Устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости Советский патент 1979 года по МПК G01S9/44 G01R23/02 

I

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости потоков в азродинамических системах.

Известно устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости, содержащее N каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр и ключ, при этом входы полосовьи фильтров и выходы ключей всех каналов соединены между собой и являются соответственно входом и выходом устройства, а второй выход полосового фильтра каждого из каналов соединен с входом формирователя стробов 1.

Данное устройство имеет невысокую точность и сложную конструкцию.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства.

Для зтого в устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости, содержащее N каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр и ключ, при этом входы полосовых фильтров и выходы ключей всех каналов соединены между собой и являются соответственно входом и выходом устройства, а второй выход полосового фильтра каждого из каналов соединен с входом формирователя стробов, введены элементы N И-НЕ, (N + 1) И-НЕ и управляемый инвертор, а в каждый из каналов введены два элемента 2И-НЕ, элемент 5И-НЕ, инвертор и блокирующий ключ. Выход формирователя стробов каждого канала через элемент 5И-НЕ соединен с вторым входом ключа, первыми входами элементов 2И-НЕ своего канала и с вторым и третьим входами элементов 5И-НЕ соответственно предыдущего и последующего каналов и с входами элемента N И-НЕ. Вторые входы элементов 2И-НЕ каждого из каналов соединены межд собой и подключены соответственно к выходам элемента (N + 1) И-НЕ и элемента N И-НЕ. Выходы элементов 2И-НЕ каждого из каналов соединены соответственно с четвертым и пятым входами элемента 5И-НЕ своего канала. Второй выход полосового фильтра каждого канала соединен с первым входом блокирующего ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 2И-НЕ своего канала. Выход фор-.

мирователя стробов каждого из каналов через инвертор соединен с соответствующим входом элемента (N + 1)И-НЕ, выход элемента N И-НЕ через управляемый инвертор соединен с соответствующим входом элемента (N + 1)И-НБ. Выходы блокирующих ключей соединены между собой и подключены к корпусу устройства, Формирователь стробов выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного селектора и детектирующею каскада, при этом вход ампли- тудного селектора является входом формирователя стробов, а выход детектирующего каскада его выходом.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Устройство для обработки сигналов содержит полосовой фильтр 1, ключ 2, формирователь 3 стробов, элементы NH-HE 4, элементы (N + 1)И-НЕ 5, управляемый инвертор 6, блокирующий ключ 7, амплитудный селектор 8, детектирующий каскад 9, элементы 2И-НЕ 10, элементы 5Й-НЕ 11, элементы 2И-НЕ 12 и инвертор 13.

Предлагаемая схема работает следующим образом.

В исходном состоянии (в отсутствие входного сигнала) с выходов полосовых фильтров 1 сигналы не поступают и на выходах формирователей 3 устанавливаются логические нули, на выходах всех элементов 5И-НЕ 11 - логические единицы, а на выходе элементов NH-HE 4 - логический нуль, который инвертируется управляемым инвертором 6 в логическую единицу и . вместе с инвертированнь1ми логическими нулями с выходов формирователей 3 стробов поступает на входы элементов (N + 1)И-НЕ 5, на выходе которых образуется логический нуль, который образует на выходах всех элементов 2И-НЕ ГО логические единицы. Логический нуль с выхо да элементов N И-НЕ 4 образует на выходах всех элементов 2ИНЕ 10 логические единицы, которые закрывают блокирующие ключи 7, после чего последние не влияют на прохождение сигнала через полосовые фильтры 1. Логические единицы с выходов элементов 5И-НЕ 11 держат в закрытом состоянии ключи 2.

С приходом входного сигнала частоты Допплера (фиг. 2а) на выходе соответствующего полосового фильтра 1 появляется полезная составляющая сигнала (фиг, 26). В том из полосовых фильтров 1, частота которого наиболее соответствует дошшеровской, экстремальное значение полезной составля1рщей наибольшее, а следовательно, сигнал на его выходе раньше достигает уровня формирования строб-импульса UQ (фиг. 26) формирователем 3 (уровни формирования всех формирователей 3 одинаковы). Уровень задается в амплитудных селекторах 8, и по UQ формируется стандартный импульсный сигнал (фиг. 2в). Этот сигнал, продетектированный соответствующим детектирующим каскадом 9, является выходным для формирователя 3. Таким образом, на формирователе 3, соответствующем полосовому фильтру 1, собственная частота которого наиболее близка допплеровской, образуется строб-импульс с выходным уровнем, соответствующим логической единице (фиг. 2г).

На всех входах элемента 5И-НЕ И появляются логические единицы, а на его выходе - логический нуль (фиг Зд). Этот нуль, поданный на управляющий вход своего ключа 2, открьшает его и обеспечивает проход сигнала с выхода полосового фильтра 1 на выход блокирующего ключа 7 (фиг. 2е). Этот же нуль, поданный на .вход элементов N И-НЕ 4,создает на его выхо де логическую единицу. Логическая единицы с вькода формирователя 3, инвертированная в логический нуль инвертором 13, подается на вход элемента N К-НЕ 4 , на выходе которого образуется логическая единица. Логические единицы с выходов элемента N И-НЕ 4 и (N + I) И-НЕ 5 подаются на вторьге входы соответственно всех элементов 2И-НЕ 10, 12. Поскольку на первых входах элементов 2И-НЕ 10, 12 уже присутствует логический нуль элемента 5И-НЕ 11, на его выходах, как и в исходном состоянии остается логические единицы, которьге не влияют на прохождение сигнала с выхода полосового фильтра 1 на выход блокирующего ключа 7.

