Устройство для измерения временного положения импульсов

Устройство для измерения временного положения импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной технике, а также в системах сбора и обработки данных. Целью изобретения является повышение точности измерения временного положения им-. пульса относительно момента - ния входной клеммы, искаженного модулирующей помехой в условиях действия аддитивного широкополосного шума. Для достижения этой цели в устройство дополнительно введены полосовой фильтр 1, квадратор 3 и сумматор 4. Кроме того, устройство содержит усилитель 2, интегратор 5, блок 6 вычитания , линию 7 задержки, указатель 8 экстремума, счетчик 9 времени. В предложенном устройстве для повьшения точности фиксации максимума увеличения отношения мощности модулирую-, щей помехи к мощности неискаженной части импульса используется как энергия этой части импульса, так и энергия модулирующей помехи. Работа устройства поясняется временными диаграммами , приведенными в описании изобретения. 5 ил. СА: ел со «1 . }

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 04 F 10/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2) ) 3758828/24-21 (22) 28.06.84 (46) 07.12.87. Бюл. Ф 45 (71) Воронежский государственный университет им. Ленинского комсомола (72) А.П. Трифонов и В.К. Маршаков (53) 681.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 822140, кл. G 04 F 10/00, 1979.

Поиск, обнаружение и измерение параметров сигналов в радионавигационных системах./Под ред. Ю.М. Казаринова. — M. Советское радио, 1975, с. 193-195, фиг. 7, Зб. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной технике, а также в системах сбора и обработки данных. Целью изоб„„SU„„1357911 А1 ретения является повышение точности измерения временного положения импульса относительно момента замыкания входной клеммы, искаженного модулирующей помехой в условиях действия аддитивного широкополосного шума.

Для достижения этой цели в устройство дополнительно введены полосовой фильтр 1, квадратор 3 и сумматор 4.

Кроме того, устройство содержит усилитель 2, интегратор 5, блок 6 вычитания, линию 7 задержки, указатель 8 экстремума, счетчик 9 времени. В предложенном устройстве для повышения точности фиксации максимума увеличения отношения мощности модулирующей помехи к мощности неискаженной части импульса используется как энергия этой части импульса, так и энергия модулирующей помехи. Работа устройства поясняется временными диаграммами, приведенными в описании изобретения. 5 ил.

1357911

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствах измерения временных положений импуль5 сов.

Целью изобретения является повышение точности измерения временного положения импульса относительно мо.мента замыкания входной клеммы, иска- )p женного модулирующей помехой в условиях действия аддитивного широкополосного шума.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства длч измерения 15 . временного положения импульсов; на фиг. 2-5 — временные диаграммы.

Устройство для измерения временного положения импульсов содЕржит полосовой фильтр 1, усилитель 2, 20 квадратор 3, сумматор 4, интегратор 5, блок 6 вычитания, линию 7 задержки, указатель 8 экстремума, счетчик 9 времени.

Входная клемма устройства соедине- 2- на соответственно с входом полосового фильтра и входом усилителя 2, выход полосового фильтра чЕрез квадратор 3 соединен с первым входом сумматора 4, второй вход которого 30 соединен с выходом усилителя 2, выход сумматора 4 соединен с входом интегратора 5, выход которого соединен с первым входом блока б вычитания и входом линии 7 задержки, выход.з5 которой соединен с вторым входом блока б вычитания, выход которого через указатель 8 экстремума соединен со счетчиком 9 времени. Интегратор 5, блок 6 вычитания и линия 7 задержки образуют согласованный фильтр.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании входной клеммы на входы полосового фильтра и усилите- 45 ля 2 поступает аддитивная смесь x(t}=

=S(t- )+п(1} импульса S(t-,)и широ.кополосного шума п(1) и одновременно включается счетчик 9 времени. Импульс Б(1- ". ), временное положение

0 которого необходимо измерить, искажен модулирующей помехой так, что его можно описать формулой с/- ) !> f(t) О » «и«(1)

О, t <О, >Г„, где U — амплитуда неиска>кенной часо ти импульса; ((t) — модулирующая помеха, обладающая спектром мощности, сосредоточенным в диапазоне частот (-A/2; Й /2.!

