Способ выделения команд и устройство выделения команд

Способ выделения команд и устройство выделения команд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу и системам управления летательными аппаратами с пункта управления и может быть использовано для измерения координат (по тангажу и курсу) или выделения команд, сформированных импульсным сигналом, например, с время-импульсной модуляцией (ВИМ).

Известен способ выделения команд и устройство, основанное на нем [Патент России №2212761 от 20.09.2003 г. МПК⁷ Н 04 В 7/00]. Способ выделения команд заключается в том, что преобразуют принимаемое электромагнитное излучение в электрические импульсы и выставляют для усиленного импульсного сигнала регулируемый порог пропускания, декодируют импульсный сигнал, образованный импульсами, превышающими по амплитуде величину порога пропускания.

Устройство выделения команд, основанное на этом способе, содержит последовательно включенные преобразователь электромагнитного излучения в электрический сигнал, усилитель, регулятор порога пропускания, компаратор и аппаратуру декодирования, при этом второй вход компаратора соединен с выходом усилителя. Причем регулятор порога пропускания выполнен в виде последовательно включенных сумматора и фильтра низких частот, при этом первый вход сумматора подключен к выходу пикового детектора, а второй вход сумматора соединен с выходом детектора шума, вход которого соединен с выходом детектора шума, вход которого соединен с выходом усилителя, входы усилителя и пикового детектора объединены вместе и являются входом регулятора порога пропускания, выходом которого является выход фильтра низкой частоты.

В этих известных способе выделения команд и устройстве, основанном на нем, увеличение динамического диапазона изменения мощности входного сигнала более чем в 3,3·10³ раз требует усложнение устройства путем введения дополнительных элементов: схемы блокировки, второго источника опорного напряжения, второго компаратора и логической схемы "ИЛИ" с их связями [Патент России №2212761 от 20.09.2003 г. МПК⁷ Н 04 В 7/00], что усложняет устройство, реализующее известный способ.

Следовательно, недостатками известного способа выделения команд и устройства, его реализующего, является сложность их реализации при увеличенном динамическом диапазоне изменения мощности входного сигнала.

Задачей настоящего изобретения является увеличение динамического диапазона изменения мощности входного сигнала при упрощении устройства, реализующего заявленный способ.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе выделения команд, при котором преобразуют принимаемое электромагнитное излучение в электрические импульсы и выставляют для усиленного импульсного сигнала регулируемый порог пропускания, а также декодируют импульсный сигнал, перед декодированием расширяют по длительности каждый импульс, превышающий по амплитуде величину порога пропускания и формируют из передних фронтов расширенных импульсов нормированные импульсы с малой длительностью, причем длительность расширенных импульсов должна быть меньше минимально возможной длительности между передними фронтами соседних импульсов в импульсном сигнале, но больше временного интервала, в течение которого могут формироваться ложные импульсы.

Устройство выделения команд, основанное на этом способе, содержит аппаратуру декодирования и последовательно включенные преобразователь электромагнитного излучения в электрический сигнал, усилитель, регулятор порога пропускания и компаратор, второй вход которого соединен с выходом усилителя; в него введены последовательно соединенные расширитель импульсов и нормирующее устройство, при этом выход компаратора соединен со входом расширителя импульсов, выход нормирующего устройства соединен со входом аппаратуры декодирования.

В предлагаемом изобретении заявленный способ реализуется следующим образом. Принимаемое электромагнитное излучение, например с ВИМ, преобразуют в электрические импульсы. Усиливают эти импульсы, образующие импульсный сигнал с ВИМ, а затем выставляют для этого сигнала регулируемый порог пропускания, например, как в прототипе. Каждый импульс, превышающий по амплитуде величину порога пропускания, расширяют по длительности. Причем для исключения формирования ложных (паразитных) импульсов, а значит ложных команд длительность расширенных импульсов должна быть меньше минимально возможной длительности между передними фронтами соседних импульсов в импульсном сигнале, но больше временного интервала, в течение которого могут формироваться эти ложные импульсы.

Затем из этих расширенных импульсов, не пропускающих ложные импульсы, формируют нормированные с малой длительностью импульсы. Этот нормированный по длительности импульсный сигнал декодируют, т.е. выделяют из него величины команд или координат (в лучевой системе теленаведения).

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами (фиг.1 и 2). На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства выделения команд, где: 1 - преобразователь электромагнитного излучения в электрический сигнал (ПЭИ), 2 - усилитель (У), 3 - компаратор (К), 4 - регулятор порога пропускания (РПП), 5 - расширитель импульсов (РИ), 6 - нормирующее устройство (НУ), 7 - аппаратура декодирования (АД).

На фиг.2 представлены эпюры сигналов, где а - сигнал на выходе компаратора 3 (сплошная линия информационные импульсы, пунктир - ложные), б - сигнал на выходе расширителя импульсов 5, в - сигнал на выходе нормирующего устройства 6.

В заявленном устройстве последовательно включены преобразователь электромагнитного излучения в электрический сигнал 1, усилитель 2, регулятор порога пропускания 4 и компаратор 3, второй вход которого соединен с выходом усилителя 2. Последовательно соединены расширитель импульсов 5 и нормирующее устройство 6. Выход компаратора 3 соединен со входом расширителя импульсов 5. Выход нормирующего устройства 6 подключен ко входу аппаратуры декодирования 7.

Преобразователь электромагнитного излучения в электрический сигнал 1, усилитель 2, регулятор порога пропускания 4, компаратор 3 и аппаратура декодирования 7 могут быть выполнены, например, как в прототипе. Расширитель импульсов 5 и нормирующее устройство 6 могут быть выполнены на ждущем мультивибраторе в аналоговом или цифровом исполнении.

