Квазикорреляционный анализатор Советский патент 1980 года по МПК H03K5/22 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может найти применение в отрасли пьезотехники.,

Известно устройство для измерения несущей частоты колебательных объектов , включающее усилитель промежуточной частоты, ограничитель, частотный дискриминатор, видеоусилитель, переключатель видеоимпульсов, инвертор, О линию задержки, импульсный модулятор, амплитудный модулятор, перестраиваемый генератор, интегратор, эквивалент инвертора, устройство выделения общей постоянной составляющей, видеодетек- Ц торы, устройство выделения уровня измеряемого сигнала, частотомер, схему управления fl Определение несущей частоты колебательных объектов в известном уст- 20 ройстве производят путем выделения огибающей радиоимпульсов и залолнения полученных видеоимпульсов частотой от опорного генератора. Однако для радиоимпульсов малой длительное- 25 ти (0/1-3 МКС) с частотой заполнения до 1600 МГц выделение огибаквдей сопровождается большими погрешностями, что требует учета амплитуды сигнала на выходе частотного дискрими- 30

натора не только от несущеП частоты радиоимпульса, но и от его длительности .

Наиболее близким техническим ре - шением к данному является устройство для исследования автокорреляционной функции кратковременных бинарных процессов, содержащее цифровой управляемый блок задержки, блок управления, генератор тактовых импульсов, источник постоянного напряжений, генератор пилообразного напряжения, электронно-лучевой индикатор, аналоговую линию задержки, знакосочетательный коррелометр, переключатель 2j .

Недостатком этого устройства является то-, что оно не позволяет обеспечить дискретизацию во времени аналогового, сигнала, представляющего собой радиоимпульс малой длительности и высокой частоты заполнения, а также получить точной крпии широкополосного радиоимпульса на выходе аналоговой линии задержки.

Цель настоящего изобретения - расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигает;ся тем, что в квазикорреляционный анализатор.

содержащий генератор импульсов, первый выход генератора импульсов подключен к первому входу счетчик экстремумов через последовательно соединенцые фильтр, широкополосный усилитель, детектор и блок вьвделения экстремума, второй выход генератора импульсов соединен со вторым входом счетчика экстремумов и первым входом измерителя временных интервалов второй вход которого подключен к выходу счетчика экстремумов и первому входу генератора импульсов, первый выход которого соединен с третьим входом измерителя временных интервалов, выход которого соединен со вторым входом генератора импуль-. сов.

На фиг. 1 представлена блок-схем устройстваJ на фиг. 2 - возможный вид аналого-автокорреляционной функции АСС) . :

Анализатор содержит генератор 1 импульсов прямоугольной формы с изменяемой длительностью, первый выход которого подключен к испытуемому фильтру 2 и к третьему входу измерителя 3 временных интервалов, фильтр 2 соединен с широкополостным усилителем 4, который через детекто 5 соединен с блоком б выделения эксремума, который подключен к первому входу счетчика 7 экстремумов, второ вход которого соединен со вторым выходом генератора 1 импульсов и первым входом измерителя 3 временны интервалов. Выход счетчика 7 подключен ко второму зходу измерителя 3 временных интервалов и ко второму входу генератора 1 импульсов. Выхо измерителя- 3 временных интервалов соединен с первыг/i входом генератора 1 импульсов.

Квазикорреляционный анализатор работает следующим образом.

Прямоугольный импульс с изменяемой длительностью с выхода генератора 1 подается на испытуемый фильтр 2, отклик которого, усиленный широкополосным усилителем 4, подается на вход.детектора. На входе блока 6 выделения экстремума получгшт аналог автокорреляционной функции, аргмент которой изменяется линейно с изменением длительности прямоугольного импульса.

Отметим, что на выходе детектора 5 получают напряжение, велтичина которого определяется длительностью входного импульса или сдвигом реакции от переднего фронта относит ельно реакции от заднего фронта {аналог автокорреляционной функции).. Сигнал на выходе детектора 5 будет иметь следующий вид:

A(T)f//U,(i;c)N(t)fd-fc, (О

где Uj,(t,t)- отклик 2 на входной сигнгш; N{t) - помеха, представляющая

собой.стационарный эргодический случайный процесс ;

С - длительность возбуждающего прямоугольного импульса, или сдвиг реакции от переднего фронта относительно реакции от заднего фронта; Act)- аналог автокорреляционной функции.

С некоторой погрешностью, несущественной для случая, когда интересующим является лишь периодичность функции А СС) , ее молсно представить так, как она изображена на фиг. 2. Функция Act) достигает экстремумов (max, min) npnTtUJ t., где CD 0 несущая частота фильтра. При изменении длительности прямоугольного импульса подсчитывают число экстремумов функции Act) и при определенном их количестве 2П-40 (обычно в отклике фильтра содержится 20-30 периодов несущей частоты) процесс изменения длительности прямоугольного импульса останавливают и фиксируют его величину. При этом получают период несущей частоты

т- ( + ().

tUo ,. At

in

где At- погрешность определения 2П экстремума. Из выражения (2) видно, что погрешность определения TO уменьшается в 2 п раз. Если погрешность определения экстремума при равна 10, то при (п - число периодов) она уменьшается соответственно до А 0,25 . Длительность прямоугольного импуль- .

са может быть измерена путем статистической обработки с погрешностью более высокого порядка, чем погрешности определения 2 Hi экстремума ансшога автокорреляционной функции.

Суммарная погрешность измерения определяется выражением:

.

где Е. - погрешность определения

экстремума функции , -пр- погрешность измерения пря моугольного импульса. Для того, чтобы необоснованно не увеличивать число выборок при статической обработке прямоугольного импульса в измерителе временных интервалов, необходимо выбирать число выборок так, чтобы пр было лишь несколько менее б . Выходной сигнал с детектора 5 подают на блок б выделения экстремума, которы вырабатывает импульсы в моменты достижения экстрег ма (max ,или П11п)выход ным сигналом с детектора 5. Эти импульсы подаются на счетчик 7 экстремумов , который при определенном их количестве 2 п-40 вырабатывает сигна запрещающий дальнейшее изменение(уве личение) длительности пpямoyгoль ioг импульса и запускает измеритель 3 временных интервалов. Как только измеритель временных интерваловнакопит определенное число выборок, на его выходе появится сигнал, который остановит процедуру измерения и после того, как результат измерения будет зафиксирован, измеритель выработает сброс, который вернет в начальное состояние генератор 1 импульсов , В точке исходного состояния на втором выходе генератора 1 появит ся сигнал,который обнулит счетчик 7 экстремумов и измеритель 3 временных интервалов. После того, как в держатель четырехполюсника вставлен другой анализируемый фильтр, устройства пускают кнопкой пуск на входе генератора 1 импульсов. изобретения Квазикорреляционный анализатор, содержащий генератор импульсов, отличающий ся тем, что, с целью расщирения диапазона измерения, первый выход генератора импульсов подключен к первому входу счетчика экстремумов через последовательно соединенные фильтр, широкополосный усилитель, детектор и блок выделения экстремума, второй выход генератора импульсов соединен с вторым входом счетчика экстремумов и первым входом щзмерителя временных интервалов, второй вход которого подключен к выходу счетчика экстремумов и первому входу генератора импульсов, первый выход которого соединен с третьим входом измерителя временных интервалов, выход которого соединен со вторым входом генератора импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1/-Авторское свидетельство СССР № 486276, 01 R 23/06,25,01.71. 2.Авторское свидетельство СССР f 541176, {V 06 F 15/34, 18.12.74 (прототип)