Двухпороговый экстраполяционный способ определения временного положения видеоимпульсов

Двухпороговый экстраполяционный способ определения временного положения видеоимпульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано при определении временного положения видеоимпульсов. Цель изобретения - повышение точности определения временного положения видеоимпульсов - достигается тем, что сравнивают значение спада сдвинутого видеоимпульса с вторым следящим порогом, в момент сравнения формируют третий сигнал сравнения, которым фиксируют значение времени T 3 по шкале времени, сравнивают значение спада сдвинутого видеоимпульса с первым следящим порогом, в момент сравнения формируют четвертый сигнал сравнения, которым фиксируют значение времени T 4 по шкале времени и определяют временное положение видеоимпульса из математической формулы, приведенной в описании изобретения. Способ заключается также в том, что формируют шкалу времени, фиксируют максимальное значение видеоимпульса АМ, формируют первый U 1 = λ 1A M второй U 2=λ 2A M следящие пороги, где λ 2*98л 1,0*98л 1*981,0*98л 2*981. Сдвигают видеоимпульс на время T с не меньшее, чем время достижения видеоимпульсом максимального значения, сравнивают значение фронта сдвинутого видеоимпульса с первым следящим порогом, в момент сравнения формируют первый сигнал сравнения, которым фиксируют время T 1 по шкале времени, сравнивают значение фронта сдвинутого видеоимпульса с вторым следящим порогом, в момент сравнения формируют второй сигнал сравнения, которым фиксируют значение времени T 2 по шкале времени. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (g1)g (04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4457693/24-21 (22) 11. 07 ° 88 (46) 30.09 ° 90. Бюл. 11 36 (72) В.П.Конищев и Н,П.Конищева (53) 681.325.3(088,8) (56) Теоретические основы радиолокации./Под ред. В.Е.Дулевича. М.:

Сов. радио, 1964, с. 319-320.

Данилевич В.В., Чернявский А.ф.

Временные измерения в физическом эксперименте. М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 73 ° (54) ДВУХПОРОГОВЫЙ ЭКСТРАПОЛЯЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОГО

ПОЛОЖЕНИЯ ВИДЕОИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение может быть использовано при определении временного положения видеоимпульсов. Цель изобретения - повышение то4ности определения временного положения видеоимпульсов - достигается тем, что сравнивают значение спада сдвинутого видеоимпульса с вторым следящим порогом, в момент сравнения Формируют третий сигнал сравнения, которым

Фиксируют значение времени с по шкале времени, сравнивают значение

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении временного положения видеоимпульсов.

Целью изобретения является повышение точности определения временного положения видеоимпульсов эа счет использования информации о временном положении спада видеоимпульса.

2 спада сдвинутого видеоимпульса с пер вым следящим порогом, в момент срав" нения формируют четвертый сигнал сравнения, которым фиксируют значение времени t< по шкале времени и определяют временное положение видеоимпульса из математической формулы, приведенной в описании изобретения. Способ заключается также в том, что формируют шкалу времени, фиксируют максимальное значение видеоимлульса

А„, формируют первый U, = rl, A u второй 13, =,1 А следящие пороги, где 1 >л„0 < л, (1, 0 < Л,<1. Сдвигают видеоимпульс на время tс,не меньшее, чем время достижения видео" импульсом максимального значения, сравнивают значение фронта сдвинутого видеоимпульса с первым следящим порогом, в момент сравнения формиру- ют первый сигнал сравнения, которым фиксируют время t, по шкале времени, сравнивают значение фронта сдвинутогп видеоимпульса с вторым следящим порогом, в момент сравнения форми.Руют второй сигнал сравнения, которым Фиксируют значение времени t q по шкале времени. 2 ил.

