Измеритель длительности импульсов

Измеритель длительности импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ, содержащий генератор синхроимпульсов , первый выход которого соединён с первым входсм первого измерительного канала и счетчик ц емени , отличающийся тем, что с целью повышения точности из- . мерений в условиях действия помех при неизвестном положении переднего фронта измеряемого импульса, в него вя.едены многоканальный генератор линейно изменяющегося напряжения. (N-1) измерительных каналов и многоканальн19й решающий блок, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам счётчика времени соответственно, вход синхронизации которого подключен к первому управляющему выходу генератора синхроимпульсов , второй управлякиаий шлход которого подключен к входу синхронизации многоканального генератора линейно изменяющегося напряжения , (М-1) выходов генератора синхроимпульсов соединены с первыми входами соответствующих (N-1) измерительных каналов, вторые входы всех нзмерительных каналов соединены с соответству- Q гпщими выходами многоканального гене- 9 ,ратора линейно изменяющегося напряжения , входная шина соединена с объединенными третьими входами всех измерительных каналов, г.эрвые выходы KOTOtHix подключены к первой группе входов многоканального решающего s блока, вторая группа входов которого | соединена с соответствующими вторыми выходами измерительных каналов. 00

gOOS СОВЕТСНИХ

COIW

РЕСПУБЛИК

У50 G 04 F QP/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3335440/18-21 (22) 07.09.81 (46) 15.05.83. Бюп. У 18, (72) A. П. Трифонов и A. К. Сенаторов (71) Воронежский политехнический институт и Воронежский ордена Ленина государственный университет им.

Ленинского комсомола (53) 681.325.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР но заявке 9 2611280, кл. 6 04 Г 10/04,03.05.7& ° (54)(57) 1 ° ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

ИМПУЛЬСОВ, содержащий генератор синхроимпульсов, первый выход которого соедин@и с первым- входом первого измерительного канала и счетчик времени, отличающийся тем, что с целью повнаения точности из- . мерений в условиях действия помех при неизвестном положении переднего фронта измеряемого импульса, в него введены многоканальный генератор ли*йейно изменяющегося напряжения,,SU„„1018100 А (N-1) измерительных каналов и многоканальный решающий блок, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам счетчика времени соответственно, вход синхронизации которого подключен к первому управляющему выходу генератора синхроимпульсов, второй управляющий выход которого подключен к входу синхронизации многоканального генератора линейно изменяющегося напряже. ния, (Н-1) выходов генератора синхроимпульсов соединены с первыми входами соответствующих (й-1) измерительных каналов, вторые входы всех измерительных каналов соединены с соответству,ющими выходами многоканального гене- Е ,ратора линейно изменяющегося напряжения, входная шина соединена с объединеннюы третьими входами всех измерительных каналов, .урные выходы которых подключены к первой группе входов многоканального решающего блока, вторая группа входов которого 1 соединена с соответствующими вторыж выходами измерительных каналов.

1018100

2. Измеритель по п. 1, о т л ич аю щи и с я тем, что, каждый измерительный канал содержит последовательно соединенные ключ, расширитель импульса и квадратор, выход которого .соединен с первым входом блока отношений, второй вход которого ,является вторым входом измерительного !

Изобретение относится к радиоиз мерительной технике и может быть использовано для повышения точности измерения длительности и ряда других параметров одиночных и периодических импульсов в условиях действия помех.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель длительности импульсов, содержащий в первом канале нелиней- ный пороговый элемент, соединенный с генератором линейно изменяющегося напряжения, выход которого подключен ко входу блока отношений, а во втором канале — управляемый ключ, соединенный с расширителем длительности (интегратором) импульсов, выход которого соединен с квадратором, который подключен ко второму входу блока отношений, к выходу блока отношений подключен указатель экстремума, соединенный со входом счетчика времени, причем пороговый элемент дополнительно соединен с ключом и со счетчиком (. 1).

Недостатком указанного устройства является значительное снижение точности измерения длительности импульса в условиях действия помех из-за неопределенности положения переднего фронта импульса.

Цель изобретения — повыаение точ- ности измерений в условиях действия йомех при неизвестном положении переднего фронта измеряемого импульса. !

