов, поступающих на его входы. Если уровень незадержанного сигнала x(t) превышает уровень сигнала x(t- - &t), то с выхода а компаратора снимается сигнум-сигнал положительной (отрицательной)полярности (эпюра 3). Сигнум-сигнал на выходе б компарато- ра всегда находится в противофазе по отношению к сигнум-сигналу на выходе а, т.е. он имеет место в те промежутки времени, когда уровень сигнала x(t) меньше уровня сигнала x(t- & t) (эпюра 4). Таким образом компараторы и линии задержки преобразуют входные сигналы x(t) и y(t) в сигнум-сигналы (t) и sign,у (t), соответствующие положительной полярности первой производной входных сигналов, на выходах а компараторов и sign к(t и signjiy(t), соответствующие отрицательной полярности первой производной сигналов, на выходахS .

Из временных графиков (фиг.2) видно , что величина задержки должна выбираться как можно меньше. Однако ее минимальная величина ограничена чувствительностью компаратора, т.е. его способностью реагировать на минимальную разность амплитуд входных сигналов. Современная схемотехника применения интегральных компараторов позволяет производить сравнение сиг- налов, отличающихся между собой на несколько десятков микровольт.

Сигнум-сигналы поступают на входы регистров I и 2 сдвига, где эти сигналы квантуются по времени с частотой импульсов с выхода генератора 8 тактовых импульсов и задерживаются на время, определяемое частотой следования импульсов. Так ка:к выбросы исходного сигнала не могут существовать одновременно, то на вкоде схем ИЛИ 5 и 6 импульсы с выходов s и г схем совпадения-вычитания поступают попеременно. ИЛИ обеспечивают работу обоих каналов на единую схему интегрирования. При равенстве величины задержки сигнала в регистрах , транспортному запаздыванию & то количество импульсов, поступающих на интегратор со схем ИЛИ, одинаково, частота генератора 8 постоянна и равна заданной. При не- докомпенсации соотношение количества импульсов со схем ИЛИ изменяется так чтобы привести коррелятор в состояние равновесия. Частота следования импульсов с выхода генератора 8 пропорциональна скорости движения, а общее количество импульсов, накопленное счетчиком 9, есть пройденный путь. Формула изобретения

Корреляционный измеритель скорости содержащий два регистра сдвига, к каждому из двух выходов которых подключены последовательно соединенные схемы совпадения-вычитания и схемы Ш1И, При этом вторые входы схемы ИЛИ подключены к вторым выходом схем совпадения-вычитания , а также последовательно соединенные интегратор, два входа которого соединены соответственно с выходами схем ИЛИ, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к вторым входам регистров сдвига и счетчик импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два компаратора и две линии задер- ки,причем выходы линий задержки под - ключены соответственно к первым входам компараторов, выходы первого компаратора - к первым входам регистров сдвига, а выходы второго компаратора - к третьим входам схем совпадения-вычитания, входы линий задержки подключены к вторым входам первого и второго компараторов.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения скорости и пройденного пути различных подвижных объектов. Оно может также использоваться в промышленности, в частности для измерения скорости проката. Цель изобретения - повышение точности измерения скорости за счет увеличения крутизны взаимной корреляционной функции в области максимума. В устройстве реализуется вычисление взаимной корреляционной функции производной входных сигналов. Указанная функция имеет в области максимума более высокую крутизну по сравнению с крутизной взаимной корреляционной функции, вычисляемой в прототипе. Технически задача решается исключением из функциональной схемы прототипа двух усилителей - ограничителей и введением в нее двух компараторов и двух линий задержки. 2 ил.

I II I 11