Устройство для измерения длительности импульсов

Устройство для измерения длительности импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в радиотехнических устройствах для измерения длительности импульсов . Целью изобретения является повьппение точности измерения длительности импульса, искаженного модулирующей помехой в условиях аддитивной помехи. В устройство, содержащее блок 5 амплитудных отнощений, управляемый ключ 1, расширитель 3 длительности импульсов (интегратор), квадратор 4, генератор 6 линейно изменяющегося напряжения, счетчик 8,импульсов, пороговый элемент 2, блок .7 указателя экстремума, входные шины 15, 16 для достижения цели введены усилитель-фаз оинвертор 14, полосовой фильтр 10, квадратор 11, расширитель 12 длительности и myльcoв (интегратор ), сумматор 13. Путем измерения временного положения абсолютного максимума сформированного сигнала измеряется длительность импульса S(t), искаженного паразитной амплитудной модуляцией. Точность измере- tg ния длительности импульса, искаженного аддитивной и мультипликативной / помехами, существенно зависит от трех коэффициентов, определяющих режим i работы блоков 6, 10 и 14. Выбор ко- 2 эффициентов осуществляется путем применения методов теории потенциаль ной помехоустойчивости. 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 04 F 10/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOf4V СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3824695/24-21 (22) 18. 12. 84 (46) 15. 08. 86. Бюл. 1(р 30 (71) Воронежский ордена Ленина государственный университет им. Ленинского комсомола (72) А.П. Трифонов и В.И. Парфенов (53) 621.317.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 423097, кл. G 04 Г 10/04, 1972.

Авторское свидетельство СССР

8 915059, кл. G 04 Р 10/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в радиотехнических устройствах для измерения длительности импульсов. Целью изобретения является повышение точности измерения длительности импульса, искаженного модулирующей помехой в условиях аддитивной помехи. B устройство, содержащее блок

5 амплитудных отношений, управляемыйключ 1, расширитель 3 длительности импульсов (интегратор), квадратор 4, генератор 6 линейно изменяющегося напряжения, счетчик 8,импульсов, пороговый элемент 2, блок .7 указателя экстремума, входные шины 15, 16 для достижения цели введены усилитель-фазоинвертор 14, полосовой фильтр 10, квадратор 11, расширитель

12 длительности импульсов (интегратор), сумматор 13. Путем измерения временного положения абсолютного максимума сформированного сигнала измеряется длительность импульса

S(t) искаженного паразитной амплир

Ф тудной модуляцией. Точность измере- Е ния длительности импульса, искаженио

ro аддитивной и мультипликативной помехами, существенно вависит от трех м коэффициентов, определяющих режим работы блоков 6, 10 и 14. Выбор ко- Я эффициентов осуществляется путем применения методов теории потенциаль ной помехоустойчивости. 11 ил.

1251016

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствах для измерения длительности импульсов.

Цель изобретения — повышение точности измерения длительности импульса, искаженного моделирующей помехой в условиях действия аддитивной помехи.

На фиг. i представлена структурная схема уЬтройства; на фиг. 2-11 временные диаграммы, показывающие вид преобразований, которым подвергается искаженный мультипликативной ,помехой импульс при прохождении через элементы устройства для измерения длительности импульсов.

Устройство (фиг. 1) содержит управляемый ключ 1, пороговый элемент 2, первый расширитель 3 длительности импульсов (интегратор), первый квадратор 4, блок 5 амплитудных отношений„ генератор б линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) блок 7 указателя экстремума, счетчик 8 импульсов, переключатель 9, полосовой фильтр 10, второй квадратор 11 второй расширитель 12 длительности импульсов (интегратор), сумматор t3 усилитель30 фазоинвертор 14, а также первую 15 и вторую 16 входные шины. Первая входная шина 15 соединена с входом управляющего ключа i выход которого соединен с входом полосового фильтра 10 и входом первого расширителя 3 длительности импульсов, соединенного выходом с входом первого квадратора

4, выход которого соединен с первым входом блока 5, вторым входом соединенного с входом усилителя-фазоинвертора 14 и выходом ГЛИН 6, вход которого соединен с управляющим входом счетчика 8, входом управления управляющего ключа 1 и выходом порогового элемента 2, вход которого соединен через переключатель 9 с первой 15 и второй 16 входными шинами устройства.

