Устройство для измерения временного положения импульса Советский патент 1982 года по МПК G01S3/10 

Изобретение относится к радиотехнике, может использоваться ;аля синхронизации сигналов с помощью радиотехнических средств.

По основному авт.св. № 576553 известно устройство для измерения временного положения импульса, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр, режекторный фильтр, блок формирования отсчетной точки и регистратор, последовательно соединенные анализатор знака рассогласования параметров сигнала, накопитель и коммутатор, причем вход анализатора знака рассогласования параметров сигнала соединен с выходом блока формирования отсчетной точки, выход коммутатора соединен с управляющим входом блока формирования отсчетной точки, а управляющие вхо.ды анализатора знака рассогласования параметров сигнала и коммутатора соединены с соответствующими выходами регистратора 1.

Однако известное устройство имеет недостаточную точность в широком диапазоне изменения уровня входных сигналов.

Цель изобретения - повышение точности в широком диапазоне из «1енения уровня входных сигналов.

Цель достигается тем, что в из- , вестное устройство для измерения временного положения импульса введены последовательно соединенные первой аттенюатор и первый коммутатор, подключенные к входу полосового фильтра, последовательно соединенные второй аттенюатор, второй коммутатор, третий аттенюатор и третий коммутатор,

10 включенные между выходом режекторного фильтра и входом блока формирования отсчетной точки, при этом второй вход каждого из коммутаторов соединен с входом роответствуицего аттен15юатора, введены анализатор уровня рассогласования параметров сигнала, включающий последовательно соединенные блок взятия выборки, накопитель и блок компараторов, к второму входу

20 которого подключен выход источника опорных напряжений, запоминающий блок и решающий блок, вход анализатора уровня рассогласования параметров сигнала соединен с выходом режектор25ного фильтра, а выходы соединены с управляющими входами второго и третьего коммутаторов и входами решающего блока, первый выход которого соединен с первым входом запоминающего

30 блока, второй выход - с управляющим ВХОДОМ первого кок гутатора, заход за поминающе:го блока соединен с третьим входом решающего блока, а один из выходов регистрато ра соединен с управляющим входом анализатора уровня: рассогласования, параметров сигнала и вторьйм входом запоминающего .блока. Ка чертеже представлена cTpyscxyp- кая электрическая схема предложенного устройства. Устройство содержит полосовой фильтр 1, режекториьйй фильтр 2, блок 3 формирования отсчетной точки, регистратор 4, анализатор 5 зкс1к рассогласования параметров сигнала, накопитель 6,- комтчутатор 7, первый аттенюатор 8, первый ко.«у утатор 9, второй аттенюатор 10 ,- второй ком гутатор 11, третий аттенюатор 12, третий ког-/11у1утатор 13, запомин.ающий блок 14,- решающий блок 15 и ака.пиэагор 16 уровня рассогласования параметров сигнала ,вкльэчающий накопитель 17,блок 18 взятия выборки , блокГ9 компараторов и источник 20 опорных напряжений. Устройство работает следующим образом.. На .вход устройства через нормально замкнутые контакты комр утатора 9 подается смесь сигналов и помех. Далее помеха отфильтровывается в полосовом 1 и режекторном фильтрах 2. С выхода режекторного фильтра 2 сигналы поступают на анализатор 16 уров ня рассог.пасования параметров сигнала, который в простейще;-. случае мо-х ет предстззляттгз со бей блок 18 азяти выборки , управлие.муй стробярующглми кмпульсаг/ш от ре1:;стрб..г;;ра 4, напрпмер, в момент пркгсода положительной полуволны сигнала- на,:--опитель 17 и блок 19 компарато;;:ов с источником 20 onopiirax напряженки. Полученные выбор ки поступают на накопитель 17, который выполнен комл-гутируеглг.м теми же строб-импульсами з -ломенты прихода сигналов соответствующей станции. Весь динаг/ичческий дкс1пазон входных сигна-лов разбивается на N уровней, число которых опрелеляется усилением тракта и линейностью полосового 1 и режекторнсго 2 фильтров,- а также бло ка 3 формирования отсчетной точки. Реально диапазон в 120 дБ достаточно развить на три урОВНя. например О - 60 дБ 60 90 дБ 90 - 12С дБ. Если величина сигнала на входе устройства ке превышает первого уровня, то команды на коммутаторы 9, 11 я 13 не поступают и аттенюаторы 8, 10 и 12 отключтенЫе Логический решающий блок 15 фиксирует при этом кодовое состояние следующим образом: ..аттЛ атт.2 атт.З При повышении амплитудой сигнала локой-либо из станций первого уровня с блока 19 компараторов поступает команда на коммутатор 13, который включает третий аттенюатор 12 между режекторным фильтром 2 и блоком 3 формирования отсчетной точки на время действия сигнала этой станции. Ло гический решагаций блок 15 фиксирует при этом состояние атт.1 атт.2 атт.3 ОО1 При превышении сигналом второго уровня с блока компараторов поступает команда на коммутатор 11, который включает второй аттенюатор 10 между режекторным фильтром и блоком 3 формирования отсчетной точки. С логического решающего блока 15 в этом случае на вход оперативного запоминающего блока 14 поступает логическая команда и в его памяти фиксируется логическая единица для той из станций, сигнал которой превышает второй уровень, при этом выбор станции определяется тем, что на второй вход оперативного запоминающего блока подаются стробы опознавания на время действия сигналов этой станции. С Всохода оперативного запоминакедего блока 14 зафиксированная логическая единица поступает в логический решающий блок 15,. фиксируя его состояниеа гт,1 атт.2 атт . 3 111 При этом с его выхода поступает команда на коммутатор 9, включая этим первый аттенюатор 8 на выходе устройства . В дальнейшем по мере удаления от станции и уменьшения сигнала ниже третьего уровня в логическом решающем блоке фиксируется состояние атт,1 атт.2 атт.3 101 и второй аттенюатор отключается. Включенными при этом остаются первый и третий. Наконец, при достижении амплитуды сигнала ниже второго уровня на выходе блока 19 компараторов команды отсутствуют,, логический решающий блок 15 обнуляет оперативный запоминагадий блок 14 и фиксирует состояние атт.1 атт.2 атт.3 000 отключая тем caNtJM первый аттенюатор 8. Таким образом устройство позволяет оперативно следить за уровнем входного сигнала каждой из станций и обеспечивать линейность тракта во всем его динамическом диапазоне.

