Импульсно-фазовое следящее устройство Советский патент 1979 года по МПК G02B11/00 

Предполагаемое изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в радиолокации и радионавигации.

Известны фазоследящие устройства, содержащие блок слежения за фазой и последовательно соединенные фазовращатель, фазосдвигатель на 90 и фазовый детектор, подключенный другим входом ко входу устройства, управляющий вход фазовращателя через фильтр нижних частот подключен к выходу чувствительного элемента блока слежения за фазой 1.

Известны также фазоследящие устройства, содержащие аналогичный блок слежения за фазой и блок анализа, подключенный к выходу чувствительного элемента (ЧЭ) и управляющий ключом, который отключает выход ЧЭ от входа исполнительного устройства при наличии Синхронизма для уменьшения флюктуационных погрешностей и снижения вероятности срыва сопровождения 2

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является импульсно-фазовое следящее устройство, содержащее блок слежения за фазой, первый вход

которого совместно с первым входом первого счетчика времени подключен к выходу опорного генератора, а выход подключен к первому входу первого блока сравнения, входу синфазного детектора и входу делителя частоты, выход которого подключен ко второму входу первого счетчика времени и первому входу счетчика-интегратора, второй вход которого соединен с выходом синфазного детектора, а выход подключен к первому входу триггера 3.

Недостаток всех вышеупомянутых устройств заключается в том, что невозможно отличить состояние наличия синхронизма от состояния ложных тревог, так как в этих устройствах при срабатывании счетчика-интегратора от щумов (ложная тревога) отсчет будет разрещен и значение выходного сигнала блока слежения пройдет на выход схемы сравнения.

При использовании устройства в приемоиндикаторах импульсно-фазовых радионавигационных систем, например, типа Лоран-С, это приведет к неверному определению объектом его местоположения.

Кроме того, скорость съема отсчета постоянна,определяется емкостью первого счетчика времени, задающего время анализа, и не зависит от достоверности отсчета.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности и быстродействия устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные дискретизатор помех, вычислитель, второй блок сравнения, а также два элемента ИЛИ и второй счетчик времени, первый которого соединен с выходом делителя частоты, второй вход - с выходом первого элемента ИЛИ, третий вход - с выходом опорного генератора, а выход подключен к первому входу второго блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом вычислителя, а выход подключен ко второму входу первого блока сравнения, третьему входу первого счетчика времени и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом счетчика-интегратора, вторым входом триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом триггера, первый вход дискретизатора помех соединен с входом устройства, второй вход подключен к выходу делителя частоты, а выход соединен с входом вычислителя.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит опорный генератор 1, подключенный к опорному входу блока слежения за фазой 2 и, счетному входу первого счетчика времени 3. Сигнальный вход блока слежения 2 совместно с сигнальным входом синфазного детектора 4.подключен ко входу устройства, а опорный вход синфазного детектора 4 совместно со входом делителя частоты 5 подключен к выходу блока слежения 2. Выход синфазного детектора 4 подключен к счетному входу счетчика-интегратора 6, вход запуска которого подключен к выходу делителя частоты 5. Вход запуска триггера 7 подключен к выходу счетчика-интегратора 6. Выход триггера 7 подключен к входу первого блока сравнения 8 через последоваельно соединенный первый элемент ИЛИ 9, второй счетчик времени 10 и второй блок сравнения 11, вход которого подключен к входу устройства через последовательно соединенные дискретизатор помех 12 и вычислитель 13, вход дискретизатора 12 подключен к выходу делителя частоты 5, вход первого блока сравнения 8 подключен к выходу блока слежения 2, вход запуска второго счетчика времени 10 подключен к выходу делителя частоты 5, а счетный вход - к выходу опорного генератора 1.

Выход второго блока сравнения 11 через второй элемент ИЛИ 14 подключен к ходам установки на нуль счетчика-инегратора 6, триггера 7 и к входу

первого элемента ИЛИ 9, вход второго элемента ИЛИ 14 подключен к выходу первого счетчика времени 3.

Напряжение опорного генератора 1 поступает на блок слежения 2, на сигнальный вход которого поступает смесь радиоимпульсов и помех. На выходе блока слежения 2 имеется последовательность импульсов, временное положение которых совпадает с нулями фазы высокочастотного заполнения сигнального радиоимпульса и флюктуирует вследствие помех. С помощью делителя частоты 5 задается момент начала анализа состояния блока слежения 2. С помощью первого счетчика времени 3 задается момент окончания анализа состояния блока слежения за фазой 2.