Заявленное устройство выделения команд работает следующим образом. Преобразователь электромагнитного излучения в электрический сигнал 1 при попадании на его вход электромагнитного излучения, например с ВИМ, преобразует это излучение в электрические импульсы. Эти импульсы поступают на вход усилителя 2, представляющего собой многокаскадный усилитель с разделительными межкаскадными RC-цепочками. При малой мощности входного сигнала усилитель 2 линейно усиливает входной импульсный сигнал и подает его на второй вход компаратора 3. При большой мощности входного сигнала усилитель 2 ограничивает, например, на входных каскадах этот сигнал по амплитуде, а межкаскадные RC-цепочки его дифференцируют и формируют из информационных (полезных) импульсов ложные, следующие вслед за информационными.

Сигналы с выхода усилителя 2: информационные и ложные импульсы (при их наличии), а также неограниченные по амплитуде собственный и внешний шумы поступают на вход регулятора порога пропускания 4, формирующего порог пропускания, выставляемый на первом входе компаратора 3. Этот порог пропускания не пропускает на выход компаратора 3 внутренние и внешние шумы, а также ложные импульсы, обладающие амплитудой меньшей величины порога пропускания. Таким образом, на выход компаратора проходят лишь информационные импульсы, амплитуда которых превышает порог пропускания (изображены на фиг.2 эпюра а сплошной линией).

При дальнейшем увеличении амплитуды импульсов на входе усилителя 2 амплитуда ложных импульсов увеличивается и они начинают проходить на выход компаратора 3 (изображены на фиг.2 эпюра а пунктиром). При этом чем больше величина сигнала на входе, тем больше длительность ограниченных импульсов и значит дальше от основного (информационного) импульса они отстоят (импульсы 1', 2' и 1", 2" соответственно).

Импульсы с выхода компаратора 3 поступают на вход расширителя импульсов 5, который запускается передним фронтом первого пришедшего импульса, т.е. информационного, и формирует импульсы длительностью τ_р (фиг.2 эпюра б). Эти импульсы поступают на вход нормирующего устройства 6, которое формирует нормированные по длительности (с малой длительностью) и, например, по амплитуде импульсы (фиг.2 эпюра в), которые поступают на вход аппаратуры декодирования 7, где они декодируются.

Импульсы на эпюре а (фиг.2), изображенные сплошной линией, приведены в качестве примера сформированной команды, где τ_min (расстояние между импульсами в парах) - признак принадлежности каналу, например курсу "Z", а Т - величина команды. При формировании ложных импульсов 1' и 2' (на эпюре а фиг.2), отстоящих через равные длительности от информационных импульсов, соответственно, 1 и 2, они образуют ложные комбинации для канала, например, тангажа "Y", имеющие больший интервал, равный τ_л, которому соответствует команда Т_Л. Аналогичным образом может сформироваться ложная команда и для импульсов 1", 2" и т.д.

Таким образом, расширитель импульсов 5 не реагирует на ложные импульсы 1'...1" и 2'...2" в интервале, равном τ_р, а нормирующее устройство 6 уменьшает длительность импульсов, выставляя величины длительности и амплитуды этих импульсов оптимальными для нормального декодирования ВИМ сигнала в аппаратуре декодирования 7 (фиг.2 эпюра в).

Как следует из изложенного выше, ложные импульсы проходят на вход аппаратуры декодирования 7 лишь в том случае, когда они формируются в моменты времени, соответствующие моменту окончания предыдущего расширенного импульса длительностью τ_р до момента начала последующего импульса длительностью τ_р, что соответствует формированию ложных импульсов, отстоящих от информационных с момента времени более τ_р, т.е. при достаточно большой величине мощности на входе устройства.

Следовательно, в способе выделения команд за счет того, что перед декодированием расширяют по длительности каждый импульс, превышающий по амплитуде величину порога пропускания и формируют из передних фронтов расширенных импульсов нормированные импульсы с малой длительностью, причем длительность расширенных импульсов должна быть меньше минимально возможной длительности между передними фронтами соседних импульсов в импульсном сигнале, но больше временного интервала, в течение которого могут формироваться ложные импульсы, расширен динамический диапазон изменения мощности входного сигнала.

Введение в устройство выделения команд последовательно соединенных расширителя импульсов и нормирующего устройства расширило динамический диапазон изменения мощности сигнала на входе устройства при упрощении устройства.

1. Способ выделения команд, согласно которому преобразуют принимаемое электромагнитное излучение в электрические импульсы и выставляют для усиленного импульсного сигнала регулируемый порог пропускания, а также декодируют импульсный сигнал, отличающийся тем, что перед декодированием расширяют по длительности каждый импульс, превышающий по амплитуде величину порога пропускания, и формируют из передних фронтов расширенных импульсов нормированные импульсы с малой длительностью, причем длительность расширенных импульсов должна быть меньше минимально возможной длительности между передними фронтами соседних импульсов в импульсном сигнале, но больше временного интервала, в течение которого могут формироваться ложные импульсы.

2. Устройство выделения команд, содержащее аппаратуру декодирования и последовательно включенные преобразователь электромагнитного излучения в электрический сигнал, усилитель, регулятор порога пропускания и компаратор, второй вход которого соединен с выходом усилителя, отличающееся тем, что дополнительно введены последовательно соединенные расширитель импульсов и нормирующее устройство, при этом выход компаратора соединен со входом расширителя импульсов, выход нормирующего устройства соединен со входом аппаратуры декодирования.