Устройство для измерения запаздывания случайного сигнала Советский патент 1982 года по МПК G04F10/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАПАЗДЫВАНИЯ СЛУЧАЙНСГО СИГНАЛА

1

. Изобретение относится к специализиро;ванным средствам вычислительной техники, 1федназначенкых для измерения запаздывания во времени случайных сигналов, и может быть использовано в измерительной технике при экспериментальном исследовании случайных сигналов.

Известно устройство для измерений запаадывання случайного сигнала, содержащее фильтры нижних частот (ФНЧ), блок усреднения, блок управления, два линейных преобразователя, два умножйтеля, сумматор-и вычитающие блоки (l.

Недостатком этого устройства является низкая точность и сложность, которая обусловлена необходимостью реализации 2 2 ФНЧ с импульсными характеристиками hr Де, цвух идентичных . . линейных преобразователей с регулируемыми коэффициентами преобразования и двух идентичных блоков умножения.

Наиболее близким по технической суиуюсти к предлагаемому является устройство, содержащее линейный 1феобразователь, последовательно включенные вычитающий блок, блок усреднения, блок управления, выход которого подключен к у1фавляющему входу линейного преобразователя, первый умножитель, второй умножитель, соединенный по выходу с неинвертирующим входом вычитающего блока, последовательно подключенные к первому входу устройства первый и второй

10 фильтры нижних частот, подключенный ко второму входу устройства третий фильтр нижних частот, выход которого подключен к первому входу второго умножителя через филыр верхних частот, выход втог

15 рого фильтра нижних частот подключен ко второму входу второго умножителя, первый вход первого умножителя подкпк чен к выходу первого фильтра нижних частот, второй вход - к выходу третьего

