Способ определения временных положений сигналов и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК H03K5/153 

VI

со

XI XI

оэ

Изобретение относится к радиотехническим средствам и может быть использова- но для прецизионного определения временных положений отраженных сигналов с существенно флюктуирующими параметрами.

Цель изобретения - повышение точности определения временных положений сигналов в условиях флюктуации как амплитуды, так и длительности фронта нарастания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения временных положений сигналов, основанному на коррекции момента пересечения фиксируемым сигналом постоянного порогового уровня путем формирования с указанного момента серии импульсов с заданным в ней числом импульсов, в положение которых на временной оси вносится дополнительная поправ- кз, значение которой однозначно связано с величиной амплитуды входных сигналов, и в качестве временного отсчета принимается временное положение последнего импульса серии, величина поправки, вносимой во временное положение каждого импульса формируемой серии, устанавливается пропорционально крутизне фиксируемых сигналов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для осуществления способа; на фиг. 2 - временная диаграмма, иллюстрирующая данный способ; на фиг. 3 - зависимость моментов появления сигналов t на выходе известного и предлагаемого устройств, осуществляющих способы, от изменения параметров входных сигналов.

Устройство содержит входные шины 1 и 2, шину 3 опорного напряжения, дискриминаторы 4 и 5 нижнего и верхнего уровней, элемент 6 задержки, преобразователь время-амплитуда (ПВА) 7, элемент 8 задержки, пороговый дискриминатор (ПД) 9, конденсатор 10, варикап 11, селектор-формирователь импульсов (СФИ) 12 и выходную шину 13. Входная шина 1 соединена со входом дискриминатора 5 верхнего уровня (ДВУ) и через последовательно соединенные дискриминатор 4 нижнего уровня (ДНУ) и элемент 6 задержки с вторым входом ПВА 7, а также с третьим входом ПД 9, первый выход которого соединен со своим же первым входом через элемент 8 задержки и через кон- денсатор 10 с шиной 3 опорного напряжения, катодом варикапа 11 и выходом ПВА 7, первый вход которого подключен к выходу ДВУ 5, второй выход ПД 9 соединен с первым входом СФИ 12, второй вход - с первым выходом СФИ 12, второй выход которого соединен с выходной шиной

13, а второй вход - с входной шиной 2, анод варикапа 11 соединен с общей шиной.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал 14 (фиг. 2) разветвляется и поступает на входы дискриминаторов 4 и 5 с различающимися уровнями срабатывания Ui и U2 соответственно, причем U2 UL При достижении указанным сигналом пороговых уровней на выходе ДНУ 4 и 5 вырабатываются сигналы 15 и 16 стандартной

формы в момент времени Л, А1 (фиг. 2). Длина элемента 6 задержки Г31 выбирается из расчета Д + г31 А таким образом, чтобы запуск ПВА 7 осуществлялся сигналом с выхода ДВУ 5, а прекращался по задержанному сигналу с выхода ДНУ 4 (18) В результате на выходе преобразователя

время-амплитуда 7 формируется напряжение, пропорциональное значению крутизны фиксируемых сигналов. Задержанный сигнал с выхода ДНУ 4 дополнительно подается на вход порогового дискриминатора 9, с

помощью которого за счет поступления с его выхода импульсов стандартной формы на его же вход через элемент 8 задержки формируется последовательность рецирку- лирующих импульсов, которая прекращается по сигналу 20 с выхода СФИ 12, вырабатываемому одновременно с выходным сигналом 21 устройства (фиг 2)

Период рециркуляции Т формируемой серии определяется электрической длиной

элемента 8 задержки Г32 , а также суммарной емкортью интегрирующей цепочки конденсатор 10-варикап 11. Величина емкости варикапа 11 определяется значениями исходного смещения Е, подаваемого с шины

3, и выходного напряжения ПВА 7 В самом общем виде значение задержки AI (19), определяемое интегрирующей цепочкой, записывается следующим образом

45

Ai К{ВЕ + -(А1-А) } ,

где Е и В-некоторые постоянные, значения которых определяются типом варикапа, {3- коэффициент передачи ПВА 7. Для момента появления сигнала t на выходе устройства можно записать

t Д + т31 + n AI + п т з2

где п - число импульсов в серии, которое 55 задается с помощью СФИ 12.

