Устройство для измерения времени распространения сигнала Советский патент 1981 года по МПК G01R25/00 

(54j УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМКгаНИЯ ВРЕЖНИ PACnPOCTP ffiHHH СИГНАЛА

изобретение относится к измери-. тельной технике и может найти применение для измерения времени ространения сигнала по линии связи.. Известно устройство для измерения времени распространения сигнала которое содержит генератор фиксируемой частоты, два делителя частоты, модулятор, генератор качающейся частоты, усилительный каскад, исследуемую линию связи, детектор, усилитель ограничитель, опорный генератор, фильтр, фазовый индикаторПJ. Недостатком устройства является то, что в исследуемой линии связи необходимо выделить участок частотного диапазона для передачи сигнала генератора фиксированной частоты и гарантировать его прохождение в пунк приема, что фактически означает передачу информации об опорной фазе по вспомогательному каналу. Известно устройство для измерения времени распространения сигнала, со держащее генератор импульсов со схемой автоматической регулировки амплитуды, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, входом соединенный с выходом генератора тактовых импульсов, каждый из двух выходов делителя частоты соединен с одними из входов двух ключей, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов со схемой автоматической регулировки амплитудаг, каждый из выходов двух переключрющих схем соединен со входом цифрового индикатора и входом исследуемой линии связи, куда также подключены входы двух триггеров, вход селектора, вход генератора тактовых импульсов, выход каждого из двух триггеров соединен с двумя входами генератора линейно возрастающего напряжения, третий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход генератора линейно возрастающего напряжения соединен со входом генератора импульсов со схемой автоматической регулировки амплитуды Недостатком известного устройства является низ-кая точность измерений из-за влияния переходной характеристики линий на, форму отраженного сиг нала. Цель изобретения - -повышение точ.ности. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения времени распространения сигнала, содержащее генератор высокой частоты, усилитель с автоматической регулировкой усиления, линию связи, два триггера, выходы которых соединены с первым и вторым входами генератора линейно возрастающего напряжения, третий вход которого соединен с йс точником опорного напряжения и измеритель длительности интервалов, введены модулятор, генератор низкой частоты, добавочный триггер, амплитудный детектор, первый и второй ключи и первый и второй формирователи импульсов, причем первый и второй входы модулятора соединены соответственно с выходами генератора высокой частоты и генератора низкой частоты, выход модулятора соединен с первым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход которого соединен с одним из вкодов первого ключа, второй вход которого соединен с одним из выхрдов добавочн го триггера, а также через первый фо мирователь импульсов с первым входом измерителя длительности интервалов, выход первого ключа соединен с входом, линии связи и одним из входов второго ключа. второй вход которого соединен с вторым выходом добавочного триггера, выход второго ключ соединен с входами амплитудного детектора и первого и второго триггеров, выход генератора линейно возрас такндего напряжения соединен с вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход амплитудного детектора через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом измерителя длительноети интервалов. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит генератор i высокой частоты, модулятор 2, генератор 3 низкой частоты, добавочный .триггер 4, усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления, первый ключ 6, линию 7 связи, первый формирователь 8 импульсов, измеритель 9 длительности временных интервалов, второй ключ 10, амплитудный детектор 11, второй формирователь 12 импульсов, первый триггер 13, источник 14 опорного напряжения, второй триггер 15 и генератор 16 линейно возрастающего напряжения. Устройство работает следующим образом. Напряжение с выхода генератора 1 высокой частоты поступает на вход модулятора 2, где модулируется напряжением низкой частоты, поступающим с выхода генератора 3 низкой частоты, уровень которого соответствует 100%-ной глубйие модуляции. Полученный на выкодв модулятора 2 амплитуднр-модулированный сигнал усиливается в усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления до задйнного уровня и через первьй ключ 6 поступает на вход линии 7 связи, работающей в режиме короткого замыкания на выходе ,ем достигается не согласованный режим ее работы. Напряжение с выхода генератрра низкой частоты также поступает на вход добавочного триггера 4, образуя на его выходах прямоугольные импульсы противоположной полярности. Эти импульсы поступают на соответствукицие входы первого и второго ключей 6 и 10. Так как эти ключи управляются в противофазе, то