Способ измерения времени задержки

Способ измерения времени задержки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВСЕГО ЮЭЧАЯ

ПА"1.снТ: 6 ..:ЯЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07.72 (21) 1809463/26-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.76. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 06.09.76 (51) М. Кл.- G 01S 9/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.396.969.35 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. О. Чернышев и Я. Л. Мельцер

Минский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАДЕРЖКИ

Изобретение относится к радиолокации, гидролокации и любой другой области техники, где возникают задачи, связанные с измерением временного положения импульсов, следующих в виде пачек.

Известен способ измерения времени задержки, основанный на бинарном квантовании и многоканальном накоплении сигналов. По этому способу измерение включает сравнение содержимого накопителей с порогом и регистрацию номера канала накопления, в котором происходит превышение порога.

Недостаток способа состоит в том, что для повышения точности измерения времени задержки требуется увеличение числа накопителей.

В случае использования только одного накопителя точность измерений низка. При попытках ее увеличения (путем уменьшения длительности стробирующего импульса) измерения оказываются ненадежными (склонны к срывам).

Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения времени задержки при использовании одного накопителя, Для достижения этой цели импульсы в процессе многоканального накопления модулируют по амплитуде специальным напряжением.

В качестве такого напряжения используется напряжение с пилообразной огибающей, проходящей через нулевое значение в некоторый известный момент времени.

Модуляция последовательно поступающих импульсов обеспечивает одновременность процессов накопления и измерения времени задержки. Принципиальное отличие предложенного способа от известного заключается в том, что при измерении времени задержки несмотря на сохранение принципа многоканального накопления исключается необходимость последовательного просмотра отдельных каналов накопления, и результат измерения образуется в единственном используемом накопителе в виде сигнала, пропорционального раз15 ности между истинным временем задержки и временем, соответствующим моменту перехода модулирующего напряжения через нулевое значение. При этом увеличение точности измерения достигается путем уменьшения интер20 вала квантования времени задержки и не приводит к уменьшению длительности стробирующего импульса, а следовательно, и к уменьшению надежности измерений.

25 На фиг. 1 изображена временная диаграмма, иллюстрирующая принцип многоканального накопления; на фиг. 2 — эпюра модулирующего напряжения; на фиг. 3 — блок-схема, поясняющая предложенный способ; на фиг.

30 4 — дискриминационная характеристика, со508762 ответствующая предложенному способу измерения.

При многоканальном накоплении априорный интервал времени задержки (Π—:T) разбивается Ha N подынтервалов. каждому из которых соответствует свой канал накопления (фиг. 1). При следовании импульсов пачками такому разбиению подвергается и стробов, соответствующих приему и импульсов пачки.

Многоканальное накопление сводит на нет влияние шумовых выбросов, действующих в пределах строба (фиг. 1).

Предложенный способ предполагает измерение величины рассогласования Лт между истинным значением измеряемого времени задержки то (фиг. 1) и известным точно (опорным) значением задержки топ (фиг. 2). Искомое время задержки определяется отсюда, как

iso — — Лт+топ.

Для осуществления способа требуются (фиг. 3) генератор стробов 1, генератор 2 масштабных импульсов, схема совпадения 3, пороговое устройство 4, схема совпадения и формирования импульсов 5, генератор б модулирующего напряжения, модулятор 7, накопитель 8.

Генератор стробов 1 выдает импульсы, селектирующие сигналы пачки. Для деления промежутка (0 — Т) íà N дискрет-импульсы генератора 2, следующие с периодом At, поступают на импульсный вход схемы совпадения 3, на потенциальный вход которой подается строб.

Импульсы пачки поступают на пороговое устройство 4. Сигналы, превысившие порог, подаются на вход схемы совпадения и формирования импульсов 5, второй вход которой соединен с выходом схемы совпадения 3. На выходе схемы совпадения и формирования импульсов 5 образуются стандартные импульсы, соответствующие моментам превышения порога сигналом или шумом. Полученная последовательность поступает на вход модулятора 7, в котором она модулируется по амплитуде по мере поступления стандартных импульсов.

Модулирующее напряжение (фиг. 2) снимается с выхода генератора б. Промодулированная последовательность накапливается по мере ее поступления в накопителе 8, в результате на

его выходе образуется сигнал, пропорциональный рассогласованию Лт=то — топ.