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель длительности импульсов, содержащий генератор синхроимпульсов, первый выход которого соединен с первым входом первого измерительного канала и счетчик времени, введены многоканальный .генератор линейно изменяющегося напряжения, (й-1) измерительных каналов и многоканальный решающий блок, .первый и второй выходы которого подключены к первому и второму входам счетчика времени соответственно, вход синхронизации которого подключен к первому управляющему выходу генератора сииканала, выход блока отношений подключен к входам указателя экстремума и пикового детектора, выходы которых являются соот вет стве нно первым и вторым выходами измерительного канала, первым и третьим входами которого являются первый и второй входы, ключа соответственно. хроимпульсов, второй управляющий вы ход которого подключен к входу синхро низации многоканального генератора линейно изменяющегося напряжения, 5 (N"1) выходов генератора синхроимпульсов соединены с первыми входами соответствующих (й-1) ..измерительных каналов, вторые входы всех измерительных каналов соединены с соответ10 ствующими выходами многоканального генератора линейно изменяющегося напряжения, входная шина соединена с объедийенными третьими входами всех

I измерительных каналов, первые выходы

15, которых подключены к первой группе входов многоканального решающего .блока, вторая группа входов которого соединена соответствующими вторыми входами измерительных каналов.

Кроме того, каждый измерительный канал содержит последовательно единенные ключ, расширитель-импульсов и квадратор, выход которого. со, единен с первым входом блока отношений, второй вход которого является вторым входом измерительного качала, выход блока отношений подключен к входам указателя экстремума и пикового детектора, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами измерительного канала, первым и третьим входами которого являются первый и второй входы ключа соответственно.

На чеРтеже приведена блок-схема предложенного устройства.

Схема включает генератор 1 синхроимпульсов, который выполнен многоканальным, многоканальный,.генератор

2 линейно изменяющегося напряжения

40 (ГЛИН), счетчик 3 времени, многоканальный решающий блок 4, измеритель ные каналы 5 ° 1-5..N каждый из которйх содержит блок б отношений, указатель 7 экстремума, пиковый детек45 тор 8, ключ 9, расширитель 10 импульсов и квадратор 11.

Устройство работает следующим образом.

На вход измерителя длительности

50 поступает аддитивная смесь x(t) 1018100 а „р :фхтр>а ) (<тл; ), 1 абсоS(t) + n(t) импульса прямоугольнои формы S (t) и широкополосной помехи

n (t) . Рассмотрим обработку принятого сигнала в первом канале, так как обработка сигнала в цстальных (N-1) каналах аналогична. Сигнал x(t) поступает на вход ключа 9, который открывается импульсом прямоугольной формы (скачком напряжения), вырабатываемого генератором 1 синхроимпульсов. Длительность импульса от генератора 1 превосходит максимально возможную длительность измеряемого импульса. Временные положения передних фронтов (t„-, t;+<) управляющих импульсов, подаваемых в соседние каналы системы обработки раэf личаются на интервал дискретизации

at(t t rst, i .0,1 ..., N 1) ° Од-. новременно с виходов генератора 1 уп-равляющие сигналы синхронизируют во времени генератор 2 и счетчик 3 времени. Счетчик 3 времени начинает отсчет с момента открывания первого канала. Расширитель 10 длительности импульсов представляет собой интегратор с большой постоянной времени интегрирования. После того, как от-. крылся ключ 9, смесь сигнала и шума х(t) интегрируется (т.е. на выходе расширителя 10 образуется сигнал

Х(1)Н) ) и поступает на вход квад1 . с ратора 11. С выхода квадратора 11 преобразованная смесь сигнал — поме2 . ха 1 Х(1Ю) поступает на вход бло41 . ка 6 отношений. Одновременно на второй вход блока б отношений с выхода генератора 2 поступает линейно изменяющийся сигнал, формируемый с .помощью сигнала с генератора 1 с длительностью, равной временному интервалу возможных значений измеряемой .. длительности (т.е. Г-t i = О, 1, М-1). Блок б отношений Формирует сигнал; пропорц/ональный отношению лютный максимум которого достигается в момент времени, соответствующий заднему фронту измеряемого импульса.