Сущность способа заключается в том, что формируют шкалу времени, фиксируют максимальное значение видеоимпульса Я, формируют первый

= Л, Р. и второй 11 = Д А следящие уровни, причем 0 ),c1, 0 <8 1, ?? 1> Л, сдвигают видеоимпульс на время t не меньшее, чем время достижения видеоимпульсом максималь! 596300

I 4 ного значения, последовательно срав-; нивают значения фронта сдвинутого видеоимпульса с первым и вторым сле" дящими уровнями, а в моменты совпадения формируют первый и второй сигналы совпадения, которыми фиксируют значения времени t u t по шкале

1 2 времени соответственно, последовательно сравнивают значение спада сдвинутого видеоимпульса с вторым и первым следящими уровнями и в моменты совпадения формируют третий и четвертый сигналы совпадения, кото" рыми Фиксируют значения времени t> . и t< по шкале времени соответственно и определяют временное положение видеоимпульса из зависимости

Л (t + t ) Ят (t<+ t ) 20

2 Д вЂ” Л„) 55 где rl и Л, - относительные уровни измерения, 25

t и. - времена пересечения соответственно фронтом и спадом первого следящего порога ;

t и t " времена пересечения З0 соответственно фронтом и спадом второго следящего порога ;

t. — время смещения видеоимпульса. 35

Способ сводится к линейной аппроксимации Фронта и спада видеоимпульса по двум точкам, экстраполяции полученных прямых до пересечения с осью абсцисс и выборе в качестве 40 . временного положения видеоимпульса среднего арифметического точек пересечения.

На фиг. 1 показана Функциональная

,схема устройства для реализации спо- 45 соба, на фиг. 2 - структурйая схема блока памяти..

Устройство (фиг. 1) содержит вход

1 подачи напряжения U порога обнаружения, вход 2 подачи напряжения ви- 50 деоимпульса, вход 3 "Старт", вход 4

"Стоп", компаратор 5, элемент 6 дийт ференцирования, элемент 7 задержки, триггер 8, ключ 9, генератор 10 импульсов» триггер 11, элемент 12 задержки, пиковый детектор 13, ампли" тудный квантователь 14, состоящий из компараторов 15, 16 и делителя напряжения из последовательно соединенных резисторов 14,1(R,), 14.2(R ), 14.3(R ), значения которых связаны системой уравнений;

Ri

%,+й,+)., Rg

R + R + К вЂ” 4. Я1)

f кз

R++R+R = элемент И 17, элемент 18 задержки, элементы И 19, 20, элементы 21 и 22 дифференцирования, счетчик 23 импульсов, блок 24 памяти, элементы

НЕ 25, 26, элемент 27 задержки, эле менты ИЛИ 28-30, сумматор 31, элементы И 32-34, группу элементов

И 35, триггеры 36, 37, элемент 38 задержки, элемент ИЛИ 39. группу элементов И 40, регистр 4! и группу выходов 42, - 42 устройства..

Вход 1 подачи напряжения порога обнаружения соединен с первым входом компаратора 5.

Вход 2 подачи напряжения видеоимпульса подключен к второму входу компаратора 5 и сигнальному входу ключа 9, выход компаратора 5 соеди-. нен с входом элемента 8 дифференцирования и с управляющим входом ключа 9, выход которого подключен к сигнальному входу пикового детектора 13 и к входу элемента 12 задержки, выход которого соединен с первыми входами компараторов 15 и 16. Выход пикового детектора 13 соединен со свободным выводом резистора 14.3, общая точка резисторов 14,2 и 14.3 соединена с вторым входом компара- тора 16, а общая точка резисторов

14.1 и 14,2 подключена к второму входу компаратора 15, свободный вывод резистора 14.1 соединен с обЩей шиной. Выход элемента 6 дифференци-. рования через элемент 7 задержки соединен с единичным входом триггера

8, прямой выход которого подключен к первым входам элементов И 32, 33 и

34.

Выходы компараторов 15 и 16 соединены с входами соответственно элементов 21 и 22 дифференцирования, выходы которых соединены с первыми входами элементов ИЛИ 29 и 30 соответственно, а также с входами элементов НЕ 25 и 26 соответственно, вы" ходы которых подключены к вторым входам элементов ИЛИ 29 и 30 соответственно, выходы которых соединены с вторыми входами элементов И 32 и

33 соответственно. Выход элемента

НЕ 25 соединен с вторым входом элемента И 34, выход которого подключен к входу элемента 38 задержки, вывод которого соединен с нулевым входом триггера 8.