Для пояснения сущности изобретения предположим, что априорный интервал времени задержки (Π— Т) разбивается на Л подынтервалов, каждому из которых соответствует своА

i-ый канал накопления (см. фиг. 1). При следовании пачки импульсов такому разбиению подвергается и стробов, соответствующих приему и импульсов пачки.

Введем обозначения:

Uc(iAt — тю) — состояние i-га канала накопления после прохождения и импульсов пачки;

Ucj(i At — т ) — стандартный импульс, соответствующий 1-му импульсу пачки и i-ой дискрете квантования по времени на выходе схемы совпадения и формирования импульсов 5 (фиг. 3).

Очевидно, что состояние i-го канала накоп5 ления после прохождения всей пачки определяется как сумма:

U,(iht — -.,) = r U j(1Лг — t,) j=1

Рассмотрим процесс измерения, начиная с выхода схемы совпадения и формирования импульсов 5 (фиг. 3). Стандартные импульсы

U (iAt —,) с его выхода модулируются в модуляторе 7 по амплитуде. Операция модуляции сводится к нахождению произведения:

U

i-ой дискрете квантования по времени.

Промодулированная последовательность им25 пульсов поступает в накопитель 8 (фиг. 3).

Поскольку операция развернута во времени, после прохождения и импульсов пачки результат накопления имеет вид и N

a = 5, QU„(jAt —,„)U,„„(iAt — ) (2) j=iE=1

После прохождения только одного j-го сигнала пачки приращение суммы о. составит величину

lV

aj = g U, (1 И вЂ” -.,) U,„(iAt —,п) (3) 40 отс1ода (4) a: a>

j-1

Учитывая формулу (1), выражение можно представить в виде

a =- У„U,(iAt —,) U,„(iAt —,„), (2) (5) 50 где U (iAt — пп) — состояние i-го накопления (фиг. 1);

U,„(iAt — -,„) — модулирующее

55 жение, определяемое, как оп (1 — оп) = К Ф вЂ” оп) канала напря(6) Здесь К вЂ” тангенс угла наклона модулирующего напряжения (фиг. 2), 60 Из формул (2) и (5) следует, что вычисление суммы о сопровождается многоканальным накоплением (в привычном понимании этого термина). При достаточно большом числе импульсов в пачке за счет многоканального на65 копления влияние шумовых выбросов, дейст508762

-=-К,Л-. при Л-,а

Д 2 Т вЂ” и

810

2-.„, при

Т вЂ” z

Д )

2 15 где т„— длительность импульса пачки (фиг. 1).

Результат иллюстрируется в виде дискриминационной характеристики (фиг. 4). Нормируя 20 т — ъ показания накопителя при Ai (", полу2 чим результат измерений в виде

/ — " — Π"on

Предложенный способ позволяет, таким образом, получить результат измерения Лт =

=то вЂ, одновременно с окончанием процесса следования импульсов пачки, а также со- 30 храняя принцип многоканального накопления, ограничиться одним накопителем (фиг. 3), в котором одновременно выполняется операция вычисления сигнала пассогласования. вующих з пределах строба, сводится к нулю (фиг. 1). Если при этом опорное напряжение определяется формулой (6), то можно показать, что

За с ст одновремен осТН выполнения с:пераций накопления и вычисления сигнала рассогласования результат измерения получается в момент окончания процесса следования импульсов пачки.

Таким образом, предложенный способ исключает запаздывание момента получения данных измерений.

По гредложенному способу, так же, как и по известному, точность измерения опр«деляется длительностью кванта At. Однако увеличение точности измерений путем умень. пения кванта при использовании предложенного способа не приводит ни к увеличению числа необходимых накопителей (их число остаетс» равным единице), ни к снижению надежности измерений (ширина линейного участка д;:скриминационной характеристики (фиг, 4) не зависит от At).

Формула изобретения

1. Способ измерения времени задержки, основанный i32 бинарном KBBHTQBBHIi11 H многoK3нальном накоплении сигналов, о т л и - а ю— щийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения, перед накоплением сигнала модулируют по амплитуде.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве модулирующего сигнала используют напряжение, изменяющееся о пилообразному закону и проходящее чер«з нулевое значение.

508762

Составитель В. Клгокин

Техред T. Лященко

Корректор И. Позняковская

Редактор В. Левятов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1962/2 Изд. № 1594 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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