Устройство для обработки доплеровского сигнала

Устройство для обработки доплеровского сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДОПЛЕРОВСКОГО СИГНАЛА, содержащее генератор опорной частоты, подключенный к счетному входу счетчика времени, блок формирования счетных импульсо1В и импульса конца пачки, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика числа периодов , а второй выход - с входом Сброс счетчика времени, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и упрощения устройства , в него введены сумматор, два элемента задержки и блок памяти, причем перв выход блока формирования соединен с управляющим входом сумматора и через первый элемент задержки - с входом Сброс счетчика . времени, выход Переполнение сумма , тора соединен с входом Установка блока памяти и через второй элемент задержки - с входом Сброс счетчика i числа периодов, а информационные (Л входы сумматора и блока памяти подключены к информационным выходам счетчиков времени и числа периодов соответственно .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ЙЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3481206/18-10 (22) 12.08.82 (46) 07.05.84. Бюл. Н 17 (72) В.А.ЖмудЬ9 В.С.Соболев и А.А.Столповский (71) Институт автоматики и электрометрии СО АН СССР (53) 621.317:532.574(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 413893, кл. G 01 R 23/02, 1974.

2. Патент США В 4051433, кл. 324-78, опублик. 1975 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ДОПЛЕРОВСКОГО СИГНАЛА, содержащее генератор опорной частоты, подключенный к счетному входу счетчика времени, блок формирования счетных импульсов и импульса конца пачки, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика числа периодов, а второй выход — с входом

"Сброс" счетчика времени, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения уст" ройства, в него введены сумматор, два элемента задержки и блок памяти, причем первый выход блока формирования соединен с управляющим входом сумматора и через первый элемент задержки — с входом ."Сброс" счетчика времени, выход "Переполнение" сумма, тора соединен с входом "Установка" блока памяти и через второй элемент задержки — с входом "Сброс" счетчика числа периодов, а информационные входы сумматора и блока памяти подключены к информационным выходам счетчиков времени и числа периодов соответственно.

1091087.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств, предназначенных для измерения частоты сигналов, с глубокой амплитудной модуляцией, в частности сигнала доп. леровского измерителя скорости.

Известно устройство для обработки доплеровского сигнала, состоящее из узла фильтрации, узла селекции сигнала по уровню, узла формирования счетных импульсов, узла формирования строб-импульсов и узла измерения доплеровской частоты. В устройстве сигнал доплеровской частоты подается через узел фильтрации на два rioporoвых усилителя-ограничителя, формиру ющих сигнальную и опорную последо;вательности. Импульсы обеих последовательностей поступают на узел формирования строб-импульсов, длительность которых равна длительности целого числа доплеровских периодов в пачке, Далее счетные импульсы доплеровской частоты и строб-импульсы подаются на цифровой частотомер с заранее задаваемым временем счета, складываемым из длительностей стробимпульсов и равным коэффициенту пропорциональности между доплеровской ЗО частотой и измеряемой скоростью. Поэтому показание частотомера по окончании счета получают непосредственно

s единицах скорости. Для получения результатов в аналоговой форме применяется частотный детектор с памятью (1), Недостаток устройства заключается,. в возможности возникновения значи1 ,тельной погреаности измерения из-за искажения последнего периода, вошед- 40 шего в строб.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее генератор опорной частоты, блок формирования, счетных импульсов и импульса конца пачки, счетчики времени и числа периодов, буферный регистр и вычислительный блок. В этом устройстве с приходом каждого очередного счетно.

ro импульса из счетчика времени в буферный регистр переписыавется значение, соответствующее временному интервалу между первым в пачке и пришедшим импульсами. Количество счетных импульсов в пачке фиксируется счетчиком числа периодов. По окончании пачки импульсов значение частоты доплеровского сигнала формируется вычислительным блоком Из показаний счетчика числа периодов и содержимого буферного регистра путем деления первого на второе.

Известное устройство позволяет исклю,чить из обработки искаженную часть доплеровского сигнала 23.

Недостатки известного устройства заключаются в невозможности осреднения частоты импульсов более чем за одну пачку и в необходимости использования сложного вычислительного блока.