Выходы элементов И 32 и 33 соединены с единичными входами соответственно триггеров 36 и 37.

Вход 4 "Стоп" устройства соединен с входом элемента 27 задержки и с нулевым входом триггера 11, прямой выход которого подключен к первому входу элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом генератора 10 импульсов, а выход — с первыми входами элементов И 19, 20 и с входом элемента 18 задержки, выход которого подключен к счетному входу счетчика 23 импульсов, обнуляющий вход которого соединен с выходом элемента 27 задержки, а информационные выходы подключены к адресным входам блока 24 памяти, Прямые выходы триггеров 36 и 37 соединены с вторыми входами элементов И 19 и 20 соответственно, выходы которых подключены соответственно к первым и вторым входам считывания блока 24 памяти, информационные выходы которого соединены с информационными входами сумматора 31 и объединены элементом ИЛИ 28, выход которого подключен к нулевым входам триггеров 36 и 37, а информационные выходы сумматора 31 соединены с первыми входами соответствующих эле" ментов И 35, вторые входы которых объединены и подключены к выходу элемента 38 задержки и к обнуляюще" му входу пикового детектора 13, а. выходы являются группой выходов

4?„-42 устройства и объединены элементом ИЛИ 39, выход которого соединен с обнуляющим входом сумматора 31 и с первыми входами элементов И 40,вторые входы которых подключены к соответствующим информационным выходам регистра 41, а выходы - к информационным входам сум-, матора 31 Отвод элемента 38 задерж-. ки соединен с нулевым входом тригге. ра 8, /

6 блок 24 памяти (фиг. 2) содержит . первый вход 43 считывания и второй вход 44 считывания, дешифратор 45, 5 группу адресных входов 46 -461,, 1 где k - разрядность счетчика 23 импульсов, группу из 2 " m-разрядных регистров 47, группу из 2 " m-разряд-. ных регистров 48, 2 " групп элементов по m элементов И 49 в каждой, 2" групп по m элементов И 50 в каждой, группу из m элементов ИЛИ 51, информационные выходы 52 „ -52 блока памяти ° адресные входы 46 1 -46 g соединены с входами дешифратора 45, первый вход 43 считывания соединен с первыми входами элементов И 49 всех

2-х групп элементов, второй вход 44

20 считывания соединен с первыми входами элементов И 50 всех 2 групп элементов, i-й (i = 1,2...2 ) выход дешифратора 45 соединен с вторыми входами всех элементов И 49 и 50

25 i-й группы элементов, j é (j = 1,2 ...m) разрядный выход i-го регистра

47 соединен с третьим входом j-го элемента И 49 i-й группы элементов, j-й разрядный выход i ãî регистра

48 соединен с третьим входом J-ãо элемента И 50 1-й группы элементов, одноименные элементы И 49 и 50 всех групп элементов объединяются соот" ветствующим элементом ИЛИ 51 группы, выходы которых служат информационными выходами 52, -52 блока памяти.

Устройство работает следующим образом °

В исходном состоянии на вход по"

40 лается пороговое напряжение обнаружения. На выходе компаратора 5нулевой уровень, который запирает ключ 9. На выходе пикового детектора - нулевой уровень. Генератор l0

4 импульсов запущен. Триггеры 8, 11, 36 37 — в нулевом состоянии.

Нулевой уровень с прямого выхода триггера 11 запирает по первому входу элемент И 17, блокируя даль" нейшее прохождение импульсов с выхода генератора 10 импульсов. Нулевой уровень с выхода триггера 8 запирает rо первому входу элементы И 32, 33 и 34, блокируя прохождение импульсов с выходов элементов 21 и

22 дифференцирования, Формируемых последнии из возможных перепадов состояний компараторов 15 и 16, про-„ исходящих под воздействием помех.

1596300

Вторые входы элементов И 32, 33 и

34 являются импульсными. Нулевые уровни с прямых выходов триггеров

36 и 37 запирают по вторым входам элементы И 19 и 20.