Через входную клемму аддитивная смесь x(t) поступает на входы полосового фильтра и усилителя 2. Полосовой фильтр 1 имеет полосу пропускания(-Я/2; Д /2) и коэффициент передачи в этой полосе К„. В результате на выходе полосового фильтра 1 снимается сигнал

-3

«,(«)=к, j«!«« ) " ", " а« . (2)

При этом сигнал на выходе полосового фильтра 1 отличается от входной смеси x(t) импульса и аддитивного широкополосного шумя n(t) лишь тем, что в сигнале на выходе полосового фильтра 1 подавлены все спектральные составляющие шума n(t), лежащие вне полосы частот ", -Я/2; Я/2(, и амплитуда изменена в К „ раз. Усилитель 2 имеет коэффициент усиления К и на

его выходе снимается сигнал x<(t)=

Ктх(т«) (фиг. 2). Сигнал с выхода усилителя 2 в сумматоре 4 суммируется с выходным сигналом квадратора 3 (фиг,, 3), в результате чего формируется сигнал (фиг. 4)

Ь(} +«(} 2((3) который поступает на вход согласованного фильтра (интегратор 5, блок б и линия 7 задержки) для прямоугольного импульса длительностью « . Формируемый согласованнным фильтром сигнал (выход блока б вычитания)

«(«)= («,(«) «,>, «-,)) с««(4) при отсутствии аддитивного широкополосного шума достигает наибольшего максимума в момент времени + «, (фиг. 5). Указатель 8 экстремума выФ являет положение наибольшего максимума выходнст о сигнала согласованного фильтра Е(-), а счетчик 9 времени производит его временной отсчет и размыкает входную клемму, после чего устройство готово к следующему циклу измерения. Таким образом, временной отсчет положения наибольшего максимума Е(".) при отсутствии аддитивного широкополосного шума n(t) с точностью до постоянного слагаемого .„ определяет временное положение искажен1357911 ного модулирующей помехой импульса.

Наличие аддитивного широкополосного шума n(t) приводит к смещению положения наибольшего максимума Z(i) относительно точки + и вызывает о И случайные ошибки измерения.

При этом точность измерения существенно зависит от выбора коэффициентов К„ и К,, определяющих режимы работы полосового фильтра 1 и усили- 10 теля 2. Максимальная точность измерения временного положения импульса достигается, когда K =2K U /q, где

q — отношение спектральных плотностей модулирующей помехи и аддитивно- 15 го широкополосного шума n(t), а величина К, выбирается в зависимости от конкретных условий работы измерителя таким образом, чтобы согласовать динамические диапазоны входного сиг- 20 нала X(t) и используемых типовых блоков.

Для повышения точности фиксации в устройстве для формирования максимума Е() используется как энергия неискаженной части импульса, так и энергия модулирующей помехи. Наличие выигрыша в точности подтверждается результатами теоретического анализа точности измерений временного положения импульса и описывается формулой

Vï (2+ ) (2+Е ) 4 I2 (I+(1+q) )+q(E I ) I I+(I+q) Iã где Ч„ и V — средние квадраты ошибок измерений в известном и предлагаемом устройствах соответственно;

E ==Р /Р— отношение мощности Р импульса, искаженного модулирующей помехой, к мощности Р неискажен0 ной части импульса.

Формула и з о б р е т е н и я

Сигнал Z() в устройстве при от25 сутствии аддитивного широкополосного шума всегда достигает максимума в точке + С . Влияние модулирующей помехи ((t (сказывается лишь на крутизне максимума Е(). Наличие адди30 тивного широкополосного шума приводит к смещенпю положения максимума

Z(С) относительно точки + и появлению ошибок измерения. Величина этих ошибок зависит от соотношения мощностей аддитивного широкополос- 35 ного шума, модулирующей помехи и неискаженной части импульса. Чем больше отношение мощности аддитивного широкополосного шума к мощности неискаженной части импульса, тем боль.ше может быть смещение положения максимума Е(С) относительно точки + С . При увеличении отношения мощо и ности модулирующей помехи к мощности неискаженной части импульса уменьшается крутизна максимума Z() и ухудшается точность его фиксации.

Устройство для измерения временного положения импульсов, содержащее входную клемму, усилитель, интегратор, линию задержки, блок вычитания, указатель экстремума, счетчик времени, вход которого через указатель экстремума соединен с выходом блока вычитания, первый вход которого соединен с выходом интегратора и входом линии задержки, выход которой соеди- нен с вторым входом блока вычитания, вход усилителя соединен с Входной клеммой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения временного положения импульса относительно момента замыкания входной клеммы, в него введены последовательно соединенные полосовой фильтр, квадратор и сумматор, второй вход которого соединен с выходом усили1еля, выход сумматора соединен с входом интегратора, а вход полосового фильтра соединен с входной клеммой.

1357911

„г@ a+ u

z(f) + 1 у

Vuz 5

Составитель В. Котов

Редактор И. Шулла Техред М.Дидык

Корректор С. Шекмар

Заказ 5996/47 Тираж 371 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4