Устройство для измерения временного положения и длительности импульса Советский патент 1982 года по МПК G04F10/00 

(5) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕ МЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических установках различного назначения, в частности в электроизмерительной технике,в телевизионных системах определения параметров объектов и в устройствах.распознавания образов.

Известно устройство для измерения временны.х интервалов, содержащее последовательно соединенные фазовой различитель, на один вход которого подаются пачки видеосигналов, усилитель, фильтр, исполнительное устрой-, ство и включенные в обратную связь последовательно соединенные генератор задержки, один вход которого соединен с выходом исполнительного устройства, а на второй подаются пусковые импульсы азимута, и генератор полустробов

Недостатком указанного устройства является недостаточная точность измерения .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее два каскада. , совпадения, дифференциальный детектор, блок управления и устройство временной задержки 121.

Известное устройство позволяет с помощью двух совмещенных полустробов , каждый из которых .по длитель- .. ности примерно равен половине длительности входного импульса, определять задержку импульса относительно тактового (пускового). Во временном дискриминаторе сравниваются между собой площади перекрытия импульса первым и вторым полустробами и выдается сигнал ошибки, пропорциональный разности площадей, приходящихся на левый и правый полустробы, запаздывание импульса относительно тактового определяется по энергетическому центру импульса. Ошибка измерения в случае несимметричности импульса может достигать длительности полустроба, т.е. половины длительности импульса, что иногда является неприемлемым. Если длительность импульса является случайной функцией времени, что часто имеет место в оптических системах сопровождения, необходимо осуществлять непрерывную адаптацию формы и длительности полустробов, согласования их с формой и длительностью измеряемого импульса. При увеличении длительности полустробов, увеличивается флуктуационная ошибка измерения временного запаздывания, что является существенным недостатком известного устройства. Цель изобретения - увеличение точ ности измерения временного положения импульса и расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем что в устройство для измерения временного положения и длительности импульса, содержащее первый и второй каскады совпадения, дифференциальный детектор, два входа которого соедине ны с выходами каскадов совпадения, блок управления, вход которого .соединен с выходом дифференциального де тектора , а выход соединен первым с входом блока переменной задержки,пер вый и второй генераторы полустробов, вход первого из которых соединен с выходом блока переменной задержки, а выходы обоих генераторов соединены соответственно с вторыми входами пер вого и второго каскадов совпадения, введены соединенные последовательно суммарный детектор, симметрирующий каскад, дополнительный блок управления и дополнительный блок переменной задержки, второй вход которого соеди нен с выходом первого генератора пол строба , а выход подключен к входу второго генератора полустроба, при этом два входа суммарного детектора соединены с выходами первого и второ го каскадов совпадения. На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство для измерения времен, ного положения и длительности импуль са содержит два каскада 1 и 2 совпадения, дифференциальный детектор 3 блок k управления, блок 5 переменной .задержки, генераторы 6 и 7 полустробов, суммарный детектор 8, симметрирующий каскад 9 и блок 10 управления, блок 11 переменной задержки. Выходы блоков и 10 управления являются соответственно первым и вторым выходами устройства. Устройство работает следующим образом. На первые входы каскадов 1 и 2 совпадения поступает измеряемый импульс, а на вторые входы - соответственно первый и второй полустробы с генераторов 6 и 7. На выходах каскадов 1 и 2 совпадения выделяются импульсь совпадения, по длительности равные перекрытию площадей соответственно первого полустроба с фронтом, а второго поЛустроба - со епадом измеряемого импульса выи ис.И и второй Ьис.