Первые входы элементов И 19 и

20 - импульсные. Импульсными входами также являются первые входы элементов И 40 и вторые входы элемен- 10 тов И 17 и 35. Счетчик 23 импульсов обнулен.

Счетчик 23 импульсов одновременно выполняет функцию счетчика адреса блока 24 памяти, в i-й регистр 47 15 которого занесен дополнительный код числа

Л 0Т

2Тл, - л,7

20 а в i-й регистр 48 - дополнительный код числа

Л,ОТ i

2(Л -Л, ) где i = 1,2...2 ;

k — разрядность счетчика 23 импульсов; 30

0Т - период следования импульсов генератора 10 импульсов.

В регистр 41 и в сумматор 31 записан дополнительный код значения .t, где t — время задержки элемента 12 задержки.

Первые входы элементов И 49 и

50 — импульсные.

Цепи начальных установок на Фиг.1 и 2 не показаны.

Все элементы устройства реагируют только на импульсы положительной полярности, а импульсы отрицатель-. ной полярности гасятся диодной развязкой во входных цепях элементов.

При поступлении на вход 3 "Старт" запускающего импульса триггер 11 переключается в единичное состояние.

Единичный уровень с прямого выхода триггера 11 отпирает элемент И 17 и ,импульсы с выхода генератора 10 импульсов поступают на счетный вход счетчика 23 импульсов (формируется шкала времени).

Каждое значение кода счетчика 23 импульсов отслеживается формированием единичного уровня на соответствующем выходе дешифратора 45 блока 24 памяти.

При превышении. напряжением фрон- та видеоимпульса, поступившим на вход 2, напряжения порога обнаружения на выходе компаратора 5 Формируется единичный перепад напряжения, из которого элемент 6 дифференцирования формирует импульс,. поступающий на в%од элемента 7 задержки.

Единичным уровнем с выхода компаратора 5 отпирается ключ 9, обеспечивающий поступление видеоимпульса на входы элемента 12 задержки и пикового детектора 13. Пиковый детектор 13 Формирует уровень максимального значения видеоимпульса Л,„ и подает его на вход делителя напряжения, собранного на резисторах l4,1, .14.2, 14.3. При этом в общей точке резисторов 14.1 и 14.2 формируется напряжение первого следящего уровня U1 = A A а в общей точке ре-зисторов 14.2 и 14.3 - напряжение

1 второго следящего уровня U = 3 А которые поступают на вторые входы соответственно компараторов 15 и

16, на выходах которых установлен

;нулевой уровень.

В элементе 12 задержки видеоимпульс задерживается на время t, не меньшее, чем время достижения им максимального значения (априори из" вестное), измеряемого по уровню порога обнаружения.

Время задержки элемента 7 задержки меньше времени задержки элемента

12 задержки на время срабатывания триггера 8.

Импульс с выхода элемента 7 задержки переключает триггер 8 в единичное состояние, единичный уровень с выхода которого отпирает элементы И 32, 33 и 34.

Напряжение видеоимпульса с выхода элемента 12 задержки поступает на первые входы компараторов 15 и

16.

При совпадении напряжения фронта смещенного во времени видеоимпульса с напряжением первого следящего уровня на выходе компаратора 15 формируется единичный уровень, из которого элементом 21 дифференцирования формируется импульс, который через элементы ИЛИ 29 и И 32 переключает триггер 36 в единичное состояние.

Импульс отрицательной полярности, возникающий на выходе элемента НЕ 25,! гасится элементом ИЛИ 29, выполнен1596300

10 ным по диодной схеме с диодной развязкой во входной цепи элемента

И 34.

Единичный уровень с выхода триггера 36 отпирает элемент И 19. Оче5 редной ближайший импульс с выхода генератора 10 импульсов через элементы И 17 и 19 поступает на первый вход считывания блока 24 памяти, считывает дополнительный код из

1,-ro регистра 47, где 1, - текущее значенче счетчика 23 импульсов, который через 1,-ю группу элементов

И 49 и элементы ИЛИ 51 поступает на информационные входы сумматора

31, в котором Формируется значение

Лт с 2(— Д ) с

1,лТ 1 г при этом 4Т .1, =

Импульс с выхода элемента И 17 задерживается элементом 18 задержки на время выбора информации из блока

24, после чего поступает на счетный вход счетчика 23 импульсов.

