Устройство измерения малого временного интервала

Устройство измерения малого временного интервала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в локационных и измерительных системах.

Известно устройство измерение малого временного интервала, изложенное в патенте автора №2195686, бюл. №36 от 27.12.2002 г. В его состав может входить датчик начала интервала, который может выдавать синхроимпульсы и датчик конца интервала, выдающие импульсы соответственно в блок последовательного соединенных линий задержек и в блок элементов совпадения. Выход каждой линии задержки соединен с выходом соответствующего элемента совпадения. В результате код на выходе блока элементов совпадения будет характеризовать малый временной интервал, и информация поступает в блок вторичной обработки. Однако разрешающая способность устройства не всегда достаточна. Известно устройство определения малого временного интервала, представленное в патенте №2501036 под названием «Высотомер», фиг. 2, 3, авторы Часовской А.А., Егоров В.А., Иваницкий А.С., Лапшин B.C., бюл. №34, от 10.12.2013. Он также может определять малый временной интервал. Но, в отличие от вышеупомянутого, в его состав может входить счетчик, работающий в течение периода между синхроимпульсами, и элемент ИЛИ. Причем выход элемента ИЛИ соединен с входом блока последовательно соединенных линий задержек и с входом счетчика. Последний может выдавать информацию в блок вторичной обработки и сам устанавливается в исходное состояние. Однако разрешающая способность так же не всегда достаточна. С помощью предлагаемого устройства увеличивается разрешающая способность без увеличения громоздкости. Достигается это введением двух быстродействующих триггеров с установкой в исходное состояние и двух элементов совпадения, при этом выход датчика первого сигнала соединен с первым входом первого элемента совпадения и с первым входом первого быстродействующего триггера с установкой в исходное состояние, выход которого соединен с вторым входом первого элемента совпадения, имеющего выход, соединенный с первым входом элемента, или имеющего второй вход, соединенный с выходом блока последовательно соединенных линий задержек, а выход и вход второго быстродействующего триггера с установкой в исходное состояние соответственно соединен со вторым входом второго элемента совпадения и с выходом датчика второго сигнала, соединенного также с первым входом второго элемента совпадения, имеющего выход, соединенный с входом блока элементов совпадения.

На фиг. 1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1. блок вторичной обработки

2. датчик второго сигнала

3. быстродействующий триггер, с установкой в исходное состояние

4. элемент совпадения

5. блок элементов совпадения

6. датчик первого сигнала

7. быстродействующий триггер с установкой в исходное состояние

8. элемент совпадения

9. элемент ИЛИ

10. блок последовательно соединенных линий задержек

11. счетчик, при этом выход датчика первого сигнала 6 соединен с первым входом первого быстродействующего триггера с установкой в исходное состояние 7, выход которого соединен со вторым входом элемента совпадения 8, имеющего выход соединений с первым входом элемента ИЛИ 9, имеющего второй вход, соответственно соединенные с выходом блока последовательно соединенные линии задержек 10 и с входом этого блока, так же соединенного с входом счетчика 11, а быстродействующий триггер с установкой в исходное состояние 3 имеет выход и первый вход, соответственно соединенные со вторым входом элемента совпадения 4 и с выходом датчика второго сигнала 2, соединенного так же с первым входом элемента совпадения 4, имеющего выход, соединений с входом блока элементов совпадений 5, имеющего группу входов и группу выходов, соответственно соединенные с группой выходов блока последовательно соединенных линий задержек 10, и с второй группой входов блока вторичной обработки 1, имеющего первую группу входов, соединенную с группой выходов счетчика 11.

Устройство работает следующим образом. Датчик первого сигнала 6 выдает сигнал, устанавливающий быстродействующий триггер с установкой в исходное состояние 7 в единичное состояние, и выдает так же разрешение элементу совпадение 8 на прохождение сигнала с нулевого плеча триггера 7. Длительность этого сигнала равна времени установки триггера 7 в единичное состояние. Пример конкретного исполнения быстродействующего интегрального элемента, в том числе и триггера, представлен в книге «Динамика электроники» Ю.И. Борисов, М.: Техносфера, 2007 г., стр. 106. Укороченный сигнал с выхода элемента совпадения 8, равный времени переброса триггера 7, поступает на первый вход элемента ИЛИ 9, и далее с выхода его через блок последовательно-соединенных линии задержек 10 на второй вход вышеупомянутого элемента ИЛИ 9 и с выходом его снова на вход блока 10. Датчик второго сигнала 2 выдает сигнал, устанавливающий быстродействующий триггер с установкой в исходное состояние 3 в единичное состояние и выдает так же разрешение элементу совпадения 4 на прохождение сигнала с нулевого плеча триггера 3. В качестве датчика первого сигнала может быть использован синхронизатор, а в качестве датчика второго сигнала - приемник.