Первый импульс выхода делителя частоты 5 запускает первый счетчик времени 3 и счетчик-интегратор 6. Счетные импульсы с выхода опорного генератора 1 начинают поступать на вход счетчика времени 3, а импульсы с выхода синфазного детектора 4 - на счетчик-интегратор 6. Через время анализа, определяемое емкостью первого счетчика времени 3, принимается рещение о том, находится ли блок слежения за фазой 2 в состоянии синхронизма или нет, и осуществляется переход к новому циклу анализа путем сброса в нуль соответствующих блоков. При наличии синхронизма или ложных тревогах число импульсов на выходе синфазного детектора 4 максимально. Эти импульсы переполняют счетчик-интегратор б и его выходной импульс воздействует на триггер 7, изменяя его состояние. Выходной сигнал триггера 7 воздействует на второй счетчик времени 10, останавливая его. Запуск второго счетчика времени 10 начинается одновременно с запуском первого счетчика времени 3, и его заполнение производится теми же счетными импульсами. Дискретизатор помехи 12 с помощью опорных импульсов формирует пробы шума, которые поступают в вычислитель 13, где по известным соотношениям вычисляется дисперсия помех бг,. На этот блок поступает также информация от внешних устройств о приблизительном местоположении объекта. В вычислителе 13 определяется априорное значение амплитуды сигнала А по известной зависимости А f (D), где D - дальность. В соответствии с -, известной емкостью счетчикаинтегратора 6, вероятностями ложных тревог и правильного обнаружения находится априорное значение числа проб п, т. е. априорное значение Тапр fiTcn , где Теп - период следования сигнальных импульсов. В втором блоке сравнения 11 величина Тапр сравнивается со временем, зафиксированным вторым счетчиком времени 10 -Тд. Если они примерно равны, на выходе второго блока сравнения 11 вырабатывается сигнал разрешения отсчета, который прекращается перед новым циклом анализа путем сброса. Если Т(,пр Тд то это значит, что синхронизма нет, и срабатывание триггера 7 произошло из-за шумов. Тогда вычислителем 13 вырабатывается импульс, сбрасывающий соответствуюш.ие блоки, а с второго блока сравнения 11 на вход первого блока сравнения 8 импульс не поступает, т. е. отсчет запреш.ен. Затем выясняется, имеет, ли место синхронизм, или срабатывание триггера 7 обусловлено шумами. Благодаря наличию связи блока второго сравнения 11 с входом сброса первого счетчика времени 3, а через второй элемент ИЛИ 14 - с входами установки на нуль счетчика-интегратора 6, триггера 7 и второго счетчика времени 10 - новый цикл анализа может начаться сразу после того, как отсчет признан недостоверным из-за шумов.

Достоинством предполагаемого изобретения является повышение достоверности отсчета путем отбрасывания недостоверных отсчетов и следовательно, повышение надежности определения местоположения объекта.

Кроме того, благодаря возможности распознавания ситуаций ложных тревог и синхронизма, полученной вследствие введения новых блоков и связей, можно снизить время анализа, т. е. увеличить скорость отсчета без снижения надежности.

Увеличение скорости отсчета при использовании фазоследящего устройства совместно с автономными средствами при их корректировке позволяет снизить требования к скорости их ухода, следовательно, применять менее точные и более дешевые автономные средства.

Формула изобретения

Импульсно-фазовое следяш.ее устройство, содержащее датчик фазы, первый вход

которого и первый вход первого счетчика времени подключен к выходу опорного генератора, а выход подключен к первому входу первого блока сравнения, входу синфазного

детектора и входу делителя частоты, выход которого подключен ко второму входу первого счетчика времени и первому входу счетчика-интегратора, второй вход которого соединен с выходом синфазного детектора, а

выход подключен к первому входу триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит последовательно соединенные дискретизатор помех, вычислитель, второй блок сравнения, два элемента ИЛИ и

5 второй счетчик времени, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты, второй вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, третий вход соединен с выходом опорного генератора, а выход подключен к первому входу второго блока сравне0ния, второй вход которого соединен с выходом вычислителя, а выход подключен ко второму входу первого блока сравнения, третьему входу первого счетчика времени и первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом счетчика-интегратора, вторым входом триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом триггера, первый вход дискретизатора помех соединен с входом устройства, второй

0 вход подключен к выходу делителя частоты, а выход соединен с входом вычислителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 325674, кл. Н 04 В 3/04, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 474756, кл. G 01 R 23/00, 1974.

3.Патент США № 3577178, кл. 324-83 D 1973.

SxoS