Действительно, как следует из теории потенциальной помехоустойчивости, временное положение абсолютного максимума И„(X ) соответствует оценке максимального правдоподобия заднего фронта измеряемого импульса. Если помеха отсутствует, то положение абсолютного максимума соответствует истинному значению заднего фронта-сигнала 5(t) Наибольший (по уровню) из абсолютных максимумов И;(Т )) cooTветствует тому каналу обработки, который открывается управляющим импульсом с генератора 1 с временным положением переднего фронта, наиболее близким к истинному временному положению переднего фронта измеряемого импульса. Однако при наличии широкополосной аддитивной помехи совпадение временных положений, сформированных в каналах обработки абсолютных максимумов напряжений, не имеет места. Поэтому для селекции выходного напряжения по амплитуде в каждый канал введен пиковый детектор. пиковый детектор i-го канала .(i 1, N) выделяет абсолютный максимум И сформированного выходного напряжения ка1 нала и уничтожает информацию в его временном положении. Далее решающий блок 4 по выходным напряжениям пиковых детекторов 8 каналов 5.1-5.N определяет номер канала, которому соот2О ветствует максимальное выходное напряжение. Затем решающий блок 4 подает на первый вход счетчика 3 вре,мени синхроимпульс этого канала.

В решающем блоке 4 осуществляется

35 запоминание выходных напряжений указателей 7 каналов 5.1-5.N временные местоположения которых соответствуют временным местоположениям абсолютных максимумов, сформированных в ка-. налах обработки напряжений. Как только решающий блок 4 определит номер канала с наибольшим выходным напряжением, то на счетчик 3 времени поступает маркировочный синхроимпульс, указывающий номер этого канала. При поступлении этого импульса счетчик 3 изменяет время отсчета с момента открывания первого канала 5.1 на момент открывания канала с наибольшим выходным напряжением. При этом чис4О ла, соответствующие разностям между моментами времени открывания каналов обработки (начиная со второго) и моментом открывания первого канала, могут храниться в долговременной па45 мяти счетчика 3. указатель 7 экстре- мума канала с наибольшим выходным напряжением выявляет. положение абсолютного максимума И; в интервале (t „-, C ), и через решающий блок 4 н а вход счетчика 3 подается соответствующий синхроимпульс. Затем счетчик

3 производит временной отсчет положения абсолютного максимума И; .

Таким образом, путем измерения временного положения абсолютного максимума сигнала, сформированного в канале с наибольшим выходным напряжением, измеряется длительность импульсов прямоугольной форьы (или

60 близкой к ней). После того, как выявлен наибольший иэ абсолютных максимумов, сформированных в каналах, обработки напряжений, и по измеренному его временному положению определена длительность выходного сигна1018100

Составитель A.Ïëåòíåâà

Редактор М. Келемеш Техред К.Мыцьо,Корректор Е, Рошко

Заказ 3542/47 . Тираж 411 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ла (с помощью блока 4 счетчика 3) генератор 1 в результате подачи сигнала со счетчика 3 прекращает гене« рацию импульсов, и ключи 9 снова заПирают входы каналов обработки.

Использование многоканальной системы обработки в предложенном измерителе позволяет реализовать одновременное вычисление оценок максимального правдоподобия неизвестной амплитуды, временного положения переднего фронта (в решающем блоке 4) и длительности измеряемого импульсного сигнала (в счетчике 3). При этом неизвестная амплитуда может изменяться в широком динамическом диапа- 15 зоне . Операции совместного оценивания амплитуды и заднего фронта им. пульса являются оптимальными, а переднего фронта - близкой к оптимальной. Это позволяет в максимальной степени подавить действие помех.

Таким образом, устройство обеспечивает существенный выигрьаа в точности измерения длительности импульса . при неизвестном переднем фронте в условиях действия помех, может быть использовано в радиотелеметрических системах с односторонней,ШИМ, в асинхронных системах связи и др., и может быть реализовано с помощью стандартных блоков времяизмерительной аппаратуры. При этом реализация блока бтношений, экстрематора, решающе- го устройства, счетчика и других блоков возможна как в аналоговом, так и в цифровом вариантах.