Способ определения параметров экспоненциальных радиоимпульсов и видеоимпульсов и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к электро- радйоизмерениям и может найти применение в аналоговых процессорах сигналов, анализаторах радио- и видеоимпульсов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности определения коэффициента затухания,, частоты несущей и амплитуды огибающей, повышение потенциальной помехоустойчивости и точности определения параметров экспоненциальных радио- и видеоимпульсов.

Па фиг. 1 представлена схема уст- ргйства для осуществления способа, if ,3 - графики, иллюстрирующие способ определения параметров экспозе чциальных радио- и видеоимпульсов соответственно

Устройство содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, к инверсным входам которых подключены соответственно первый 3 и второй |4 резисторы, при этом первый 5 и вто рой 6 интегрирующие конденсаторы подключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя, а хрятий интегрирующий конденсатор 7 - к инвертирующему входу второго операционного усилителя 2, а также подключенные параллельно интегрирующим конденсаторам 5-7 соответственно первый 8, второй 9 и третий 10 разрядные ключи, вторые выводы первого 5 и второго интегрирующих конденсаторов подключены соответственно через первый 11 и второй 12 выпрямительные диоды к выходу первого операционного усилителя 1, второй вывод первого резистора 3 соединен с вторы выводом второго резистора 4 через квадратор 13, вторые выводы интегрирующих конденсаторов 5-7 через коммутатор 14 напряжения и аналого- цифровой преобразователь 15 подключены к входу блока 16 управления и вычисления.

Существо способа измерения состоит в использовании интегральных оценок импульсных сигналов, что обуславливает высокую помехоустойчи

вость, а также эффективное подавление собственных шумов электронных компонентов.

Радиоимпульс описывается математическим выражением

Ep(t)Bmp.exp(-Bp-t) sin(G)t), а видеоимпульс

) Ема ехР Математические основания способа для радиоимпульса состоят в замене несобственных интегралов от экспоненциально-тригонометрических функций времени табличного вида It, 1% и Ij определенными интегралами от входного импульса Е, ЕЈ и Ej с верхним пределом интегрирования (временем интегрирования) Тй, достаточным для затухания импульса с заданной степенью точности

г 0000

11 1 (JJEp(t) dt+jEp(t)dt)

ОО

ЕМР &+Ц ЯStfdj Е

со то .(j|Ep(t) dt-/Ep(t)dt) 5О Г

СО

-Тгбр/ю

- i;7Јr V

fcE3.

n..

Ископые значения параметров радиоимпульса получаются из указанной системы трех уравнений.

I

Для видеоимпульса, искомые параметры также находят, заменяя известные табличные несобственные интегралы от экспоненциальной функции времени определенными интегралами со

14 )dl ,

(или Е

,Ј, если ЕМ0 0),

15 V27ib E3лt

Для простоты везде полагается, что постоянные времени интегрировани одинаковы, равны условно единице.

Для вычисления указанных пара метров видеоимпульса можно использовать и другие соотношения, в частности, вместо квадрата разности модулей первого и второго интегра™ ла использовать квадрат значения интеграла, отличного от нуля (для видеоимпульсов).

Вид исследуемого импульса показан на фиг.2а, на фиг.26 - сигнал на выходе интегратора, осуществляющего интегрирование положительных полуволн радиоимпульса. На фиг.2в - выходной сигнал интегратора, интегрирующего отрицательные полуволны радиоимпульса, на фиг .2г - выходной сигнал на выходе интегратора, осуществляющего интегрировачие квадрата напряжения входного радиоимпульса.

Как следует из графиков на фиг.2а к концу времени интегрирования Тц, достаточного для затухания входного радиоимпульса до уровня собственных ыумов аппаратуры, на выходе трех интеграторов имеются некоторые значения напряжения Е, Ej и Е близкие к асимптотическим, конечным.

Аналогично, на фиг.За показан общий вид исследуемого входного видеоимпульса, на фиг.36 - график текущих значений интеграла от положительных значений входного сигнала, на фиг.Зв - то же, от отрицательных значений входного сигнала, на

фиг.Зг - текущие значения интеграла от квадрата входной величины.

