Фазометрическое устройство

Фазометрическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

союз совктских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРС ИЗЙП10Е BATEHYHQK

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБР к АВтОРскОмУ сВБДе и льсхВУ (19) ЯЕ (11) (Я)5 G6 ЙИ 69 (2Ц3673939/21 (22) 20Л283 (46) ЗОЛО93 Бнд ¹ 39-40 (72) Фрумкин ЙГ„ Петрачев СВ- Нинкин ВФ„

Рябцев ВТ:, Григорьев M.H.; Кошелев ВК (54) ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ У(ЙРОЙСТВО

И .Обретение относится к технике измере ия фазы радиосигналов и может быть использовано в аппаратуре приемоиндикаторов системы навигации и единого времени, 5

Цель изобретения -уменьшение времени измерения за счет сокращения времени отработки разности фаз между входным и опорным сигналами, Введение в фазометрическое устройство блока, изменяющсго скорость отработки разности фаз в зависимости От соотнОшения сиГнал/шум, позволило сократить время из лерения почти в пять раз, На фиг.1 изображена структурная блоксхел1а фаэометрического устройства; на фиг.2 — структурная схема блока определения Отношения сигнал/шум; на фиг,3— струfcTvpHGA схема блока переменного коррекционного эффекта. 20 устройство содержит усилитель-ограничитель 1, чувствительный элемент 2, блок

3 Определения соотношения сигнал/шум, первый реверсивный счетчик 4, блок 5 переменного коррекционного эффекта (БПКЗ), 25

Второй раверсивный счетчик.б, пОрогОвый блок 7, дискретный фазовращатель 8, опорнь и генератор 9, делитель 10 частоты, отсчетный блок 11, дешифратор 12, элементы и 13, 14. первый и второй блоки 15 и 16 30 задержки. В ыход удилителя-ограничителя 1 соединен с первым входом чувствительного элемента 2, а также с сигнальным входом блока 3 определения соотношения сигнал/шум, выходы чувствительного элемента 2 .соединены с суммирующим и вычитающим входами первого реверсивного счетчика 4, Выходы которого соединены с соответствующими входами БПКЭ 5, с входами второго реверсивного счетчика б и с 40

Входами порогового блока 7. БПКЗ 5 подключен выходами к управляющим входам дискретного фазовращателя 8, сигнальный вход которого соединен с выходом опорного генератора 9, а выход — с входом делителя 45 частоты 10. Первый выход делителя частоты

10 соединен со Вторым входом чувствительного элемента 2, вторым входом блока 3

Определения соотношения сиГнал/шум и отсчетным блоком 11. Остальные выходы делителя 10 частоты соединены с соответствующими входами дешифратора 12, выход которого соединен с третьим входом блока

3, три выхода которого связаны соответственно с первьил, вторым и третьим управля- 55 ющими входами БПКЭ 5, а его трети л выход связан ь четвертым ВхОДОм блока 3, ВыхОДы котoporo реВ "рсивного счетчика 6 связаны с соотВетствующими Входами пОдО ОВОГО блока 7, первый и BTQpQA выходы которОГО через элементы И 13 и 14 соединены соотВетственно.с четвертым и пятым управляющими входами БПКЭ 5, Вторые входы элементов И 13 и 14 соединены с выходом блока задержки 16, выход которого через блок задержки 15 связан с входом обнуления второго реверсивного счетчика 6. Шестой управляющий вход БПКЭ 5 связан с входом блока задержки 16.

Блок определения соотношения сигнал/шум содержит (см,фиг.2) последовательно соединенные дифференцирующую цепь 17, инвертор 18, первый элемент И 19, первый счетчик 20, дешифратор 21, элементы ИЛИ 22, второй и третий элементы И 23, а также последовательно соединенные гетвертый элемент И 24, второй счетчик 25, первый элемент задержки 26, выход которого связан с вторыми входами элементов И

23 и через второй элемент задержки 27 С входом сброса первого счетчика 20, Второй вход элемента И 19 является третьим входом блока 3 определения соотношения сигнал/шум, третий вход элемента И 19 и первый вход элемента И 24 соединены с четвертым входом блока 3, второй вход элемента И 24 соединен с вторым входом блока