Выход полосового фильтра 10 подключен к первому входу сумматора 13 через последовательно соединенные второй квадратор 11 и второй расширитель 12 длительности импульсов.Второй вход сумматора 13 соединен с выходом блока 5. Выход усилителя-фазоинвертора 14 подключен к третьему входу сумматора 13 выход которого через блок 7 указателя экстремума соединен с входом счетчика 8.

На фиг. 2 показан сигнал порогового элемента 2; на фиг. 3 — входной измеряемый импульс S(t); на фиг. 4 сигнал на выходе первого расширителя

3 длительности импульсов; на фиг.5 сигнал на выходе первого квадратора

4 (сплошная линия), сигнал на выходе

ГЛИН 6 (пунктирная линия); на фиг.б сигнал на выходе блока 5 амплитудных отношений; на фиг, 7 — сигнал на выходе второго квадратора 11; на фиг.8— сигнал на выходе второго расширителя !

2 длительности импульсов; на фиг.9 сигнал на выходе усилителя фаэоинвертора 14; на фиг, 10 — сигнал на выходе сумматора 13; на фиг ° 11 — сигнал на выходе блока 7 указателя экстремума.

Устройство работает следующих образом.

На первую входную шину 15 поступает аддитивная смесь

x(t) = S(t) + n(t) видеоимпульса прямоугольной формы

S(t) и широкополосной помехи n(t).

Измеряемый импульс S(t) искажен паразитной амплитудной модуляцией так, что его можно описать формулой: где U . — амплитуда неискаженной части импульса (t) — случайный закон амплитудной модуляции, спектр мощности которого сосредоточен в диапазоне частот

Я. 52

Т > z

Форма сигнала S(t) условно на фиг. 3. Если уровень аддитивной помехи n(t) мал по сравнению с ожидаемой амплитудой сигнала, переключатель 9 устанавливается в положение Х и по- . роговый элемент 2 срабатывает от переднего фронта измеряемого импульса, вырабатывая при этом импульс прямоугольной формы, длительность которого превышает возможные зйачения длительности измеряемого импульса а„, Гсли уровень аддитивной помехи n(t) значителен и велика вероятность ложного срабатывания порогового элемента

2, предусмотрена воэможность использования синхроимпульса, соответствующего переднему фронту измеряемого импульса. При этом переключатель 9 ус3 1251 танавливается в положение II и пороговый элемент 2 срабатывает от синхроимпульса, поступающего по второй входной шине 16. Вырабатываемый пороговым элементом 2 импульс открывает управляемый ключ 1 и запускает счетчик 8. Входной сигнал через управляемый ключ 1 поступает на вход пер- . вого расширителя 3 длительности импульсов, который представляет собой интегратор с большой постоянной времени, на выходе которого формируется сигнал (фиг. 4)

x,(t) = x(t)d e. о

Далее этот сигнал возводится s квадрат в первом квадраторе 4 (фиг.5) выходной сигнал которого поступает на первый вход блока 5. Одновремен- 20 но на второй вход блока 5 поступает линейно изменяющийся сигнал К, ( длительностью, превышающей максимально возможную длительность измеряемого сигнала. При этом ГЛИН 6 запуска- 25 ется передним фронтом импульса порогового элемента 2, Одновременна с выхода управляющего ключа 1 входной сигнал поступает на вход полосового фильтра 10 с полосой пропускания, равной полосе — — ) занимаемой спектром

Q 5li

2 2) мощности мультипликативной помехи, искажающей измеряемый импульс (2), который обеспечивает коэффициент передачи К1. На выходе полосового фильтра 10 получают сигнал