На (1,+1)-м выходе дешифратора

45 устанавливается единичный уро" вень.

ЗО

Импульсы с информационных выходов

52 „-52 блока 24 памяти обьединяются элементом ИЛИ 20 и сформированный импульс обнуляет триггер 36, нулевой уровень с выхода которого запирает элемент И 19.

При совпадении напряжения фронта сдвинутого видеоимпульса с напряжением второго следящего уровня на выходе компаратора 16 формируется 40 единичный перепад напряжения, по которому элементом 22 дифференцирования Формируется импульс, переключающий через элементы ИЛИ 30 и И 33 триггер 37 в единичное состояние. 45 !

Единичный уровень с выхода триггера 37 отпирает элемент И 20.

Очередной ближайший импульс с выхода генератора 10 импульсов через элементы И 17 и 19 поступает на второй вход 44 считывания блока 24 памяти, считывает дополнительный код из 1 -ro регистра 48, где 1д— текущее значение счетчика 23 импульсов, и выдает его через 1 -ю группу 55 элементов И 50 и элементы ИЛИ 51 на информационные входы сумматора

31, в котором формируется значение

Pz t, Л, 4Т1

2(1 —,1, ) с 2(Л - 1, ) 12 с, fl,tz

2(Л вЂ” Л,) 2(лт ) L z

2(a,- -a,) 2(Л вЂ” Л,) t3

2(Л,,— Л, ) Дальнейшая работа узлов устройст" ва аналогична описанной.

При совпадении напряжения спада сдвинутого видеоимпульса с напряжением первого следящего уровня на выходе компаратора 15 формируется единичный нулевой перепад напряжения, по которому элементом 21 дифФеренцирования формируется импульс отрицательной полярности, который где1аТ =,. т

Импульсы с информационных выходов — 52, -52 „, блока 24 памяти объединяются элементом ИЛИ 28 и сформирован- ный импульс обнуляет триггер 37, нулевой уровень с выхода которого запирает элемент И 20. .При совпадении напряжения спада сдвинутого видеоимпульса с напряжением второго следящего уровня на выходе компаратора 16 формируется единичный нулевой перепад напряжения, из которого элементом 22 диф" ференцирования формируется импульс отрицательной полярности, который поступает на вход элемента НЕ 26 и гасится элементом ИЛИ 30.

Импульсы положительной полярности с выхода элемента НЕ 26 через эгементы ИЛИ 30 и И 33 переключают триггер 37 в единичное состояние.

Единичный уровень с выхода триггера

37 отпирает элемент И 20.

Очередной ближайший импульс с выхода генератора 10 импульсов через элементы И 17 и 19 поступает на второй вход 44 считывания блока 24 памяти, считывает дополнительный код из 1 -ro регистра 48, где 1 - теку" щее значение кода счетчика 23 импульсов, и через 1 -ю группу элементов И 50 и элементы ИЛИ 51 поступает на информациочные входы суммато" ра 31, который формирует значение

1596300

2(Л вЂ” Л, ) поступает на вход элемента HE 25 и гасится элементом ИЛИ 29.

Импульс положительной полярности с выхода элемента НЕ 25 через элемент И 34 поступает на вход элемента 38 задержки, а через элементы

ИЛИ 29 и И 32 переключает триггер 36 в единичное состояние.

Единичный уровень с выхода триг- 10 гера 36 отпирает элемент И 19.

Очередной ближайший импульс с выхода генератора 10 импульсов. через элементы И 17 и 19 поступает на первый вход считывания блока 24 памяти, 15 считывает дополнительный код из 1 -го регистра 47, где 14 - текущее значение кода счетчика 23 импульсов, и через 1 -ю группу элементов И 49 и элементы ИЛИ 51 поступает на инфор- 20 мационные входы сумматора 3 1,. в котором формируется значение временного положения видеоимпульса

Дальнейшая работа узлов устройст-. gp ва аналогична описанной.

