Устройство для формирования сигнала Советский патент 1982 года по МПК H03K3/80 H03K5/13 

() УСТРОЙСТВО для ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛА

I

Изобретение относится к радиотехнике и используется в измерительной технике, где осуществляется измерение временных интервалов между импульсными сигналами.

Известно устройство формирования сигнала, содержащее последовательно соединенные инвертор, полосовой фильтр, аттенюатор, сумматор, два усилителя-ограничителя, фазовый де- тектор и интегратор 1.

Недостатком устройства является низкая точность стабилизации положения характерной точки огибающей сигнала на выходе устройства при изменении под воздействием дестабилизирующих факторов коэффициентов передачи входящих в состав устройства узлов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для формирования сигнала, содержащее сумматор, инвертор, аттенюатор, полосовой фильтр, два

усилителя-ограничителя, фазовый детектор, два интегратора, источник опорного напряжения, генератор импульсов, и три коммутатора С23.

Однако для повышения отношения сигнал/шум в характерной точке полосовой фильтр выбирается таким, что его фазовая характеристика изменяется от -Зц до 4-Ззг. Зависимость напряжения на выходе фазового детектора

to от разности фаз входных сигналов в этом случае может иметь несколько устойчивых состояний, из которых одно, имеющее if 0, является истинным, соответствующим частоте сигнала,

