PL102121B1 - Amplitude modulation signal decoder,especially for localizing selected directions in a radar controlled area - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest dekoder sygnalu modulowanego w amplitudzie, zwlaszcza do lokalizacji wybranych kierunków w obszarze kontrolowanym przy pomocy radaru, W szczególnosci dekoder ten przeznaczony jest do wykrywania momentu czasowego, w którym ob¬ wiednia sygnalu modulowanego w amplitudzie przy glebokosci modulacji zblizonej tlo 100% oiaga war¬ tosc bliska zeru.

Stan techniki. Wykrywanie momentu czasu wy¬ stepowania wartosci minimalnej obwiedni sygnalu fali ciaglej modulowanej w amplitudzie wykonuje sie dotychczas w ukladach zawierajacych detektor sygnalu modulowanego, filtr dolnoprzepustowy oraz uklad progowy. Przekroczenia progu przez ob¬ wiednie sygnalu modulowanego wyznaczaja okres czasu wystepowania wartosci minimalnej obwied¬ ni.

Wady stosowanych ukladów polegaja na tym, ze obwiednia sygnalu zawiera resztki sygnalu fali nosnej, wskutek czego moment przekroczenia pro¬ gu nie jest precyzyjnie okreslany. Prowadzi to do wytwarzania sie na wyjsciu ukladu progowego szeregu oscylacji o czestotliwosci fali nosnej sy¬ gnalu, których koniecznosc usuwania zmusza do stosowania dalszych ukladów calkujacych, badz ukladów przedluzajacych trwanie sygnalu z ukladu progowego w postaci na przyklad multiwibrato- rów monostabilnych.

Stosowanie filtru po detektorze, jak i ukladów calkujacych po ukladzie progowym zwiazane jest . z druga wada, polegajaca na wystepowaniu w tych znanych ukladach opóznienia sygnalu wyjsciowego w stosunku do modulowanego sygnalu wejsciowe¬ go. Jest to szczególnie istotne przy wykrywaniu momentu czasowego, w którym obwiednia sygnalu zmodulowanego w 100% osiaga wartosc bliska ze¬ ru, poniewaz powoduje ono przesuniecie sygnalu wykrycia w stosunku do zera obwiedni.

Istota wynalazku. Dekoder sygnalu modulowa¬ nego w amplitudzie wedlug niniejszego wyna¬ lazku sklada sie z kaskadowo polaczonych: wzmac¬ niacza z dwoma wejsciami, przerzutnika rodzaju SR oraz monostabilnego przerzutnika, przy czym jedno wejscie wymienionego wzmacniacza polaczo¬ ne jest ze zródlem sygnalu modulowanego w am¬ plitudzie, natomiast wejscie drugie tego wzma¬ cniacza polaczone jest ze zródlem regulowanego poziomu progu.

Powyzszy uklad umozliwia w prosty sposób okreslanie okresu czasu wystepowania wartosci mi¬ nimalnej obwiedni sygnalu modulowanego w am¬ plitudzie — jako czasu trwania wartosci niskiej impulsów wytwarzanych na wyjsciu monostabil¬ nego przerzutnika.

Inne rozwiazanie dekodera sygnalu modulowa¬ nego w amplitudzie, stanowiace równiez przedmiot niniejszego wynalazku, zawiera szeregowo polaczo¬ ny komparator z przerzutnikiem monostabilnym, l 102 1213 który ma odpowiednio dolaczony kondensator oraz rezystor o tak dobranych wartosciach, ze czas trwa¬ nia generowanych przez ten przerzutnik impulsów jest wiekszy od okresu fali nosnej sygnalu modulo¬ wanego,w amplitudzie. x W uzykanym na wyjsciu tego ukladu sygnale w postaci powtarzajacych sie impulsów prosto¬ katnych okres czasu wystepowania wartosci mini¬ malnej sygnalu modulowanego w amplitudzie okre¬ slany jest czasem trwania wartosci niskiej im¬ pulsów.

Jeszcze inne rozwiazanie dekodera wedlug wy¬ nalazku polega na ukladzie, który sklada sie z kaskadowo polaczonych: multiwibratora bistabil- nego z ogranicznikami amplitudy na obu wejsciach, przerzutnika rodzaju SR na dwu ukladach logicz¬ nych roplzaju „NAND", dwu przerzufników mono¬ stabilnych o odpowiednio dobieranych stalych cza¬ su RC oraz ukladu logicznego równiez rodzaju „NAND", którego kazde z dwu wejsc polaczone jest z wejsciami zanegowanymi wymienionych wy¬ zej przerzutników monostabilnych. Ten ostatni uklad dekodera umozliwia równiez pojawianie sie na jego wyjsciu poziomu niskiego napiecia im¬ pulsu w momencie czasu wystepowania wartosci minimalnej bliskiej zeru obwiedni sygnalu wejscio¬ wego.

Uklady wedlug wynalazku charakteryzuja sie . wysoka odpornoscia na zewnetrzne zaklócenia im¬ pulsowe, mala wrazliwosc na zmiany termiczne oraz wysoka niezawodnoscia z racji stosowania stosunkowo niewielkiej ilosci elementów elektro¬ nicznych, które ponadto nie musza byc elementami o waskiej tolerancji .wykonania.

Objasnienie rysunku. Dekoder wedlug niniejsze¬ go wynalazku jest blizej objasniony w przykladach wykonania uwidocznionych na rysunku, ma którym fig. 1 przedstawia jedno jego rozwiazanie w posta¬ ci schematu blokowego, fig. 2 — schemat blokowo- ideowy innego rozwiazania takiego dekodera przy uzyciu komparatora i przerzutnika monostabilnego z podtrzymywanym >wyzwalaniem, fig. 3 —schemat ideowo-blokowy jeszcze innego rozwiazania przed¬ miotowego dekodera, fig. 4 — ksztalty przebiegów elektrycznych wystepujacych w ukladzie z fig. 2 oraz fig. 5 — odpowiednio ksztalty przebiegów elektrycznych wystepujacych w rozwiazaniu deko¬ dera wedlug fig. 3.