3. Выходы элементов И 23 являются управляющими выходами блока 3, выход счетчика

25 является третьим выходом блока 3, Блок

5 переменного коррекционного эффекта (БП КЭ) (см.фиг.3) состоит из двух RS-триггеров 28, 29, причем входы S являются входами БПКЗ 5, элемента ИЛИ 30, входы которого связаны с выходами триггеров 28, 29, а выход соединен с входом элемента И

31„второй вход которого соединен с генератором импульсов 32, а выход — с первыми входами второго и третьего элементов И 33, 34, а также с первыми входами группы элементов И 35 делителя 36 частоты с переменным коэффициентом деления (ДЧПКД), вторые входы которых связаны соответственно с выходами триггеров 37 — 40, а выходы через делители 41-44 с различными коэффициентами деления с входами элемента ИЛИ 45, выход которого связан с вторыми входами триггеров 28, 29. Первый вход триггера 37 связан с вторым управляющим входом БПКЭ 5, первый вход триггера

38 — с первым управляющим входом БПКЗ

5, вторые входы триггеров 37, 38 связаны с третьим управлюощим входом БПКЭ 5; первый вход триггера 39 связан с четвертым управляющим входом БПКЭ 5, второй вход триггера 39 связан с шестым управляющим входом БПКЭ 5, первый вход триггера 40, связан с пятым управляющим Входом ПБКЭ

5, второй Вход триггера 40 через элемент

ИЛИ 46 связан с третьим и шестым упрввля5 1170873 6 ющими входами БЛКЭ 5, выход элемента И левой сигнал, пройдя через элемент ИЛИ

33 является первым выходом БПКЭ 5 и несет 30, прекращает поступление импульсов от информацйю а величине- йоложительного генератора 32 через элемент И 31 на первые .сдвига фазы опорного.сигнала, выход эле-.: . входы элементов И 33, 34. Число импульсов

:мента И 34 является вторым. выходом БПКЗ 5 генератора 32, прошедших на выход БПКЭ

5 и несет йнфармацию а величине отрица- 5 при поступлении на его вход импульса тельного сдвига фазы опорнога сигнала;вм- переполнения, определяет величину дискход трйггера 40 является третьим выходок -рета сдвига фазы дискретного фазовращаБПКЭ 5; разрешающим- определение соат-: теля 8. Импульсы переполнения с выходов ношения сигнал/шум.. - .:: -: - :.: 10 первого реверсивного счетчика 4 поступают

Устройство работает следующим @бра-. также на входы второго реверсивного счет.зам.:.: .. .: -, чйка 6, обнуляемаго импулысом, проведПринимаемый сигнал pepsi усилйт@я@.- . шим через бщ>ки.задержки 15, 16. Число .ограничитель 1 поступает на ахад чувстви.-,: разрщ ов втрои реверсивйого счетчика 8 тельного. элемента 2 и блока 3 айределеция 4 выбирзетея так, чтобы эа период обнуления . соотношения..сигйал/шум. На,.второй .вход.::::импульсов счетчик 8 не переполнялся при чувстаительного -элемента.2 поступаВт::;: -: любых фазовых рассогласованиях между опорный сигнал. с выхода делителя частоты.::;:. опорным и принимаемым сигналами: . Щ, C.ïîìîùüþ чувствительного:эяементй2 произвоцится сравнение фаэ прйнятМФ::й. 26 : „„Т дн

- -, опорного калебаний; : :. Серйи импульсов с- а@ходов чувсмби- . тейьиаго®щмента 2 поступают нзсуммиру.=, . -: где ТО5Ч вЂ” ПЕРИОД ОбНУЛЯЮЩИХ ИМПУЛЬ Фщи@ :, и".Вычитающий "Вхюды юерВОхб сов; ййи :ааследнега на -одном иэ Юга выхода@,-:: с выхода генератора импульсов; формируется имйульс, который поступафг:."::- и — емкость второго реверсивного счетна.соответствующий:информационны&вход. чика 6.

