Устройство для измерения временногопОлОжЕНия иМпульСА Советский патент 1981 года по МПК G01S3/10 G04F10/00 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в сис темах точного времени для синхронизации сигналов с помощью радиотехнических средств. По основному авт.св. № 576553 известно устройство для измерения временного положения импульса, содержащее .последовательно соединенные полосовой фильтр, режекторный фильтр блок формирования отсчетной точки и регистратор, последовательно соединенные анализатор знака рассогласования параметров сигнала, накопитель и коммутатор, причем вход анализатора знака рассогласования параметров сигнала соединен с выходом блока формирования отсчетной точки,выход коммутатора соединен с управляющим входом блока формирования отсчетной точки, а управляющие входы анализатора знака рассогласования параметров сигнала и коммутатора соединены с соответствующими выходами регистра тора 1} , Однако известное устройство имеет недостаточную точность измерения в широком диапазоне изменения уровня входных сигналов. Цель изобретения - повышение точности измерения в широком диапаЭоне изменения уровня входных сигналов. Для этого в устройстве для измерения временного положения импульса, содержащем последовательно соединенные полосовой фильтр, режекторный фильтр, блок формирования отсчетной точки и регистратор,последовательно соединенные анализатор знака рассогласования параметров сигнала, накопитель и коммутатор, причем вход анализатора знака рассогласования параметров сигнала соединен с выходом блока формирования отсчетной точки, выход коммутатора соединен с управляющим входом блока формирования отсчетной точки, а управляющие входы анализатора знака рассогласования пара ютров сигнала и коммутатора соединены с соответствукадими выходами регистратора, выход режектррного фильтра соединен с эходом блока формирования отсчетной точки через регулируемый аттенюатор,. управляющий вход которого соединен с выходом коммутатора,кроме того, выход регулируемогоаттенюатора соединен с вторым входом анализатора знака рассогласования параметров сигнала, а соответствующий выход регистратора соединен с управляющим входом накопителя.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит полосовой фильтр 1, режекторный фильтр 2,блок 3 формирования отсчетной точки, регистратор 4, анализатор 5 знака рассогласования параметров сигнала, накопитель 6, коммутатор 7 и регулируемый аттенюатор 8.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал 9 (фиг.2а) и помеха поступают на полосовой фильтр 1 и режекторный фильтр 2, где помеха фильтруется, и далее на блок 3, где сигнал 9 преобразуется в разнополярный сигнал 10 (фиг.26).

При изменении параметров любого из элементов приемопередающего тракта в отдельности, или вместе взятых на выходе блока 3 образуется сигнал рассогласования 11 {фиг.2в), Y которого амплитуды стробируемых полуволн 12 и 13 не равны между собой На вход анализатора 5 поступает разнополярный ради:1)сигнал 10 (фиг.26), CTpo6Hpye vibie полуволны 12 и 13 которого являются информативными. На второй вход анализатора поступают стробы 14 и 15 (фиг.2г), по времени совпадающие с максимума полуволн 12 и 13.- Если последние не равны по амплитуде, то отстробированные выборки 16 и 17 (фиг.2д) после накопления в том из накопителей 6, на который поступают те же стробы 14 и 15, что и в анализатор 5,дают знаковую информацию о рассогласовании параметров полуволн 12 и 13, которая через коммутатор 7 поступает на управляющий вход блока 3 формирования отсчетной точки для коррекции параметров сигнала.

Одновременно с выхода режекторного фильтра 2 на третий вход анализатора 5 поступает сигнал 9 (фиг.2а) , положительная полуволна 18 которого совпадает со стробом 14. На выходе анализатора 5 образуются выборки 1 (фиг.2е), амплитуда которых изменяется при перемещении объекта, прш1ем для каждой из передающих станций по-разному. Полученные выборки поступают на соответствующие накопители 6, коммутируемые по командам регистратора 4 в соответствии с временной диаграммой приходящих сигналов от каждой из станций. Накопленные напряжения соответствуют .уровням входных сигналов каждой из передающих станций. Эти напряжения стробируются на всю пачку сигналов каждой

станции коммутатором 7 и поступают . в регулируемый аттенюатор 8 для регулировки уровня пачки сигналов на входе блока 3 формирования отсчетной точки, вследствие чего исключается возможность появления нелинейных искажений, улучшается точность коррекции параметров сигнала и, следовательно, точность измерения временных интервалов. Количественные оценки получим для обычно встречающихся нелинейных искажений, выражающихся при наблюдении на экране электронно-лучевой трубки неодинаковостью положительных и отрицательных ординат огибающей входного сигнала. В этом случае можно считать, что на вход блока 3 формирования отсчетной точки, кроме полезного сигнала 9, подается некоторое колебание S- (t) , не равное нулю (фиг. За), например, лишь при положительных значениях е (t), при этом, если e(t) S(t)sin (lUt + Ф) ,

где S(t) - огибающая, то

&(t)ro,5EH(t))sin(Lot4.9)7 ..

здесь Ен(1) - медленно меняющаяся в пределах переднего фронта функция.

.Выходное напряжение блока 3 формирования отсчетной точки будет теперь кроме полезной составляющей содержать еще и обусловленную нелинейностью однополярную пульсирующую с периодом ZQ 0,5т, где Т - период высокой частоты сигнала, составляющую (фиг.36)

(t) e(t--Z) + ke, (t) .

При отсутствии нелинейностей амплитуды полуволн 12 и 13 сформированного сигнала 10 равны.

Если же величина Е составляет всего 1% от ординаты 18, то уход временного положения отсчетной точки 5 составляет д t, 0,2То, что для

частоты 100 Гц составляет 2 мкс, или соответствует понижению надежности устранения многозначности примерно с 0,99 до 0,92.

Введение автоматической регулировки уровня сигнала позволяет понизить нелинейность до 0,1%, что приводит к уменьшению временного ухода отсчетной точки с 2-х до 0,2 мкс.

Формула изобретения

Устройство для измерения временного положения импульса по авт,

0 ев. № 576553, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне изменения уровня входных сигналов, выход режекторного фильтра соединен с входом блока формирования отсчетной точки через регулируемый аттенюатор, управляющий вход которого соединен с выходом коммутатора, кроме того, выход регулируемого аттенюатора соединен с вторым входом анализатора знака рассогласования параметров сигнала, а соответствующий

выход регистратора соединен с управляющим входом накопителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 576553, кл. G 01 S 3/10, 1976 (прототип).