Устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости Советский патент 1981 года по МПК G01S13/58 G01R23/02 

1

I

Изобретение относится к ргшиолокации, может использоваться для обработки сигналов допплеровскогр измерителя скорости потоков в аэроди- . намических системах.

.По основному авт.св. № 697940 известно 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 кана«лов соединены между собой и являются соответственно входом и выходом устройства, а второй выход полосового фильтра каждого из каналов соеди.нен с входом формирователя стробов, ajfieменты НИ-НЁ, (М+1)И-НЕ и управляемый инвертор, а в. каждом из каналов гдва элемента 2И-НЕ, элемент SH-HJS, инвертор и блокирующий ключ, при этом выход формирователя стробов каждого канала через элемент 5И-НЕ соединен с вторым входом ключа, первыми входёили элементов 2 И-НЕ своего канала и с вторым и третьим входгшш элементов 5И-НЕ соответственно предыдущего и последующего каналов и с входами элемента НИ-НЕ, вторые

входы элементов 2И-НЕ каждого из ка- . налов соединены между собой и подключены соответственно к выходам, элемента (М+1)И-НЕ и элемента ЫИ-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 сое10динен с первым входом блокирующего ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 2И-НЕ своего канала,выход формирователя стробов каждого из каналов через ин15вертор соединен с соответствующим входом элемента (М+1)И НЕ, выход элемента МИ-НЕ через управляемый инвертор соединён с соответствующим входом элемента (М+1)И-НЕ, выходы блокирующих

20 ключей соединены между собой и подключена к корпусу устройства, а форMHpoBaTejjb стробов выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного селектора и детектирующего кас25када , при этом вход амплитудного селектора является входом формирователя стробов, а выход детектирующего каскад его выходом 1 . . .,

Однако данное устройство имеет 30 недостаточное быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Для этого в устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости введены последовательно соединенные формирователь входного строб-импульса и дополнительный инвертор, выход которого соединен с (N+1). входом элемента iNH-HE, а вход формирователя входног строб-импульса соединен с общим входом устройства, а формирователь входного строб-импульса выполнен в виде последовательно соединенных формирователя прямоугольных импульсов , первого детектирующего каскада, инвертора и элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, к суммирующему входу которого подключен выход вт.орого элемента 2И-НЕ,первый вход которого соединен с выходом первого детектирующего каскада и певым входом третьего элемента 2И-НЕ: а второй вход второго элемента 2И-Н соединен с выходом генератора опорной частоты и вторым входом первого элемента 2И-НЕ, первый вход которог через элемент задержки соединен с вторым входом третьего элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к сбрасывающему входу реверсивного счетчика, выходы которого соединены с соотвётствуняцими входами элемента совпадения, выход которого соединен с входом второго детектирунадего каскада , выход которого является выходом формирователя входного строб-импульса, входом которого является вх формирователя прямоугольных импульсов.

.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вариан реализации формирователя входного строб-импульса; на фиг. 3 и 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг.1) содержит полосовые фильтры 1, ключи 2, формирователи 3 стробов, элемент NH-HE 4 элемент (N+1)H-HE 5, управляемый инвертор 6, блокирующие ключи 7, формирователь 3 содержит амплитудный селектор 8 и детектирующий каскад 9, элементы 2И-НЕ 10, элементы 5И-НЕ 11, элементы 2И-НЕ 12, инверторы 13, формирователь 14 входного строб-импульса и дополнительный инвертор 15.

Формирователь входного строб-импульса (фиг.2) содержит формирователь 16 прямоугольных импульсов, первый детектирующий каскад 17, инвертор 18, первый элемент 2И-НЕ 19, реверсивный счетчик 20, элемент 21 совпадения, генератор 22 опорной частоты, второй элемент 2И-НЕ 23, второй детектиругаций каскад 24, элемент 25 задержки и третий элемент 2И-НЕ 26.

Устройство работает следующим образом.

С приходом вхЬдного сигнала частоты Допплера (фиг.За), превышанвдег пороговый уровень на выходе соответствующих канальных инверторов 13 появляются строб-импульсы, вызванные действием полезной составляющей (фиг.З б,в) и низкочастотного отклика (фиг.Зе. ).

В течение строб-импульса от полезной составляющей, приходящего на управляемый инвертор б (фиг.З t ), сигнал с соответствующего полосового фильтра 1 проходит на выходе устройсва (фиг.Зк ). В это же время все остальные полосовые фильтры блокируются ключами 7 (фиг.З ц} . .Общая длительность времени блокирования (фиг.З и) определяется действием как строб-импульса сформированного от полезной составляющей (действующего на входе элемента МИ-НЕ 4 (фиг.З ч), так и строб-импульса,сформированного на выходе формирователя 14 входного строб-импульса, сформированного на выходе формирователя 14 входного строб-импульса (фиг.З г) и поступающего через инвертор 15 на (N+iy вход элемента МИ-НЕ 4 (фиг.За

Таким образом блокирование полосовых фильтров 1 (фиг.З и) происходит при наличии строб-импульсов, вызванных действием полезной составляющей (фиг.З б) и строб-импульса, сформированного от входного сигнала частоты Допплера (фиг. За,, t,., независимо от, прохождения полезной составляквдей на выход устройства. Поэтому сравнительно невелика продолжительность низкочастотных откликов, которая определяет длительность закрытого состояния устройства, поддерживаемое логической единицей на выходе элемента (N+1) И-НЕ 5 (фиг.Зj)

Таким образом уменьшается вероятность появления очередного радиоимпульса на входе устройства в момент присутствия указанной логической единицы на выходе элемента (М+1)И-НЕ 5, т.е. при использовании входного строб-импульса сокращается возможный пропуск входных сигналов, а следовательно, достигается поставленная цель - повышается быстродействие устройства.