20 фильтра нижних частот, выход первого умножителя подключен к инвертирующему входу вычитающего блока через линейный преобразователь . 39 Наличие в составе этого устройства двух умножителей накладывает ограничение на точностьизмерений, так как для обеспечения необходимой точности требуется высокая идентичность их характеристик, невыполнение этого условия ведет к снижению точности устройства в целом. Целью изобретения является повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения запазды вания случайного сигнала, содержащее , линейный преобразователь, последователь но соединенные блок усреднения и блок управления, выход которого подключен к управляющему входу линейного гдэеобра- ; зователя, умножитель, выход которого, подключен к сигнальному входу линейного преобразователя, последовательно сое диненные первый и Второй фильтры, нижних частот, вход первого из которых является первым входом устройства, последовательно соединенные третий фильтр нижних частот и фильтр верхних частот, вход третьего фильтра нижних частот является вторым входом устройства, введены гене ратор тактовых импульсов и три коммутатора, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам коммутаторов, первый и второй входы перво го коммутатора подключены соответстве но к выходам первого и второго фильтров нижних частот, а выход - к первому входу умножителя, первый и второй входы второго коммутатора подключены соответственно к выходу третьего фильтра нижних частот и к выходу фильтра верхних частот, а выход - ко второму входу умножителя, первый и второй входы третьего коммутатора подключены соответственно к выходу линейного преобразователя и к выходу умножителя, а выход - ко входу блока усреднения. Структурная схема, устройства для измерения запаздывания случайного сигнала приведена на чертеже. Устройство для измерения запаадывания случайного сигнала содержит фильтры 1-3 нижних частот, фильтр 4 верхних частот, умножитель 5, линейный преобразователь 6 с регулируемым коэф фициентом К (-t) преобразования, блок 7 -усреднения, блок 8 управления, коммута торы 9-11, генератор 12 тактовых импульсов. Между первым входом устрой ства и вторым входом коммутатора 9 0 включены последовательно фильтры 1 и 2 нижних частот, а между вторым входом устройства и вторым входом коммутатора 10 включены последовательно фильтр 3,нижних частот и фильтр 4 верхних частот, К первому входу коммутатора 9 подключен выход фильтра 1 нижних частот, а к первому входу коммутатора 10 подключен выход фильтра 3 нижних частот. Выход коммутатора 9 подключен к. первому входу, а выход коммутатора 10 - ко второму входу., умножителя 5. Выход умножителя 5 подключен ко второму входу коммутаTqpa 11 нбпосредствэнно, а к первому его входу - линейный преобразователь 6. Выход коммутатора 11 под-т ключен к управляющему входу линейного преобразователя 6 через последовательно включенные блок 7 усреднения и блок 8 управления. Выход генератора 12 тактовых импульсов подключен к у1фавляющйм входам коммутаторов 9 - 11. Устройство работает следующим Ьбразом. Когда первые входыкоммутаторов 9 - 11 подключены к их выходам (как показано на чертеже) сигналы X(-tr и (t) пройдя соответственно через фильтры 1 и 3 нижних частот, умножитель 5 и линейный щюобразователь 6, образуют на входе блока 7 усреднения сигнал отрвдательной полярности И равнь1й по величине U,(t)-fre-T-x(t-T)dt (t-t)dt3, где X С-Ь) и V (i) - центрированные стационарно связанные случайные сигналы, действующие соответственно на nqpвом и втором входах устройства. При подключении вторых входов коммутаторов 9 - 11 к своим выходам сигнал ,Х (-t) , пройдя фильтры 1 и 2 нижних ч15стот а сигнал Н) - фильтр 3 нижних частот и фильтр 4 верхних частот, а далее через умисжитель 5, образуют на входе блока 7 усреднения сигнал положительной пол1фности и равный по величине. U аГ . -«ГЫг« t J 9 , л во -а « rliJTl T,|.lt-t;atX .x(t-t)dT 591 Генератор 12 тактовых имггульсов, уп:равляя коммутаторами 9-11, поавопяет получить на входе блока 7 усреднения переменный сигнал, имеющий форму меан .дра, амплитуда положительных импульсов которого равна U-j,, а отрицательных Ujf. На выходе блока 7 усреднения формируется сигнал, 1Ч5опсрциональный оценке математического ожидания этого п е -менв(Я7о сигнала, который, гфоходя через бпок 8 у1фавленкя, меняет коэффсщиеяпг Щ)ео азования (t) линейного г юоврб. аователя 6 до тех пс, пока сигнал прйо порциональный оценке математического .ожидания.на выходе блока 7 усреднения, не станет равен нулю. При этом койффйоиент чрео ааования () линейного гфе о азователа 6 будет выступать в К№Ч1ес тве (женки времени задержки равен ,,|.. -1 JrO Htjtit 2т где Т -т Чвмя задержки; Т длительность офабатывавмых входных сигналов /лМШ - взаимная корреляционная функция сигналов X(t} и 9(1 Достижение высокой точности изме- . рений задеркки в предлагаемом устр-ОЙстйе обусловлено тем, что промежуточные преобразования над с 1гнвлами хЛЬ) и ) производятся.одним умножитеием. Кроме того, умножитель 5 в предлагаемом устройстве работает в режиме ,индикации yqpeднeннoгo произведения поступаюйшх на н@го сигналов и может иметь любые, не равные нулю, амплитудночастотные хбч актернсткки. Формула изобретения Устройство для измерения зайаздываНИИ случайного сигнйла, сопержащав пинейный преобразователь, послеаовате пь- 0 НО соединенные блок усреднения и блок управления, выход которого подключен к ущ)авляющему входу линейнсяо преобразователя, умножитель, выход которого подключен к сигнальному входу лннёйного феобразователя, последовательно соединеш1ые первый и второй фильтры нижних частот, вход первого из которых -является первым {входом устройства,- п6следс -. вательно сч едвненные третий фильтр ниясних частот и ф|шьтр верхних частот, вход третьего фильтра низкних частот является втqpым входом устройства, о т л и ч а ю щ-е е с я ,тем, что, с целью пс вышения точности измерений, в него введены генератор тактовых импульсов и три коммутатора, причем выход генератора тактовых импульссФ подключен к управляющим входам всех коммутаторов, первый и втсрс входы первого коммутатора подключены соответственно к выходам первого и второго фильтров нижних частот, а выход - к первому входу умножителя, первый и втсзрой входы второго коммутатсра- подключены соответственно к %ixQt третьего-фильтра нижних частот и выходу фильтра в хшос частот, а выход - к второму входу умножителя, первый и второй входы третьего коммутатора подключены соответственно к выходу линейного цреоб- разователя и к выходу умножи гепя, а выход - к входу блока усреднения. Источники информации, принятые во внимание ггри эксп угизе 1. Авторское свидетепьство ССХЗР N 601968, кл. Q 06 F 15/36, 1978. 2. Авторское свидетельство СССР N 587444, кл. G 04 F 10/ОО, .1978.

h

«SI