БПКЭ Б. Появление импулЬСа. иа информа-.: ., Нри больших рассогласовениях принициоцном. входе БПКЭ 5 приводит: i Форми-" " ® маемога и опорного сигналов число импуль, раванию:сигналов, поступаю®их :иа.": . .. сав, поступающих а одного из выходов дискретный фазовраЩатель 8:и, вызывай.,: . первого реверсивного счетчика 4; велико и щих сдвиг опорного сигнала фазаметрич@- .. абсолютная-величина числа, зафиксирован.. скаго устройства;. формируемого..йуТам-:-. :наго во втором реверсивном счетчике 6, к . деления чаСтОты опорного: гейератощ 9 46.: моменту прихода импульса на вход блока лителем 16 частоты, Дискрет сдвига диei-,.:: задержки 16 превышает пороговое:экачеретного. фааоаращателя 8; задаетс@-: . -ние М <>. состоянием БПКЭ 5; а направлние с@вша .. Превышение порогового значения во определяется тем входом фазавращател М, .."::;::. етором реверсивном-счетчике:6 фиксируетна кбтороМ в данный момент появился йм-, 0 -ся с помощью пораговаго блока 7.

- пульс управления. Импульсыс выходаа Aep -; При превращении tiopera на первом вы вога реверсивного сметчика 4 поступают в:. - ходе йорогааага блока 7 появляется сигнал, :БПКЭ 5 (см.фиг.3), на входы 3 йЗ" риггерб@:.-. по которому элемент И 14 открывается для

28,,29, Сйгналы с одного иэ.вйходов фии4;: прохождения импульсов с выхода. блока 16 рав. 28; 29. пройдя элемент ИЛИ .Е, насту-. 45 .задержки, .а элемент И: 13 закрывается сиг. пают на первый вход элементе И. ЗФ.,: иаламс второго выходапароговогаблака7. раарещая импульсам заполнения с емхбДВ : Импульс с выхода элемента И 14 устанавлигенератора 32 проходить на вход злемекта вает триггер:39 в единичное состояние, при

И 31., откуда они поступают на первые вхадМ::: катаром БПКЭ 5 воздействует на дискретэлементов И 33, 34 и на входы ДСПКД Ж -.89; ный фазовращатель 3 таким образом, что

Коэффициент деления последнега опреде-. последний осуществляет сдвиг фазы опарляется состоянием триггеров 37-40. Рассаг- — наго сигнала с наибольшим дискретам. Залаеавание опорного и принимаемого - держка обнуляащего импульса в блоке 6 сигналов определяет состояние триггеров... задержки осуществляется на время, необхо39, 40. Коэффициент деления ДЧПХД 36. е 55 димов для предварительнайустановкитригсвою. очередь, определяет число импульсав repoe 39, 40 (см.фиг,З) в. нулевое состояние. генератора 32, после прохождения которых Этодастигается тем.чтотриггер39устанавделитель 36 формирует сигнал, который, ливает каэффициентделения делителя часвоздействуя. на входы RS-триггеров 28, 29, таты Зб на максимальную величину и тогда устанавливает их в нулевое состояние, Нф каждый импульс, пришедший на вход БПКЭ

5, превращаетсл в нем в максимальную серию импульсов. Таким образом, факт превышения порога во втором реверсивном счетчике 6 фиксируется установкой в единичное состояние триггера 39.

При небольших расстояниях onopHGf о и принимаемого сигналов (пасло отработки рассогласования с большим дискретом сдвига) число импульсов, поступающих на вход второго реверсивного счетчика от первого реверсивного счетчика 4 невелико, и пороговое значение не превышается. Для этого его следует брать в несколько раз больше, чем тк -среднеквадратическое значение числа импульсов ва втором реверсивном счетчике 6 к концу интервала Т 6 .

Величина где ap — среднекввдратическае значение флюктуации фазы опарнога сигнала (априарно известнал величина};

Л p — сдвиг фазы опорного сигнала, вы-. званный импульсам на выходе первого реверсивного счетчика 4 в працегсе грубой отраба гки рассогласования.

Импульс с входа блока 16 задержки обнуляет триггеры И 39, 40, а спустя время

ЬТз(ЬТз равно времени установки в нулевое состояние триггеров 39, 40) в единичное состояние устанавливаетсл триггер 40 импульсом, прошедшим с выхода блока задержки 16 через элемент И 13. Второй реверсивный счетчик 6 устанавливается в нулевое состояние импульсом с выхода блока задержки 15 (ЛТ вЂ” время задержки импульса обнуления в блоке задержки 15, определяемое временем установки в единичное состояние триггера 40). В этом режиме полоса фазометрическ )го устройства сужается таким образом, чтобы обеспечивалась заданная точность при,-большом соотношении сигнал/шум, Положительное напряжение на выходе триггера 40 переключает коэффициент деления делителя 36 на меньшую величину и -"одновременно включает в рабату блок у определения соот" ношения сигнал/шум (см.фиг,2), разрешал прохождение импульсов через элементы И

24, 19.