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обработки доплеровского сигнала, содержащее генератор опорной частоты, подключенный к счетному входу счетчика времени, блок формирования счетных импульсов и импульса конца пачки., первый выход которого соединен со счетным входом счетчика числа перно дов, а второй выход — с входом

"Сброс" счетчика времени, введены сумматор, два элемента задержки и блок памяти, причем первый выход блока формирования соединен с управ» ляющим входом сумматора и через первый элемент задержки — с входом

"Сброс" счетчика времени, выход

"Переполнение" сумматора соединен с . входом "Установка" блока памяти и через второй элемент задержки — с входом "Сброс" счетчика числа периодов, а информационные входы сумма- . тора и блока памяти подключены к информационным выходам счетчиков времени и числа периодов соответственно.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Генератор 1 опорной частоты подключен к счетному входу счетчика 2 времени. Блок 3 формирования счетных импульсов и импульса конца пачки имеет два выхода соответственно, причем первый из этих выходов соединен со счетным входом счетчика 4 числа периодов, а второй — с входом "Сброс" счетчика 2 времени. Кроме того, устройство содержит сумматор 5, элементы 6 и 7 задержки и блок 8 памяти.

Первый выход узла 3 формирования соединен с управляющим входом суммачисло которых соответствует числу осредненных периодов. При переполнении сумматора 5, которое происходит по окончании времени осреднения, пока5 зания счетчика числа периодов записываются с блок 8 памяти, а счетчик 4 обнуляется с задержкой, определяемой элементом 7. Переполненный сумматор автоматически возвращается в исходное состояние.

1 Таким обра1ом, код, записанный в блок 8 памяти, соответствует числу периодов, суммарная длительность коФорых составляет время осреднення.

Это время задается путем предварительной установки емкости сумматора 5.

В случае осреднения за единицу време-, ни код блока 8 памяти прямо соответствует значению доплеровской частоты, Поскольку каждый счетный импульс обнуляет счетчик 2 времени, осреднение можно осуществлять за время, превышающее длительность пачки, а выходной код счетчика 2 может быть использован как источник информации о мгновенном значении доплеровской частоты.

Для устранения "Мертвого" времени счетчика 2 целесообразно применение двух счетчиков, работающих поочередно на общий сумматор.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в существенном повышении точности и. упрощении соответствующих устройств, что позволяет решить задачу созданйя доплеровских лазерных измерителей скорости для ряда ответственнык технологических процессов, например процесса прокатки горячих труб.

Составитель В. Журавлев

Техред С,Легеза

Редактор А. Курах

Корректор М. Шароши

Заказ 3075/41

Подписное

Т.ираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-3$, Раушская наб;, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1091087 сф тора 5 и через элемент 6 задержки— с входом "Сброс" счетчика 2 времени, Выход "Переполнение" сумматора 5 соединен с входом "Установка" блока 8 памяти и через элемент 7 задержкис входом "Сброс" счетчика 4 числа периодов. Информационные входы сумматора 5 и блока 8 памяти подключены к информационным выходам счетчиков времени 2 и числа периодов 3 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Блок 3 формирования вырабатывает счетные импульсы, передние фронты которых совпадают по времени с моментом пересечения высокочастотной составляющей доплеровского сигнала

:нулевого уровня. В те моменты времени, когда амплитуда высокочастотной составляющей превышает некоторое заданное значение, соответствующие пачки счетных импульсов появляются на первом выходе блока формирования.

На втором выходе этого блока формируется импульс конца пачки, который начинается с некоторой задержкой после последнего импульса в пачке и заканчивается с появлением первого импульса следующей пачки. 30

Счетчик 2 времени при помощи генератора 1 опорной частоты формирует значения длительности временных интервалов между счетными импульсами. Каждый счетн и импульс осуществляет перепись35 показаний этого счетчика в сумматор 5, где они суммируются с уже накопленньм значением, а затем с задержкой, достаточной для перезаписи, устанавливает счетчик 2 в исходное состояние.4О

Счетчик 4 числа периодов осуществляет суммирование счетных импульсов,