Это позволяет исключить возможность появления или резко уменьшить точность его коррекции и, следовательно, точность измерения временных интервалов.

Количественные оценки получают для обычно встречающихся нелинейных искажений, выражающихся при наблюдении на экране электронно-лучевой трубки неодинаковостью положительных и отрицательных ординат огибающих входного сигнала, в этом случае можно считать, что на вход блока 3 формирования отсчетной точки, кроме полезного сигнала, подается некоторое колебание e(t), неравное нулю, например, лишь при положительных значениях e(t). При этом, если

en(t)S (t). sin ) , где S(t) - огибающая, то вн (t)0,5En(t) Cl-s ign l(t) sin(u)) здесь E(t) - медленно меняющаяся в в пределах переднего фронта функция.

Выходное напряжение блока формирования отсчетной точки теперь, кроме по лезной составляющей, содержит еще и обусловленную нелинейностью однополярную пульсирующую с периодом То 0,5Т, где Т - период высокой частоты сигнала, составляющую Uy,(t) ln(tT)+kl(t). При отсутствии нелинейностей амплитуды полуволн сформированного сигнсша равны. Если же величина Ef составляет всего 1% от ординаты, ,то уход временного положения отсчетной точки составляет ,2Тв, что для частоты 100 кГц составляет 2 мкс или соответствует понижению надежности устранения многозначности.примерно сО,99 до О,92.

Введение автоматической регулиров ни уровня сигнала позволяет понизить нелинейность до 0,1%, что приводит к уменьшению временного ухода отсчетно точки 2 с до 0,2 МКС.

Формула изобретения

Устройство для измерения временного положения импульса по авт.св. №576553, кл. отличающеес тем, что, с целью повышения точности в широком диапазоне изменения уровня входных сигналов, введены последовательно соединенные первый аттенюатор и первый коммутатор, подключенные к входу полосового фильтра, последовательно соединенные второй аттенюатор второй коммутатор, третий аттенюатор и третий коммутатор, включенные между выходом режекторного фильтра и входом блока формирования отсчетной точки, при этом второЯ вход каждого из коммутаторов соединен с входо 1 соответствующего аттенюатора, введены анализатор уровня рассогласования параметров сигнала, включающий последовательно соединенные блок взятия выборки, накопитель и блок компарато- . ров, к второму входу которого подключён выход источника опорных напряжений, запоминакший блок и решающий блок, вход анализатора уровня рассогласования параметров сигнала соединен с выходом режекторного фильтра, а выходы соединены с управляющими входами второго и третьего коммутаторов и входами решающего блока, первый выход которого соединен с первым входом запоминающего блока, второй выход - с управляющим входом первого коммутатора, выход запоминающего блока соединен с третьим входом решающего блока, а один из выходов регистратора соединен с управляющим входом анализатора уровня рассогласования параметров сигнала и вторы входом запоминающего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 576553, кл. G 01 S 3/10, 1976 (прототип).