На выходе дешифратора 12 из сигналов делителя 10 частоты формируется стробирующий импульс, по времени привязанный своей серединой к моменту перехода опорного сигнала с полажительнага полупериода s отрицательный. Для этого потенциальные

30 мируется по переполнению счетчика 25, на

5

15 сигналы с прямых выходов триггеров старших разрядов делителя 10 частоты обьединлются и поступают на выход дешифратора

12. Этот сигнал поступает на страбирующий (трегий) вход блока 3, в именно на второй вход элемента И 19. Принятый сигнал с выходаусилителя-ограничителя 1 поступаетна сигнальный вход блока 3-, а именно на вход дифференцирующей цепи 17, с помощью которой в момент перехода положительного полупериода в отрицательный формируетсл импульс, поступающий через инвертор 18 на первый вход элемента И 19. В результате отработки больших рассогласований середина стробирующего импульса расположена вблизи среднего положения момента перехода положительного полупериода принимаемого сигнала в отрицательный.

Под воздействием шумов момент перехода флюктуирует. При совпадении момента перехода со строб-сигналом на выходе элемента И 19 формируется импульс, который записывается в счетчике 20. В блоке 3 на заданном интервале времени анализ подсчитывается число совпадений, которое апределлется соотношением сигнал/шум.

Причем. чем больше соотношение сигнал/шум, тем больше совпадений. Сигнал окончания интервала времени анализа форвход которого через элемент И 24 поступают сигналы с выхода делителя частоты 10. В момент переполнения счетчика 25 формируется сигнал, поступающий в БПКЭ 5 через элемент ИЛ VI 446 6 н а a вoхxоaд тTрpи гnгnеeр а a 4400, а также непосредственно на триггеры 37, 38, устанавливая их в нулевое состояние, Состояние счетчика 20 в блоке 3 по истечении заданного интервала времени анализа дешифрируется дешифратарам 21. В момент прихода с выхода счетчика 25 на вторые входы элементов И 23 импульса, прошедшего элемент задержки 26, сигнал с выхода дешифратора

21 проходит через элемент ИЛИ 22, объединяющий выходы состояния дешифрамра

21, лежащие в пределах заданных порогов, соответствующий элемент И 23 устанавливает соответствующий из триггеров 37, 38 в единичное состояние. Величина задержки сигнала в элементе задержки 26 выбирается несколько большей времени установки в нулевое состояние триггеров 37 — 38. Сигнал с выхода элемента 26 задержки поступает также через элемент 27 задержки на ход обнуления счетчика 20. Время задержки элемента 27 задержки выбирается несколько большим времени установки в единичное состояние триггеров 37, 38. При малом соотношении сигнал/шум, которому соответствует и малое число совпадениИ, с выхода

1170873

10 блока 3 поступает сигнал на тот из триггеров . 37, 38, который определяет наименьшийдискрет фезовращателя 8. При среднем cootношении сигнал/шум сигнал с выхода блока

3 поступает на тот из тригп .ров 37,38, кото- 5 рый определяет больший дискрет фазовращателя 8..При большом соотношении сигнал/шум сигнал с выхода блока 3 не поступает, т.к. выходы дешифратора 21. соответствующие большому числу совпадений 10 на элементах ИЛИ 22, не объединенм. Соответствующий дискрет сдвига фазовращателя 8 обеспечивается сигналом с элемента И

13, поступающим на триггер 40. Таким образом, отработка ведется с дискретом, соот- 15 ветствующим данной шумовой обстановке, B працессе отработки устройство гибко реагирует на изменение шумовой обстановки в течение сеанса, т.к. выбор дискрета повторяется каждый раз после прошествия интервала времени анализа. Го окончании отработки временное положение опорного сигнала, определяющее фазу принимаемого сигнала. измеряется с помощью отсчетного блока 11. (56) Авторское свидетельство СССР

533879, кл. С 01 R 25/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 917123, кл. G 01 R25/00,,1981.