Формирование входного строб-импульса .происходит следующим образом: входной сигнал частоты Допплера (фиг.4а) поступает на вход формирователя 14 входного строб-импульса, входом которого является вход формирователя 16, на выходе которого образуется пачка прямоугольных импульсов (фиг.4 5 ), проходящая затем через детектирукадиЯ каскад 17 (фиг.4 t Постоянная детектирования выбрана

таким образом, чтобы на высрких частотах f an (фиг.4 q) сформировать из пачки прямоугольных импульсов видеоимпульс. На нижних частотах fa (фиг. 4 с) пачка не. детектируется. Такая постоянная детектирования выбрана для того, чтобы не увеличивать длительность видеоимпульса. Для формирования видеоимпульса во всем диапазоне частот пачка прямоугольных импульсов заполняется последовательностью стандартных импульсов с выхода генератора 22 опорной частоты, период следования которых (фиг. 4 г- ) соответствует постоянной детектирования детектирукмцего каскада 17. В течение длительности прямоугольного импульса стандартная последовательность (фиг. 4 г. ) через элемент 2И-НБ 23, управляемый логической единицей с выхода детектирующего каскада 17,поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 20, а в течение паузы через элемент 2И-НЕ 19 управляемый логической единицей с инвертора 18 (соответствующей паузе с выхода детектирующего каскада 17) на вычитакиций вход реверсивного счетчика 20, который выполнен таким образом, чтобы последовательность импульсов, приходящая на вычитающий вход, воспринималась только тогда, когда в реверсивном счетчике 20 записано какое-то число, отличное от нуля. Поскольку длительность централ ного импульса прямоугольной последовательности может быть . больше периода допплеровской частоты (фиг.4 а,5,ь ), реверсивный счетчик

20сбрасывается по переднему фронту каадого импульса последова1тельности Сигнал сброса (фиг.4 е ) образуется

на выходе элемента 2И-НЕ 26, на первый вход которого поступают сигнал с выхода детектирукнцего каскада 17.(фиг.4 б), а на второй вход этот же сигнал, инвертированный инвертором 18 и задержанный элементом задержки 25 (фйг.4Э).

В реверсивном счетчике 20 во время действия радиоимпульса находится некоторое число (фиг.4 ), отличное от нуля за исключением момейтов прихода сбрасывающих импульсов, длительность которых не превьвцает длительности задержки элемента.задержки 25. В течение времени, когда число в реверсивном счетчике 20. отлично от нуля, на выходе элемента

21совпадения, рходы которого соединены с выходами реверсивного с етчика 20, образуется логическая единица (фиг.4 а). Выходной сигнал с элемента 21 сов падеиия постуйает на второй детектирующий каскад 24,постоянная детектирования которого выбрана в соответствии с длительностью задержки элемента 25 задержки. На выходе второго детектирующего каскада 24 образуется видеоимпульс (фиг.4 и ), который является выхоцHiiM сигналом формирователя 14 входного строб-импульса. Таким образом во всем диапазоне формируется стробимпульс, соответствующий длительности входного радиоимпульса, использование которого при блокировании полосовых фильтров позволяет достигнуть цели предлага емого изобретения повышения быстродействия.

5

Формула изобретения

1.Устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости по авт.св. В 697940, отли0чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены последовательно соединенные форми- рователь входного строб-импульса и дополнительнЕлй инвертор, выход которого соединен с (N+1) входом эле5мента МИ-НЕ, а вход формирователя входного .строб-импульса соединен

с общим входом устройства..

2.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что формиро0ватель входного строб-импульса выполнен в виде последовательно соединенных формирователя -прямоугольных импульсов, первого детектирующего каскада, инвертора и элемента 2И-НЕ,

5 выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, к суммирующему входу которого подключен выход второго элемента 2И-НЕ, первый вход которого соединен с вы-

0 ходом первого детектирующего каскгща и первым входом третьего элемента 2И-НЕ, а второй вход второго элемента 2И-НЕ соединен с выходом геиератрра опорной частоты и вторым входом первого элемента 2И-НЕ, первый

5 входкоторого, через элемент задержки соединен с вторьм входом третьего элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к сбрасывающему входу ревер0сивного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами элемента совпещения, выход которого соединен с входсм второго детектирующего каскада, выход которого является выходом форалирователя BxcSjj5ного строб-импульса, входом которого является вход формирователя прямоугольных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 1. Авторское свидетельство СССР 697940, кл. G 01 S 9/44, 1978 (прототип).

/

fff

/7

ЙР

9%/«2

1 II

и1

99

Т