На фиг. 2 показана примерная схема датчика второго сигнала 7. Она работает следующим образом: электромагнитный сигнал, отраженный от объекта, принимается приемной антенной 12 и поступает в приемник 13, где преобразуется в электрический сигнал и выделяется по характеристикам, характерным для ожидаемого объекта. Далее он поступает в амплитудный селектор 14, где выделяется по ожидаемой амплитуде и поступает в элемент совпадения 15, выдающий разрешение на прохождение выделенного сигнала через время, определяемое линией задержек 15. Таким образом, время выделения сигнала обеспечивает достоверность его приема, имеет строго определенное значение, учитывающиеся при дальнейшей обработке.

Пример установки триггера в исходное состояние представлен в книге B.C. Ямпольский «Основы автоматики и вычислительной техники», 1991 г., стр. 82. Укороченный сигнал с выхода элемента ИЛИ 9 поступает в блок последовательно соединенных линии задержек 10 и с выхода его на второй вход элемента ИЛИ 9. С элемента ИЛИ 9 сигнал так же поступает на вход счетчика 11, осуществляющий счет этих сигналов в период времени между синхроимпульсами с датчика 6 и сам устанавливающийся в исходное состояние. Время срабатывания счетчика 11 должно быть равно времени прохождения укороченного сигнала через блок 10. Исполнение блока последовательно соединенных линий задержек 10 представлено в упомянутых патентах №2501036 и №2195686. Время задержки сигнала одной линией может составлять 1 нс. Выход каждой линии задержек блока 10 соединен с соответствующим элементом блока элементов совпадения 5. На другие входы элементов совпадения этого блока поступает укороченный сигнал от элемента совпадения 4. Счетчик 11 выдает углубленную текущую информацию о периоде между двумя сигналами на первую группу входов блока вторичной обработки 1, а на вторую группу входов поступает уточняющая информация с определенной схемы совпадения блока элементов совпадения 5. Это зависит от того, какая схема сработает при одновременном поступлении на ее вход сигналов с блока 10 и с элемента совпадения 4.

В предлагаемом устройстве уменьшается объем счетчика, что уменьшает громоздкость. Блок вторичной обработки 1 осуществляет сопровождение периодов, исключает ложные и мешающие периоды и может работать в многопериодном режиме. В нем так же учитывается систематическая поправка, связанная с временем срабатывания датчиков 2 и 6 и элемента ИЛИ 9. Пример конкретного исполнения блока вторичной обработки представлен в книге Пестряков В.П. и др. «Радиотехнические системы», 1985, стр. 219. Предлагаемое устройство может быть использовано в радиотехнических системах, где определяются временные рассогласования, и в преобразователях дальности.

Устройство измерения малого временного интервала, состоящее из датчика первого сигнала, датчика второго сигнала и элемента ИЛИ, блока последовательно соединенных линий задержек, счетчика, блока элементов совпадения, и блока вторичной обработки, где выход элемента ИЛИ соединен с входом счетчика и с входом блока последовательно соединенных линий задержек, имеющего группу выходов, соединенную с группой входов блока элементов совпадения, имеющего группу выходов, соединенную с второй группой входов блока вторичной обработки, имеющего первую группу входов, соединенную с группой выходов счетчика, отличающееся тем, что вводится два быстродействующих триггера с установкой в исходное состояние и два элемента совпадения, при этом выход датчика первого сигнала соединен с первым входом первого элемента совпадения и с первым входом первого быстродействующего триггера с установкой в исходное состояние, выход которого соединен с вторым входом первого элемента совпадения, имеющего выход, соединенный с первым входом элемента ИЛИ, имеющего второй вход, соединенный с выходом блока последовательно соединенных линий задержек, а выход и вход второго быстродействующего триггера с установкой в исходное состояние соответственно соединены со вторым входом второго элемента совпадения и с выходом датчика второго сигнала, соединенного также с первым входом второго элемента совпадения, имеющего выход, соединенный с входом блока элементов совпадения.