016

C х,(t) «Ix, (t)dt о

Этот преобразованный входной сиг5 нал поступает на первый вход сумматора 13, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 5, а на третий вход сумматора 13 поступает сигнал с вьмада усилителя-фаэаин10 вертора 14 имеющего коэффициент усиления -К . На выходе блока 14 получают сигнал -К К,7. На выходе сумматора 13 формируется сигнал, пропорциональный функции:

15 х ()

N((,) - — 2 — + x2(t) Jt К К Т о (X) х (t) = К x(t-t) — °,,3t а s in A. /2,40

2 2)) g t ) -С)2 2 который отличается от входного сигнала x(t) тем, что в нем подавлены все спектральные составляк(щие аддитивной помехи n(t), лежащие вне полосы частот — — - 1 и амплитуда

«а. рч

2 2)

Эта функция достигает наибольше-, го максимума в момент времени, соответствующий заднему фронту измеряемого импульса.

Елок 7 выявляет положение. абсолютного максимума выходного сигнала сумматора 13, " счетчик 8 производит временной отсчет положения абсолютного максимума сигнала И(Т} (фиг. 10).

В момент появления заднего фронта запускающего импульса, вырабатываемого пороговым элементом 2, управляемый ключ 1 закрывается, запирая вход измерительного устройства. Таким образам, путем измерения временного положения абсолютного максимума сформированного сигнала измеряется дли+ тельность импульса S(й), искаженного паразитной амплитудной модуляцией.

Точность измерения длительности импульса, искаженного аддитивной и мультипликативной помехами, существенно зависит от выбора коэффициенТоВ м 22 КК2 определяющих режим раббты ГЛИН б, полосового фильтра 10, усилителя-фазаинвертора 14.

Анализ точности измерения длительности в предлагаемом устройстве путем применения методов теории потенциальной помехоустойчивости показал, что максимальная точность измерения длительности достигается при изменена в К < раз . далее сигнал х2 (t) 0 возводится в квадрат во втором квадраторе 11 (фиг. 7), с выхода которого сигнал поступает на вход второго расширителя 12 длительности импульсов, который представляет собой интегратор с большой постоянной времени.На выходе расширителя 12 формируется сигнал

К

Я

2 К2 ( к, - к, d ((+q) —,", С1 Vni+ где К, — коэффициент передачи полосового фильтра 10, выбирается в зависимости ат конкретных условий работы таким образом, чтобы согласовать

125)016 динамические диапазоны входного сигнала и используемой элементной базы;

q - отношение спектральных плотностей модулирующей (мультипликативной) и аддитивной помех.

G — средняя мощность аддитивной

Гй, Я1 помехи в полосе частот -, —, занимаемой мультипликативной помехой.

Формула изобретения

Устройство для измерения длительности импульсов, содержащее первую входную шину, соединенную с первым входом блока амплитудных отношений через последовательно соединенные управляемый ключ, первый расширитель длительности импульсов и первый квадратор, второй вход блока амплитудных отношений соединен с выходом генера.тора линейно изменяющегося напряжения, вход которого соединен соответственно с входом управления управляющего ключа, управляющим входом счетчика времени и выходом порогового элемента, вход которого через переключатель соединен с первой входной шиной и второй входной шиной соответственно, а выход блока у-казателя экстремума соединен с входом счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точ О ности измерения длительности импульса, искаженного модулирующей помехой в условиях действия аддитивной помехи, в него введены усилитель-фазоинвертор и последовательно соединенные полосовой фильтр, второй квадратор, второй расширитель длительности импульсов и сумматор, второй вход которого сое-, динен с выходом усилителя-фазоинвертора, вход которого соединен с выхо2п дом генератора линейно изменяющегося напряжения, вход полосового фильтра соединен с выходом управляющего ключа, третий вход сумматора соединен с выходом блока амплитудных отношений, 25 а выход сумматора подключен к входу блока указателя экстремума.

1251016

1Z51O1e р .ю

Составитель В. Котов

Техред Н.Бонкало

Редактор Л.Пчелинская

Корректор Л. Пилипеико.

Заказ 4408/43 Тираж 398 Подписное

В ЧИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москве, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,