Анализ расчетных кривых Ј(а,гн) , где а - амплитуда,

Тн - длительность фронта нарастания фиксируемых сигналов, представленных на фиг. 3. для известного устройства (кривые 1 и 2) и для предлагаемого устройства, реализующего способ (кривые 3 и 4), позволяет сделать вывод, что при возрастании длительности фронта нарастания () имеет место существенное увеличение абсолютного значения зависимости Ј для известного устройства(кривая 2) в отличие от аналогичной кривой (4) для предлагаемого. Величина абсолютного значения зависимости t однозначно связана с точностью определения временных положений сигналов данным устройством, т. е. чем меньше указанное значение, тем выше точность определения.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность определения временных положений сигналов не менее чем в три раза по сравнению с известным за счет принципиально нового метода формирования требуемых корректур AI , эффективно подавляющих погрешность измерения, вызванную не только амплитудным разбросом регистрируемых сигналов, но и флюктуаци- ями последних по длительности фронта нарастания.

Формула изобретения 1. Способ определения временных положений сигналов, основанный на коррекции момента пересечения фиксируемым сигналом постоянного порогового уровня путем формирования с указанного момента серии импульсов с заданным в ней числом импульсов, в положение которых на временной оси вносится дополнительная поправка, значение которой однозначно связано с

0

5

0

5

0

5

величиной амплитуды входных сигналов, и в качестве временного отсчета принимается временное положение последнего импульса серии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения в условиях флюктуации как амплитуды, так и длительности фронта нарастания регистрируемых сигналов, величина поправки, вносимой во временное положение каждого импульса формируемой серии, устанавливается пропорционально крутизне фиксируемых сигналов.

2. Устройство для определения временных положений сигналов, содержащее первую входную шину, пороговый дискриминатор, первый выход которого соединен со своим же первым входом, а также через конденсатор с шиной опорного напряжения и катодом варикапа, второй выход - с первым входом селектора-формирователя импульсов, а второй вход - с первым выходом селектора-формирователя импульсов, второй выход которого соединен с выходной шиной, а второй вход-с второй входной шиной, анод варикапа соединен с общей шиной, отличающееся тем, что в него введены дискриминатор нижнего уровня, дискриминатор верхнего уровня, второй элемент задержки и преобразователь время-амплитуда, причем первая входная шина соединена с входом дискриминатора верхнего уровня и через последовательно соединенные дискриминатор нижнего уровня и второй элемент задержки - с третьим входом порогового дискриминатора и первым входом преобразователя время-амплитуда, второй вход которого соединен с выходом дискриминатора верхнего уровня, а выход - с шиной опорного напряжения.

:,2

Изобретение может быть использовано в системах обработки импульсных сигналов. Способ заключается в коррекции момента пересечения сигналом постоянного порогового уровня, формировании с этого момента серии импульсов, в положение которых на временной оси вносится поправка, значение которой связано с амплитудой сигнала. Формирование величины поправки пропорционально крутизне фиксируемого сигнала позволяет повысить точность способа в условиях флюктуации амплитуды и длительности фронта входного сигнала. Устройство определения временных положений сигналов содержит две входные шины 1 и 2, пороговый дискриминатор 9, шину 3 опорного напряжения, элемент 6 задержки, конденсатор 10, варикап 11, селектор-формирователь 12 импульсов и выходную шину 13. Введение дискриминаторов 4 и 5 нижнего и верхнего уровней, элемента 8 задержки и преобразователя время-амплитуда позволяет повысить точность устройств в условиях флюктуации амплитуды и фронта входного сигнала. 2 с.п. ф-лы, 3 ил. (Л с