В то же время к моменту появления логических единиц на вторых входах элементов 2И-НЕ 10, 12 на выходах остальных элементов 5И-НЕ 11 (кроме одного) присутствуют логические единицы. На входы всех элементов 2И-НЕ 10, 12, за исключением одного, подаются логические единицы, вызывающие на их выходах логические нули,.которые будучи поданными на четвертые и пятые входы соответствующих элементов 5И-НЕ II ставят на их выходах логические единицы.

Таким образом, в течение прохождения на выход блокирующего ключа 7 сигнала с выхода полосового фильтра 1, который первым превышает порог DO, невозможно прохождение какого-либо другого сигнала.

Если строб-импульсы возникают в двух формирователях 3 одновременно, что возможно, если допплеровская частота соответствует пересечению частотных характеристик полосовых фильтров 1, логический нуль, открывающий соответствующий ключ 2, появляется на выходе только одного из соседних элементов 5И-НЕ 11 ПК как последние включены по своим выхо5дам и вторым и третьим входам в триггерном режиме и лотический нуль может остаться на выходе только одного из сосещшх элементов 5И-НЕ11. В момент прохождения полезной составляющей на выходах соответствующих полойевых фильтров 1 появляются низкочастотные отклики, вызванные действием низкочастотной составляющй входного сигнала (фиг. 2ж, з). По окончании пропускания сигнала с полосового фильтра 1 (фиг. 2 д, е) на выходе элемента N И-НЕ 4 восстанавливается логический нуль. В то же время отклики формируют на выходе соответствующих формирователей 3 строб-импульсы (фиг. 3 и,к), которые, инвертированные соответствующими из инверторов 1 в логические нули и поданные на входы злемен тов (N + 1) И-НЕ 5, поддерживают на его выходе логическую единицу. Поскольку теперь на выходах всех элементов 5И-НЕ 11 присутствую логические единиЩ), на выходах элементов 2ИНЕ 10 - также единицы, как и в исходном со- стоянии, а на выходах всех элементов 2И-НЕ 12 - логические нули, которые поддерживают логические единицы на выходах всех элементов 5И-НЕ 11. Поскольку в этом случае все ключи 2 закрыты, отклики не могут пройти на выход устройства. По окончании наиболее продолжительного отклика устройство вернется в исходное состояние. Независимо от величины диапазона обрабатываемых частот предлагаемое устройство пропускает только полезную составляющую входного сигнала. Блокирующие ключи 7 управляются сигналами с выходов элементов 2И-НЕ 12, т. е. в мо мент прохождения на выход сигнала с полосово го фильтра 1 на выходе всех элементов 2И-НЕ 12 (кроме одного) устанавливаются логические нули, которые открьтают блокирующие ключи 7 (кроме одного). Соответствующие полосовые фильтры 1 закорочены на корпус, что приводит к исчезиовению или, по крайней мере, к значительному снижению уровня, а значит и протяженности, откликов (фиг. Зи). В предложе1аюм устройстве повышается точ HOCTj) обработки. Фо рмула. изобретения 1. Устройство для обработки сигналов дошшеровского измерителя скорости, содержащее N 0 каналов, каждый из которых содерж1п последовательно соединенные полосовой фильтр и ключ, при этом входи полосовых фильтров и выходы ключей всех каналов соединены между собой и являются соответственно входом и выходом устройства, а второй выход полосового фильтра каждого из каналов соединен с входом формирователя стробов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упроще1шя устройства, введены элементы N И-НЕ, (N + I) И-НЕ и управляемый инвертор, а в каждый из каналов введены два элемента 2И-НЕ, элемент 5И-НЕ, инвертор и блокирующий ключ, при этом вькод формирователя стробов каждого канала через элемент 5И-11Е соединен с вторым входом ключа, первыми входами элементов 2И-НЕ своего канала и с вторым и третьим входами элементов 5И-НЕ соответственно предыдущего и последующего каналов и с входами элемента N И-НЕ, вторые входы элементов 2И-НЕ каждого из каналов соединены между собой и подключены соответственно к выходам, элемента (N + 1) И-НЕ и элемента N И-НЕ, выходы элементов 2И-НЕ каждого из каналов соединены соответственно с четвертым и пятым входами элемента 5И-НЕ своего канала, второй выход полосового фильтра каждого канала соединен с первьгм входом блокирующего ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 2И-НЕ своего канала, выход формирователя стробов каждого из каналов через инвертор соединен с соответствующим входом элемента (N + 1) И-НЕ, выход элемента N И-НЕ черзе управляемый инвертор соединен с соответствующим входом элемента (N + 1) И-НЕ, а выходы блокирующ 1х ключей соединены между собой и подключены к корпусу устройства. 2. Устройство по п. 1,отличающеес я тем,, что формирователь стробов выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного селектора и детектирующего каскада, при этом вход амгоштудного селектора является входом формирователя стробов, а выход детектирующего каскада - его выходом Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2483055/09, кл. G 01 S 9/44, 06.05.77 (прототип).

а

пппппппп

Ь

жшпшиш

f

-

ж

3

и

ч;2±;.

HiL

1