Формула изобретения вующими выходами первого реверсивного

1. ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, счетчика, третий вход - с выходами второго тов И и входом второго блока задержки, 55 свой состав цепи из последовательно соединенных элементов И и делителей с разявляющимся об нуля ющим входом фазоличными коэффициентами деления, выхометрического устройства, выход второго блока задержки соединен с входом перводы которых соединены с входами элеменго блока задержки, первый и второй входы та ИЛИ, выход которого, являющийся выпорогового блока соединены с соответст- ходом делителя частоты с переменным содержащее последовательно соединен- реверсивного счетчика. а выходы - с перные чувствительный элемент, первый ре- выми входами соответствующих элементов версивный счетчик, блок переменного И, вторые входы которых объединены и сокоррекционного эффекта, дискретный фа- единены е выходом второго блока задержзовращатель, к сигнальному входу которо- ки, m, подсоединен опорный генератор, 25 2. Устройство по п,1, отличающееся делитель частоты, выход которого соеди-. TGM, что блок переменного коррекционного нен с отсчетным блоком и вторым входом эффекта содержит два RS-триггера, $-вхо.чувствительного элемента, а также после- ды которых являются первым- и вторым довательно соединенные первый блок за- входами блока, выходы соединены с входадержки и второй реверсивный счетчик, 30 ми элемента WIN, выход которого соедисчетные входы которого соединены с соот- нен с первым входом первого. элемента И, ветствующими выходами первого ревер- к второму входу которого присоединен высивного счетчика, отличающееся тем, что. с ход генератора импульсов, а к выходу:. целью уменьшения времени измерения, он первые входы второго и третьего элемен дополнительно содержит второй блок за- 35 тов И, второй вход второго элемента И содержки. пороговый блок, два элемента И, единен с выходом первого й3-триггера, дешифратор и последовательно соединей- . второй вход третьего элемента И соединен ные усилитель-ограничитель, вход котоРо- с выходом второго RS-триггера, триггеры, го, является сигнальным входом первые входы которых соединены соответуетройства, и блок определения соотноше" 0 ственно с вторым, первым, пятым и четверния сигнал-шум, сигнальный вход которого тым управляющими входами блока

:соединен .с первым входом чувствительна- переменного коррекционного эффекта, го элемента, второй, третий и четвертый вторые входы первого и второго триггеров входы соединены выходами делителя:час- объединены и соединены с одним из вхо. тоты, дешифратора и третьим выходом дов элемента ИЛИ и с третьим управляюблока переменного коррекционного эф- щим входом блока, второй вход третьего фекта, первый, второй и третий выходы со- триггера соединен с шестым управляющим единены соответственно с первым, вторым входом блока и другим входом элемента и третьим управляющими входами блока 50 ИЛИ, выход которого соединен с вторым переменного коррекционного эффекта, входом четвертого триггера, выход которочетвертый, пятый и шестой управляющие .го является третьим выходом блока, деливходы которого соединены соответствен- тель частоты с переменным . но с выходами второго и первого элемен- коэффициентом деления, включающий в

1170873

11 коэффициентом деления, соединен с вторыми входами RS-триггеров, первые входы элементов И объединены, являются первым входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления и соединены 5 с выходом первого элемента И блока переменного коррекционного эффекта, вторые входы элементов И, являющиеся вторыми входами делителя частоты с переменным коэффициентом деления, соединены с вы-1п ходами триггеров.

3, Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок определения соотношения сигнал/шум содержит последовательно соединенные дифференцирующую цепь, ин- 15 вертор, первый элемент. И, первый счетчик и дешифратор, выходы которого через элементы ИЛИ соединены с первыми входами второго и третьего элементов И,. выходы которых являются первым и вторым выходами блока, последователъно соединенные четвертый элемент И, второй счетчик, выход которого является третьим выходом блока, первый элемент задержки, выход которого соединен с объединенными вторыми входами второго и третьего элементов И, второй элемент задержки, выход которого соединен с входом сброса первого счетчика.

337087- !

1170873

goal

Составитель А.Кузнецов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Лисина

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3190

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101