Импульс с вывода элемента 38 задержки, задержанный на время распро- . странения импульса с выхода элемента

НЕ 25 до единичного входа триггера

36, переключает триггер 8 в нулевое состояние.

Нулевой уровень с выхода триггера

8 запирает элементы И 32, 33 и 34.

Импульс с выхода элемента 38 за.держки, суммарно задержанный на пе-. риод следования импульсов генератора 10 импульсов, плюс время выборки информации из блока 24 памяти плюс время выполнения операции сложения 45 в сумматоре 3 1, обнуляет пиковый детектор 13, считывает код временного положения видео импульсов с разрядных выходов сумматора 31 и через элементы И 35 выдает его на

50 выходы 42 < --42 устройства °

Импульсы с выходов элементов

И 35 объединяются элементом ИЛИ 39 и сформированный импульс обнуляет

1 сумматор 31, считывает дополнительный код значения - t из регистра 41 и через элементы И 40 заносит его в сумматор 31.

В момент совпадения напряжения спада видеоимпульса с напряжением порога обнаружения на выходе компаратора 5 формируется единичный отрицательный перепад напряжения, из которого элементом 6 дифференцирования формируется импульс отрицательной полярности, поступающий на вход элемента 7 задержки. Установившийся нулевой уровень на выходе компаратора 5 запирает ключ 9. Импульс отрицательной полярности с выхода элемента 7 задержки гасится диодной развязкой во входной цепи триггера 8.

Устройство оказывается подготовленным к определению временного положения очередного видеоимпульса.

По завершению измерений на вход

4 "Стоп" устройства поступает сигнал, который переключает триггер 11 в нулевое состояние и подается на вход элемента 27 задержки.

Нулевой уровень с прямого выхода триггера 11 запирает элемент И 17, Сигнал с выхода элемента 27 задержки, время задержки которого больше времени задержки элемента И 17 задержки на время сложения в счетчике

23 импульсов, обнуляет последний.

Способ позволяет увеличить точность измерения временного положения видеоимпульса в два раза . Формула изобретения

Двухпороговый з кстраполяционный способ определения временного положения видеоимпульсов, в котором формирчют шкалу времени, Фиксируют максимальное значение видеоимпульса

А, формируют первый tl = Я, A u второй U =il Л следящие пороги, причем Л сЛ„- 0 < Л„< 1, 0 < Л <1, сдвигают видеоимпульс на .время не меньшее, чем время достижения видеоимпульсом максимального значения, сравнивают значение Фронта сдвинутого аидеоимпульса с первым следящим порогом, в момент сравнения формиру ют первый сигнал сравнения, которым фиксируют время t, по шкале времени, сравнивают значение фронта сдвинутого видеоимпульса с вторым следящим порогом, в момент сравнения фориируют второй сигнал сравнения, который фиксирует значение времени

t по шкале времени, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью поаыше15963 00

14 ния точности определения временного положения видеоимпульсов за счет использования информации î временном положении спада видеоимпульса, сравнивают значение спада сдвинутого видеоимпульса с вторым следящим no" рогом, в момент сравнения формируют третий сигнал сравнения, которым фиксируют значение времени t no шка- 1О ле времени, сравнивают значение спада сдвинутого видеоимпульса с первым следящ .м порогом, в момент сравнения формируют четвертый сигнал сравнения, которым фиксируют значение времени по шкале времени и определяют временное положение видеоимпульса и соотношения где Л,и

t, и

Л " относительные уровни измерения;

t - времена пересечения

Ф соответственно фронтом и спадом первого следящего порога; — времена пересечения

3 соответственно фронтом и спадом второго следящего порога

t — время смещения видеоимпульса, (с + ty) Лт(я+ t3) о

2(Л Лт )

1, 15963 00

Составитель lOËèøêèí

Техред Н.Ходанич Корректор M. Самборская

Редактор И.Бандура

Заказ 2909 Тираж 350 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035, Иосква, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", t- Ужгород, ул.Гагарина,101 11