Способ определения временного положения сигнала и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК H03M1/54 

8

0

сд

CD 4;:

Oi СО 65

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в системах для определения местоположения объекта. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит входную шину 1, дискриминаторы 2, 3, элемент 4 задержки, генераторы эталонного тока 5, 6, накопительный элемент 7, пороговый формирователь 8, выходную шину 9. Характерными признаками способа определения временного положения сигнала являются коррекция временной неопределенности при сравнении с первым (нижним) пороговым уровнем, возможность работы с сигналами, имеющими значительные флуктуации как амплитуды, так и длительности фронта нарастания, а также при наличии случайных помех. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1

7

иЩ

31594696

Изобретение относится, к информационно-измерительной те хнике и может быть использовано в системах ля определения местоположения объекта по отношению к определенной опорной точке, предназначено для прецизионного

измерения временных положений сигналов с существенно флуктуирующими па-JO При достижении уровраметрами при наличии случайных помех,Q нем -.входного сигнала указанных пороговых уровней на выходах дискриминаторов 2. и 3 вырабатываются импульсы стандартной (фиг,2, диаграм20

25

30

Цель изобретения - повышение точности.

На фиг,1 изображена функциональная схема устройства,реализующего способ; на фиг,.2 - временные диаграм- 5 мы, иллюстрирующие способ и поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг,1) содержит входную щину 1, первый дискриминатор 2 и второй дискриминатор 3, элемент 4 задержки, генераторы 5 и 6 эталонного тока, накопительный элемент 7, пороговый формирователь. 8, выходную шину 9,

Способ определения временного положения сигнала заключается в следующем.

Входной сигнал сравнивают с первым и вторым пороговыми уровнями, при достижении которых начинают фор-, мировать первый, и второй эталонные токи соответственно, с последующим их суммированием и интегрированием суммы до момента равенства с третьим пороговым уровнем, при этом заканчивают формирование первого эта- .х лонного тока, а момент равенства при нимают за временное положение входного сигнала, второй эталонный ток заканчивают формировать через заданный интервал времени после начала формирования первого эталонного тока, но раныпе момента равенства интеграла суммы с третьим пороговым уровнем,

Характерй 1ми признаками способа являются коррекция временной неопределенности при сравнении с первым нижним) пороговым уровнем, возможность применения способа при работе с сигналами, имеющими значительные флуктуации как амплитуды, так и длительности фронта нарастания, а также при напичии случайных помех, которые при использовании данного способа слабо влияют на конечный результат.

Устройство, реализующее способ определения временного положения сигнала, работает следующим образом.

10-12) в моменты времени t , и t

35

40

45

50

55

2

мы

По сигналу с выхода дискриминатора 3 начинается заряд накопительной емкости элемента 7 током I я генератора 6 эталонного тока до момента включения выходным импульсом дискриминатора 2 генератора 5 эталонного тока, G этого момента заряд емкости элемента 7 осуществляется током, значение которого определяется разностью тонIP (фиг,2.

ков генераторов б и 5 диаграмма 14(Б) Данная процедура, в свою очередь, продолжается до выключения генератора 5 задержанным на время о а сигналом с выхода дискриминатора 3, Величина задается элементом 4 задержки и выбирается из расчета, чтобы первоначальный заряд интервал А) и дополнительный заряд (интервал В) накопительной емкости были четко разделены процедурой дозаряда (интервал Б), В противном случае не будет компенсации погрешности определения временного положения сигнала. Величина выбирается порядка 30-35 не. По сути, определяет диапазон флуктуации длительности фронта нарастания входного сигнала и должна быть больше максимальной длительности фронта нарастания входного сигнала, С момента времени t + :t } скорость заряда накопительной емкости 7 вновь определяется током I генератора 6 до момента ,(Фиг,2, диаграмм. 14 :и 16) достижения напряжением на накопительной емкости элемента 7 уровня срабатывания и„ порогового формирователя 8, Последний в указанный момент времени t вырабатывает выходной сигнал устройства, фиксирующий положение входного импульса на временной оси, и приводит, кроме того, в исходное состояние генератор 6 эталонного то- , ка,

Время задержки t от истинного момента прихода входного сигнала до

На фит.2 представлены диаграмм 10-16 импульсов, поясняющие, работу устройства.