Как видно из фиг.26,в и 36,в- отличие радиоимпульса от видеоимпульса состоит в том, что у радиоимпульса оба интеграла Е. и Е% имеют ненулевое значение, в то время как у видеоимпульса один из первых двух интегралов Е{ или Eg равен нулю (с точностью до некоторой, наперед заданной малсй величины, обусловленной инструментальными погрешностями элементов устройств). Таким образом, имется четкий критерий, позволяющий идентифицировать вид сигнала: радиоимпульс или видеоимпульс.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении исследуемого импульса на вход устройства блок 16 вырабатывает сигнал управления разрядными ключами 8 - 10. Последние замыкаются, разряжают конденсаторы 5-7 и затем размыкаются (возможна и иная последовательность операций управления: ключи 8-10 можно держать замкнутыми до момента пост пленяя им-- пульса, а затем сразу же разомкнуть),

Q Начинается такт интегрирования. На конденсаторах 5 и 6 нарастает напряжение, пропорциональное скользящему интегралу от положительной и отрицательной полярностей входного напряжения, на конденсаторе 7 нарастает напряжение, пропорциональное скользящему интегралу квадрата входного напряжения, В момент времени Ту по сигналу блока 16 коммутатор 14 подключает вход АЦП 15 последовательно к катоду диода 11, акоду диода 12 и выходу операционного усилителя 2; производится аналого-цифровое преобразование и числовые эквиваленты ин-

5 тегралов EI, ЕЈ, Е3 поступают на вход блока 16, где производится вычисление коэффициента затухания несущей частоты и определение вида импульса. Возможно также определение максимальноQ го значения огибающей радиоимпульса

и амплитуды видеоимпульса.

I

Время Т ц выбирается из условия достаточного затухания входного импульса.

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1. Способ определения параметров экспоненциальных радиоимпульсов и видеоимпульсов по косвенным значениям, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повышения точности и помехоустойчивости, производят измерение двух интегралов от положительной и отрицательной полуволны |исследуемого экспоненциального импульса в течение периода времени,достаточного для затухания входного импульса с заданной степенью точности, одновременно измеряют третий интеграл от квадрата значения входного импульса за тот же период времени, по значениям интегралов вычисляют несущую частоту, коэффициент затухания н амплитуду огибающей-радиоимпульса по формулам,

Р-4 ПЁ7гта- - i.|b| i,0

Е 3

4 E7HE7I

ч . Е ( In тг

)

,а коэффициент затухания и амплитуду видеоимпульса по формулам

В0 в 2. . ;

ТТ - 9 . М6 Л

Е-3

|Е,

где 63- частота несущей,

Е - интеграл положительной полуволны ;

Е Ј - интеграл отрицательной полуволны исследуемого инпульса$ Е з интеграл квадрата значения

входного импульсаJ В р - коэффициент затухания,1 ЕМ р - амплитуда огибающей радиоимпульса;

В g- коэффициент затухания видеоимпульса

EWЈ амплитуда видеоимпульса. 2„ Устройство для определения параметров экспоненциальных радиоим- чг,льсов и видеоимпульсов, содержащее аналого-цифровой преобразователь грехвходовой коммутатор, блок управления и вычисления, о т л и ч а ю- д е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него введены -два операционных усилителя,квадратор два выпрямительных диода, два посто

5

0

5

0

5

0

5

янных резистора, три интегрирующих конденсатора и три управляемых разрядных ключа, причем неинвертирующие входы обоих операционных усилителей соединены с общей шиной устройства, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый резистор подключен к входной клемме устройства, анод первого диода соединен с катодом второго диода и с выходом первого операционного усилителя, первый и второй выводы первого и второго конденсаторов подключены соответственно к катоду первого и аноду второго выпрямительных диодов, вторые выводы первого и второго конденсаторов соединены с инвертирующим входом первого операционного усилителя, вход квадратора подключен к входу устройства, через второй выход квадратора резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, выход третьего операционного усилителя через третий конденсатор подключен к ее инвертирующему входу, первый, второй и третий разрядные ключи подключены параллельно первому, второму и третьему конденсаторам, катод первого диода соединен с первым входом коммутатора, анод второго диода соединен с вторым входом коммутатора, выход второго операционного усилителя соединен с третьим входом коммутатора, выход коммутатора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу блока управления и вычисления, выходы управления которого подключены к управляющим входам разрядных ключей коммутатора и ана- лого-цифрового преобразователя, информационный выход блока вычисления и управления является информационным выходом устройства.

Фиг. 2

АЮ

tf