на выходе ключа 6 образуется серия радиоимпульсов с синусоидальной огибающей, имеющих частоту заполнения генератора 1 высокой частоты и следующих с частотой в два раза ниже частоты генератора 3 низкой частоты, а на выходе ключа 10 образуется серия радиоимпульсов, отраженных от конца линии 7 связи. Отраженные импульсы претерпевают в линии 7 связи задержку, равную удвоенному времени распространения сигнала с несущей частотой генератора 1 высокой частоты. Эти импульсы поступают одновременно на вход детектора 11 и входы первого и втоporo триггеров 13 и 15 с ограниченыем по минимальному положительному и отрицательному уровням. На выходах этих триггеров образуются импульсы только в случае, когда амплитуда отраженных импульсо достигает соответствукядего уровня. Эти импульсы поступают на два входа генератора I6 линейно возрастающего напряжения. Одновременно на третий вход этого генератора поступает опор ное напряжение с источника 14, которое сравнивается с линейно возрастаницим напряжением генератора 16 и сигнал их разности с выхода генератора 16 поступает на регулирующий вход усилителя 5. Так как опорное напряжение, поступающее с источника I4 опорного нап ряжения, соответствует заданной крутиэне отраженных иьшульсов, то усили тель 5 регулирует амплитуду посылаемых в линию импульсов так, чтобы крутизна фронта отраженных импульсов была постоянной. Это уменьшает влияние затухания сигнала в линии на точность измерений. Из отраженных радиоимпульсов, пос тупающих на вход детектора 11, на его выходе образуются однополярньш . видеоимпульсы, из которых на выходе формирователя 12 импульсов образуются короткие однополярные импульсы, соответствзпощие началу отраженного импульса. Эти импульсы поступают на один из входов измерителя 9 длительности временных интервалов и служат в качестве импульсов конца отсчета. Импульсы начала отсчета, поступа Гющие на другой вход измерителя 9 дл тельности, образуются на выходе форми рователя 8 импульсов из импульсов на ..выходе триггера 4.Импульсы начала от счета образуются одновременно с нача лом формирования радиоимпульсов на выходе ключа 6, так как этот ключ и формирователь 8 импульсов соединены .с одним и тем же выходом триггера 4. Таким образом, в индикаторе изме рителя 9 будет зафиксировано время от момента посылки радиоимпульсов с синусоидальной огибающей в линию . до момента поступления соответствующего отраженного радиоимпульса. Это время равно удвоенному времени прохождения сигнала по линии. Для получения результата, соответствующего времени распространения 874 сигнала по линииi необходимо значение временного интервала, отмеченное в индикаторе измерителя 9 длительности интерваловIразделить на два. Использование в качестве испытательных сигналов радиоимпульсов с синусоидальной огибающей позволяет устранить влияние переходных процессов при распространении и отражении сигнала в линии и различных узлах измери теля, что упрощает конструкцию и повышает точность измерений в 3 раза. Таким образом, за счет введения дополнительных узлов устраняется, влияние переходных процессов в линий и узлах измерителя, что позволяет . повысить точность измерения времени распространения сигнала по линии связи, а за счет использования микросхем при его изготовлении предложенное устройство дешевле известного на 20-30%. Формула изобретения Устройство для измерения времени, iраспространения сигнала, содержащее генератор высокой частоты, усилитель с автоматической регулировкой усиления, линию связи, два триггера, выходы которых соединены с первым и вторым входами генератора линейно возрастающего напряжения, третий вход которого соединен с выходом источника напряжения, и .измеритель длительности интервалов, отличающееся тем, что, с це,льюповышения точности измерения, ;оно снабжено модулятором, генератог ром низкой частоты, добавочным тригirepoM, амплитудным детектором, первым и вторым ключами и первым и вторым формирователями импульсов, причем первый и второй входы модулятора соединены соответственно с выходами генератора высокой частоты и генератора низкой частоты, выход модулятора соеданен с первым входом усщштеля с автоматической регули1ровкой усиления , выход которого соединен с одним из входов первого ключа, второй вход которого соединен с одним из выходов добавочного триггера, а также через первый формирователь импульсов с первыми входом измерителя длительности интервалов, выход первого ключа соединен со входом линии связи и одним из входов

;второго ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом добавочного триггера, выход второго ключа соединен с входами амплитудного детектора и входами первого и второго триггеров, выход генератора линейно йозрастающего напряжения соединен с вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход амплитудного детектора через второй

формирователь импульсов соединен с вторым входом измерителя длительности интервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 143437, кл. G 01 R 25/QO.,. Ю&О. 2. Instrument nuci . 1-967,№ 7, с. 30-38.