Входной сигнал , временное положение которого Необходимо определить, поступает на входы дискриминатора 3 и дискриминатора 2 с порогами срабатывания U , и и

-JO При достижении уровнем -.входного сигнала указанных пороговых уровней на выходах дискриминаторов 2. и 3 вырабатываются импульсы стандартной (фиг,2, диаграмнем -.входного сигнала указанных пороговых уровней на выходах дискриминаторов 2. и 3 вырабатываются импульсы стандартной (фиг,2, диаграм

10-12) в моменты времени t , и t

2

мы

По сигналу с выхода дискриминатора 3 начинается заряд накопительной емкости элемента 7 током I я генератора 6 эталонного тока до момента включения выходным импульсом дискриминатора 2 генератора 5 эталонного тока, G этого момента заряд емкости элемента 7 осуществляется током, значение которого определяется разностью то5

0

5

0

5

0

5

нIP (фиг,2.

ков генераторов б и 5 диаграмма 14(Б) Данная процедура, в свою очередь, продолжается до выключения генератора 5 задержанным на время о а сигналом с выхода дискриминатора 3, Величина задается элементом 4 задержки и выбирается из расчета, чтобы первоначальный заряд интервал А) и дополнительный заряд (интервал В) накопительной емкости были четко разделены процедурой дозаряда (интервал Б), В противном случае не будет компенсации погрешности определения временного положения сигнала. Величина выбирается порядка 30-35 не. По сути, определяет диапазон флуктуации длительности фронта нарастания входного сигнала и должна быть больше максимальной длительности фронта нарастания входного сигнала, С момента времени t + :t } скорость заряда накопительной емкости 7 вновь определяется током I генератора 6 до момента ,(Фиг,2, диаграмм. 14 :и 16) достижения напряжением на накопительной емкости элемента 7 уровня срабатывания и„ порогового формирователя 8, Последний в указанный момент времени t вырабатывает выходной сигнал устройства, фиксирующий положение входного импульса на временной оси, и приводит, кроме того, в исходное состояние генератор 6 эталонного то- , ка,

Время задержки t от истинного момента прихода входного сигнала до

момента срабатывания порогового формирователя 8 зависит как от пард- метров сигнала, так и от параметров устройства, задавая которые, для каждого конкретного типа входного сигнала их можно оценить по формуле

t.-ei(t,- t,) .-,

моменты срабатывания дискриминаторов 3 и 2, соответственно; величина задержки элемента 4 задержки; величина тока заряда генератора 6; величина тока разряда генератора 5,

л

t

где t и t

С-.

I Формула изобретения

1, Способ апредепения временного положения сигнала, заключающийся в сравнении текущего значения входного сигнала с первым и вторым порого выми уровнями, по превышению которых начинают формирование первого и второго эталонных токов соответственно, с последующим их суммированием, сум- марнь1Й ток интегрируют до момента сравнения с третьим пороговым уровнем, при этом заканчивают формирование первого эталонного тока, а момент сравнен ния принимают за временное положение сигнала, отличающийся тем, что, С целью повышения то.чности, те-

кущее-значение входного сигнала сравнивают с первым и вторым пороговыми уровнями одновременно, а формирование второго эталонного тока заканчивают через заданный интервал времени после начала формирования первого эталонного тока, при этом за- .данный интервал времени выбирают больше максимальной длительности нарастания входного сигнала.

объединены и подключены к входам накопительного элемента и порогового формирователя, выход которого подключен к входу останова первого генератора эталонного тока и является выходной шиной устройства, вход второго дискриминатор-а является входной шиной устройства, отличающе- е с я тем, что, с целью повышения . точности, накопительный элемент выполнен на конденсаторе, первая обкладка которого является входом нако пительного элемента, а вторая - ши- ной нулевого потенциала, входы первого и второго дискриминаторов объединены, а выход первого дискриминатора через элемент задержки подключен к входу останова второго генератора эталонного тока.

Фиг. 2