ts и два ложных, отстоящих от истинного на JTI, 2Я. При настройке фильтра на ложное устойчивое состояние, сигнал на выходе полосового фильтра искажается как по амплитуде, так и по фамзе, в результате чего происходит смещение характерной точки от ее истинного положения, что, в свою очередь, приводит к неправильному измерению временного положения радиоимпульса. Цель изобретения - повышение точ.нести измерения временного положени я рад иоимпуль са. Указанная цель достигается тем, чта устройство для формирования сигнала, содержащее последовательно сое диненные инвертор, полосовой фильтр, аттенюатор и сумматор, второй вход которого подключен ко входу инвертора, два усилителя-ограничителя, фазовый детектор и два интегратора, выход первого из которых соединен с управляющим входом полосового филь тра и с первым выходом источника опорного напряжения, выход второго интегратора соединен с управляющим входом аттенюатора, а выходы усилителей-ограничителей подключены к соответствующим входам фазового детектора, выход которого соединен через первый коммутатор со входами раторов, второй вход второго интегра тора соединен со вторым выходом источника опорного напряжения, причем входы усилителей-ограничителей подключены через второй и третий коммутаторы к выходу полосового фильтра и выходу устройства соответственно, а также генератор импульсов, выход которого подключен к управляющим входам коммутаторов, введены последо аательно соединенные дополнительные аттенюатор и сумматор, причем полосовой фильтр выполнен из N Т-образных перестраиваемых звеньбв, при этом выход первого индуктивного плеча первого Т-образного звена соединен со входом дополнительного аттенюатора, а .выход второго индуктивного плеча второго Т-образного звена подключен ко второму входу дополнительного сумматора, выход которого подключен ко второму входу второго коммутатора, а второй вход третьего коммутатора подключен к выходу устройства. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 полосовой фильтр; на фиг. .3 - эпюры сопряжений. Устройст1ао содержит сумматор 1 (фиг. 1), инвертор ,2, полосовой фильтр 3 основной аттенюатор k, коммутатор 5, усилитель-ограничител 6, фазовый детектор 7, коммутатор 8 первый интегратор 9. коммутатор 10, усилитель-ограничитель 11, второй интегратор 12, источник 13 опорного напряжения, генератор Т импульсов, дополнительный аттенюатор 15. дополнительный сумматор 16. Полосовой фильтр (фиг. 2) выполнен из N Т-образных перестраиваемых звеньев, причем первое индуктивное плечо П-входа,первого звена подключено ко входу дополнительного аттенюатора 15 (фиг, 1), а второе индуктивное плечо П-выхода, второго Т-образного звена непосредственно подключено ко второму входу дополнительного сумматора 16. Устройство работает следующим образом. На входную шину поступает смесь шума и сигнала. На выходе полосового фильтра 3 вьщеляется из шумов инвертированный полезный сигнал, который после ослабления в аттенюаторе k суммируется с входным сигналом в сумматоре 1 и на выходе устройства появляется огибающая с характерной точкой , по которой фиксируется временное положение.сигнала. При воздействии дестабилизирующих факторов может измениться частота настройки полосового фильтра 3 и его коэффициент передачи (а также коэффициент передачи инвертора 2, аттенюатора Ц или сумматора 1). При этом сложение в сумматоре 1 искаженного огибающей сигнала на выходе аттенюатора 4 с входным сигналом приводит к появлению на выходе устройства сигнала с огибающей, характерная точка, которой смещена относительно прежней точки. С генератора 1 импульсов на коммутаторы 5 8.и 10 поступают управляющие импульсы, открывая один из их входов на время , где Tй период следования импульсов управления. Таким образом, сигналы на входы фазового детектора 7 поступают через коммутаторы 5 и 10 и усилители-ограничители 6 и 11 (предназначенные для нормирования сигналов на входах фазового детектора) лишь за время . При этом сигналы имеют фазовый сдвиг, обусловленный расстройкой полосового фильтра 3- Управляющее напряжение, пропорциональное указанному фазовому сдвигу с выхода фазового детектора 7 через коммутатор 8 и интегратор 9, воздействуя на настройку полосового фильтра 3 возвращает его частот настройки в первоначальное состояни Затем при поступлении с генератора импульсов команды длительностью Тел/2 коммутаторами 5, 8 и 10 переключаются в другое положение. При этом, если из-за влияния дестабилизирующих факторов изменилась не только частота настройки полосового фильтра 3 но и коэффици ент передачи инвертора 2, полосовог фильтра 3 и а.ттенюатора 4, то сигна на входах фазового детектора 7 созд ют на его выходе управляющее напряжение, которое через коммутатор и интегратор 12 изменяет коэффициен передачи аттенюатора 4 так, чтобы скомпенсировать нестабильность коэф фициента передачи всей цепи преобра зования., На фиг. 3 изображены: 17-фазочас тотная характеристика П-входа первого Т-образного звена на входе сум матора 16, 18 - соответствующая ей с учетом коэффициента аттенюации ам плитудно-частотная характеристика, 19 - фазочастотная характеристика П-выхода второго Т-образного звена и 20 - соответствующая ей амплитудно-частотная характеристика, 21 фазочастотная характеристика на выхо де сумматора 16 и 22 - соответствую щая ей амплитудно-частотная характеристика. Как видно из графиков, суммарная фазочастотная характеристика (фиг. 3 19) во всем диапазоне частот не выходит за пределы S/2, что, как уже указывалось, является критерием однозначности настройки следящей систе мы на частоту, при которой if 0. Нормированный коэффициент передач низкочастотного эквивалента линейной части устройства, включающей в себя инвертор, полосовой фильтр, аттенюатор и сумматор, соответствует изменению фазочастотной характеристики в пределах 5 по всему диапа зону частот (кривая 23 на фиг; 3), т.е. и по второму входу фазового детектора мы имеет однозначность фазовой характеристики, что соответствует настройке следящего кольца однозначно на частоту. Таким образом, на 1-ом такте TUA /2 происходит однозначная настройка полосрвого фильтра 3 на частоту входного воздействия. На втором такте Тйл /2 управляющих импульсов генератора 1 входы фазового детектора подключаются к элементам устройства аналогично известному устройству в соответствии с приведенным описанием работы , в результате чего устраняется фазовая ошибка с учетом всех дестабилизирующих факторов и подстраивается коэффициент передачи аттенюатора k, Таким обарзом, в данном устройстве устраняется возможность ложного устойчивого состояния на частотах, не равных частоте входного воздействия, что исключает возможность появления ложных характерных точек. а следовательно, неправильного измерения временного положения импульса., Формула изобретения Устройство для фЬрмирования сигнала, содержащее последовательно соединенные инвертор, полосовой фильтр, аттенюатор и сумматор, второй вход которого подключен ко входу инвертора, два усилителя-ограничителя, фазовый детектор и,два интегратора, выход первого из которых соединен с управляющим входом полосового фильтра и с первым выходом источника опорного напряжения, выход второго интегратора соединен с управляющим входом аттенюатора, а выходы усилителей-ограничителей подключены к -соответствующим входам фазового детектора, выход которого соединен через первый коммутатор со входами интеграторов, второй вход второго интегратора соединен с вторым выходом источника опорного напряжения, причем входы усилителейограничителей подключены через второй и третий коммутаторы к выходу полосового фильтра и выходу устройства соответственно, а также генерато|5 импульсов, выход которого подключен к управляющим входам коммутаторов , отличающееся тем, что, с целью Повышения точности измерения временного положения имульса, в него введены последовательно соединенные дополнительные аттенюатор и сумматор, причем полосовой ильтр выполнен из N Т-образных перестраиваемых звеньев, при этом выод первого индуктивного плеча первоо Т-образного звена соединен со вхоом дополнительного аттенюатора, а

выход второго индуктивного плеча второго Т-образного звена подключен ко второму входу дополнительного сумматора, выход которого подключен ко второму входу второго коммутатора, а второй вход третьего коммутатора подключен к выходу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

fP 2677525/18-21, кл. Н 03 К 3/80, 17.05.79.