Способ измерения временных положений сигналов и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК H03K5/153 

ста Ю -v|

О

со

Изобретение относится к радиотехническим средствам и может быть нспользоиано для прецизионного измерения временных положений отраженньсх сигнало) с существенно флуктуирующей амплитудой.

Целью изобретения является увеличение точности измерения временных положений сигналов в широком диапа- зоне изменения амплитуд фиксируемых сигналов.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения времен} ых положений нмпульсов с .от- счетом по моменту пересечения фиксируемым сигналом порогового уровня, формируемого на основе оценки амплитудного значения входного сигнала, производят коррекцию момента пересе- чения входным сигналом постоянного порогового уровня за счет формирования с указанного момента серии импульсов с заданным в ней числом импульсов и путем внесения временной поправки в положение импульсов формируемой серии с помощью переменной задержки, величина которой определяется напряжением, вырабатываемым на основе анализа амплитуды входных сигналов, и в качестве временного отсчета принимается временное положение последнего импульса серии.

Предлагаемый способ осуществляется устройством измерения временных положений сигналов, содержащим пороговый дискриминатор, подключенный первым входом к выходу линии задержки, аналоговое запоминающее устройство, свои нервым входом соединенное с первой входной клеммой, в которое введены варикап, конденсатор и программируемы селектор-Формирователь импульсов, причем первый выход порогового дискриминатора подключен к входу линии за- держки и через конденсатор к выходу аналогового запоминающего устройства к каюду варикапа и к третьей входно клемме, второй выход порогового дискриминатора соединен с первым входом программируемого селектора-формирователя импульсов, подключенного вторым входом к второй входной клемме, а первым выходом - к выходной клемме, BTOpoii выход последнего соединен с вторым входом аналогового запоминающего устройства и с третьим входом пороговот-о дискриминатора, подклю- чентюго сноим вторым входом к первой

входной клемме, анод варикапа соединен с общей шиной.

На фиг.1 представлена структурнан схема устройства для осуществления способа; на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие предпагаемый способ; на фиг.З - зависимость момента появления сигналов t на выходе устройства для осуществления способа от изменения амплитуды входных импульсов .

Устройство содержит входные клеммы 1-3, пороговьпЧ дискриминатор 4, линию 5 задержки, аналоговое запоминающее устройство (АЗУ) 6, конденсатор 7, варикап 8, программируемый селектор-формирователь импульсов (ПСФИ) 9 и выходную клемму 10. При этом второй вход порогового дискриминатора 4 соединен с нервым входом аналогового запоминающего устройства

бис входной клеммой 1, а первый вход через линию 5 задержки нодключен к первому выходу указанного дискриминатора 4, кроме того, нервый выход последнего через конденсатор 7 соединен с выходом АЗУ 6, катодом варикапа 8 и входной клеммой 3, второй выход порогового дискриминатора 4 подключен к первому входу ПСФИ 9, второй вход которого соединен с входной клеммой 2, первый выход ПСФИ 9 подключен к выходной клемме 10, а второй выход - к третьему входу порогового дискриминатора 4 и к второму входу АЗУ 6, анод варикапа 8 соединен с общей щиной.

Устройство функционирует следующим образомо

Входной сигнал разветвляется и поступает на входы АЗУ 6 и порогового дискриминатора 4. При достижении входным импульсом установленного порогового уровня UQ дискриминатор 4 в момент времени Ь вырабатывает стан- дартньй сигнал (фиг.2, диаграмма 11). Последний разветвляется и подается на вход ПСФИ 9 и через линию 5 задержки вновь подается на вход порогового дискриминатора 4, запуская последний Формируемая таким образом последовательность импульсов на выходе дискриминатора 4 прекращается по отрицательному сигналу с выхода ПСФИ 9 (фиг.2, диаграмма 13), который вырабатывается одновременно с выходным сигналом устройства и подается на третий вход дискриминатора 4 и, кроме того.