ц импульсы совпадения подаются на входы дифференциального и суммарного детекторов 3 и 8, где вырабатываются постоянные напряжения, соответственно U7 и и ,пропорциональные длительностям импульсов совпадения tuei и На выходе дифференциального детектора 3 имеет место напряжение UA и - , которое поступает на вход блока управления. На выходе суммарного детектора 8 имеет место напряжение Uj U + U;, Для обеспе- чения нечетной симметрии дискриминационной характеристики суммарного канала напряжение Ug подается на симметрирующий каскад 9 где из него вычитаются напряжение , равное половине полном совмещении первого и второго генераторов 6 и 7 полустробов с измеряемым импульсом, или что то же самое, равное т.е. когда измеряемый импульс своим фронтом делит первый полустроб, а спадом - второй полустроб пополам. Таким образом, ILg -г 1 напряжение U - Uj + U, - U. подается на вход g управления. Блоки 4 и 10 вырабатывают напряжения Ug и Ugb,4l , пропорциональные соответственно временному запаздыванию первого генератора .6 полустроба относитель но тактового импульса и временному рассогласованию между первым и вторым генераторами 6 и 7 полустробов, сопровождающими фронт и спад измеряемого импульса (т.е. длительность импульса). Напряжения был i одновременно управляют блоками 5 и 11 переменной задержки, которые 5 определяют временные положения полу стробов первого и второго генераторов 6 и 7 и формируют импульсы, запускающие генераторы 6 и 7 полустро бов соответственно таким образом, чтобы полустробы постоянно отслеживали первый - фронт, а второй - спа измеряемого импульса. i Таким образом, канал управления 1стробом первого генератора 6 представляет собой традиционный дискриминатор, формирующий сигнал ошибки UCQA как разность напряжений от сов|падения первого Uj, и Uj полустроба второго генератора 7 с измеряемым импульсом. Сигнал ошибки измеряется при фиксированном положении полустр ба второго генератора, когда спад измеряемого импульса делит его на две равные части. В этом случае при отсутствии совпадения полустроба первого генератора 6, с измеряемым 1 1 импульсом Uc(M О - -j сп, а при полном совпадении IJ(;0 UfD - - Urr - 2 Um Если же фронт измеряемого импульса делит полустроб первого генератора 6 также на две равные части,то UCQA l-т п -L и п 2 п 2 Напряжение ( равно выходному на пряжению детектора 3 или детектора 8 при полном совпадении полустроба генератора 7 с измеряемым импульсом т.е. когда 4x5, I; i 1,2;Uu. Jjmuit Канал управления полу .стробом второго генератора 7 представляет собой сумматор напряжений UT и Ujr . Для получения нечетной характеристики из суммы UT + Uj. вычитается напряжение DO, пропорцио нальное длительности импульса совпа 2 i Сигнал ошибки 43 выходе детектора 8 и меряется при фиксированном положе.нии первого полустроба, когда измер емый импульс делит его на две равЩ - и. Тогда ные части, т.е. при отсутствии совпадения полустроба второго генератора с измеряемым импульсом Ucoi 2 гп + О Uo , J-,. а при пол 5 + Ue-ном совпадении U у U, 2 Um - Un - U;,,. В случае, когда спад измеряемого импульса делит полустроб второго генератора 7 1 „ J 2 пополам, UQQJ. 2 Um + - Urti - DO и 0. 2 ш 2 При отсутствии совпадения полустроба хотя бы одного из генераторов 6 и 7 с измеряемым импульсом система оказывается разомкнутой по входному воздействию. Для ее замыкания необходимо предварительное наведение установкой начальных условий блоков и 10, причем достаточно совместить полустроб с измеряемым импульсом, полустробы автоматически захватят фронт и спад измеряемого импульса. Выходные напряжения Щьщ и Ufefsixi несут информацию о запаздывании измеряемого импульса и о его длительности. Таким образом, введение суммарного детектора, симметрирующего каскада, дополнительного блока управления и блока переменной задержки,а также пересоединение входа генератора второго полустроба на выход дополнительного блока переменной задержки позволяет измерять запаздывание (временное положение) импульса длительностью 2 t/l Т - ч/2, , измерять разнесенными полустробами длительность импульса , используя информацию, о длительности импульса и повысить точность измерения его запаздывания ti ; уменьшить динамическую и флуктуационную ошибки сопровождения. Формула изобретения Устройство для измерения временного положения и длительности импульса, содержащее первый и второй каскады совпадения, дифференциальный детектор, два входа которого соединены с выходами каскадов совпадения,блок управления , вход которого соединен с выходом дифференциального детектора, а выход соединен с первым входом блока переменной задержки, первый и второй генераторы полустробов, вход первого из которых соединен с выходом блока переменной задержки, а