приводит в исходное состояние АЗУ 6 Период рециркуляции Т формируемой серии определяется электрической длиной линии 5 задержки и суммарной емкостью интегрирующей цепочки конденсатор 7 - варикап 8, Величина емкости варикапа 8 определяется значениями исходного смещения Е и выходного напряжения АЗУ 6, с помощью которого анализируется амплитудное значение регистрируемых сигналов. В самом общем виде значение задержки Л, (фиг.2, диаграмма 12), определяемое интегрирующей цепочкой, записьшается следующим образом:

й, - ехр(Е - ),

где К и В - некоторые постоянные, величины которьк определяются типом варикапа j

/ - коэффициент передачи АЗУ 6

( А 1);

а - амплитуда входных сигналов. Для момента появления сигнала t на выходе устройства можно записать

t U . Д, п -f ПС-,

где п - число импульсов в серии, которое задается с помощью ПСФИ 9.

Анализ экспериментальных зависимостей Д , Л | п, t (фиг.З) позволяет сделать вывод, что существует такое п, при котором Л + Л,- п практически не зависит от амапитуды фиксируемых сигналов, так как при убывании Л и U,- п возрастает по такому же закону.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность измерения временных положений сигналов в четыре раза за счет отсутствия отсечк снизу входных сигналов и, кроме того, исключить искажение формы последних за счет отсутствия необходимости задержки входных сигналов с помощью линии задержки. Предлагаемый способ позволяет также расширить динамический диапазон изменения амплитуд входных сигналов в область малых амплитуд практически без увеличения погрешности измерения, что имеет важное практическое значение и не представляется возможным в случае известных способов.

рмула

6

э о

б р е т е л и я

0

0

5

0

5

0

1. Способ измерения временных положений сигналов, основанный на определении временных положений импульсои с отсчетом по моменту пересечения фик- слруемьи-( сигналом порогового уровня, формируемого на основе оценки амплитудного значения входного сигнапа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, производят коррекцию момента пересечения входным сигналом постоянного

5 порогового уровня за счет формирования с указанного момента серии импульсов с заданным в ней числом импульсов и путем внесения временной поправки в положение импульсов формируемой серии с помощью переменной задержки, величина которой определяется напряжением, вырабатываег ым на основе анализа амплитуды входных сигналов, и в качестве временного отсчета принимается временное положение последнего импульса серии.

2. Устройство для измерения временных положений сигналов, содержащее пороговый дискриминатор, подключениьп первым входом к выходу линии задержки, аналоговое запоминающее устройство, своим первым входом соединенного с первой входной клеммой, о т л и- чающееся тем, что в него введены варикап, конденсатор и программируемый селектор-формирователь импульсов, причем первый выход порогового дискриминатора подключен к входу линии задержки и через конденсатор - к выходу аналогового запоминающего устройства, к катоду варикапа и к третьей входной клемме, второй вьсход порогового дискриминатора соединен с первым входом программируемого

5 селектора-формироватепя импульсов, подключенного вторым входом к второй клемме, а первым выходом - к выходной клемме, второй выход последнего соединен с вторым входом аналогового запоминающего устройства и с третьим входом порогового дискриминатора, подключенного своим вторым входом к первой входной клемме, анод варикапа соединен с общей шиной.

0

I П t

,Ur

Л t

1527709

Г

r

Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано для прецизионного измерения временных положений отраженных сигналов с существенно флиртующей амплитудой. Цель изобретения - повышение точности измерений. Способ измерения реализован в устройстве, содержащем пороговый дискриминатор 4, линию 5 задержки, аналоговое запоминающее устройство 6, варикап 8, конденсатор 7 и программируемый селектор-формирователь 9 импульсов. При измерении временных положений сигналов с отсчетом по моменту пересечения фиксируемым сигналом порогового уровня, формируемого на основе оценки амплитудного значения входного сигнала, производят коррекцию момента пересечения входным сигналом постоянного порогового уровня за счет формирования с указанного момента серии импульсов с заданным в ней числом импульсов и путем внесения временной поправки в положение импульсов формируемой серии с помощью переменной задержки, величина которой определяется направлением, вырабатываемым на основе анализа амплитуды входных сигналов, и в качестве временного отсчета принимают временное положение последнего импульса серии. 2 с.п.ф-лы, 3 ил.

Uo

Редактор Н.Бобкова

Составитель Г.Брынский

Техред Л.Олийнык Корректор М.Максимишинец

Заказ 7518/57

Тираж 884

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг. 2

Фиг.З

Подписное