Przyklad wykonania wynalazku. Jak pokazano na fig. 1 uklad elektroniczny jednego rozwiazania dekodera wedlug wynalazku^ sklada sie z kaskado¬ wo polaczonych: wejsciowego wzmacniacza 1 z dwoma wejsciami 2 i 3, przerzutnika 4 rodzaju SR oraz monostabilnego przerzutnika 5. Do jed¬ nego wejscia 2 wejsciowego wzmacniacza 1 dopro¬ wadzany jest sygnal wejsciowy modulowany w am¬ plitudzie, natomiast do drugiego wejscia 3 tego wzmacniacza doprowadzony jest sygnal progu. Na wyjsciu 6 monostabilnego przerzutnijca 5 pojawia sie sygnal wyjsciowy w postaci powtarzajacych sie impulsów prostokatnych, w których okres czasu wystepowania wartosci niskich okresla czas, w któ¬ rym.i wartosc obwiedni jest mniejsza od poziomu progu. 5121 4 Na fig. 2 pokazano przyklad innego rozwiazania dekodera, w którym zastosowano na wejsciu kom¬ parator 9 z dwoma wejsciami 7 i 8, do których do¬ prowadzone sa odpowiednio sygnal wejsciowy oraz sygnal progu. Wyjscie komparatora 9 polaczone jest z wejsciem A monostabilnego przerzutnika 10 z podtrzymywanym wyzwalaniem, ljtóre uzyskuje ^ sie tu dzieki dolaczeniu jio tego przerzutnika kon¬ densatora 11 oraz rezystora 12 o tak dobranych wartosciach, ze "czas trwania generowanych przez przerzutnik 10 impulsów jest wiekszy od 'okresu fali nosnej sygnalu modulowanego w amplitudzie.

W obwodzie wyjscia 13 podlaczonym do zacisku Q przerzutnika 10 pojawia sie sygnal w postaci po- wtarzajacych sie impuulsów prostokatnych, przy czym okres czasu wystepowania wartosci minimal¬ nej sygnalu modulowanego w amplitudzie okre¬ slony jest czasem trwania wartosci niskiej impulsu.

Na fig. 4 uwidoczniono przebiegi w funkcji eza- • su sygnalu modulowanego w amplitudzie dopro¬ wadzonego do jednego wejscia 7 dekodera z za¬ znaczeniem poziomu progu wytwarzanego na jego drugim wejsciu 8. Nastepnie pokazano przebieg impulsów na wyjsciu komparatora 9, które powo- duja wyzwalanie i podtrzymywanie impulsów po¬ jawiajacych sie na wyjsciu 13 przerzutnika 10.

Przebieg tych impulsów umozliwia okreslenie okresu czasu wystepowania wartosci minimalnej sygnalu modulowanego w amplitudzie.

Rozwiazanie ukladu dekodera wedlug wynalazku, sluzace zwlaszcza do wyznaczenia momentu cza¬ sowego, w którym wartosc obwiedni wejsciowego sygnalu modulowanego w amplitudzie o glebokosci modulacji zblizonej do 100% osiaga wartosc mini¬ malna bliska zeru, uwidoczniono na fig. 3. Jak to wynika z fig. 3 uklad dekodera wedlug tego roz¬ wiazania sklada sie z kaskadowo polaczonych: bi- stabilnego multiwibratora na tranzystorach 18 i 19, przerzutnika rodzaju SR na dwu ukladach lo¬ gicznych 2^ i 25 rodzaju „NAND", dwu monosta¬ bilnych przerzutników 26 i 27 oraz logicznego ukladu 32 równiez rodzaju „NAND".

Symetryczne wejscia 33 i 34 powyzszego ukladu 45 dekodera sa polaczone poprzez ograniczniki ampli¬ tudy, skladajace sie z szeregowo wlaczonych rezy¬ storów 14 i 16 oraz równolegle do masy diod 15 i 17, z bazami tranzystorów 18 i 19 wspomnianego wyzej multiwibratora bistabilnego, w którym do- 50 datnie sprzezenie zwrotne jest zrealizowane przez zwrotne polaczenie rezystorami 22 i 23 odpowie¬ dnio kolektora tranzystora 19 z baza tranzystora 18 oraz kolektora tranzystora 18 z baza tranzystora 19. Kolektory poszczególnych tranzystorów sa po- 55 przez rezystory 20 i 21 polaczone z biegunem do¬ datnim zródla zasilania.

Do monostabilnych przerzutników 26 i 27 pod¬ laczone sa elementy RC, to jest: rezystory 29 i 31 oraz kondensatory 28 i'30 o wartosciach tak dobra- 60 nych, aby czas trwania generowanych impulsów byl zawarty pomiedzy 0,5 a 1,0 okresu fali nosnej sygnalu modulowanego w amplitudzie. Zanegowa¬ ne wyjscia Q monostabilnych przerzutników 26 i 27 • sa polaczone z wejsciami logicznego ukladu* 32 ro- 65 dzaju „NAND", na którego wyjsciu 41 pojawia sie102 121 6 poziom niski napiecia impulsu w momentach cza¬ sowych wystepowania wartosci minimalnej obwied¬ ni sygnalu wejsciowego.

Dekoder wedlug rozwiazania z fig. 3 dziala w sposób nastepujacy.

Do symetrycznych wejsc 33 i 34 doprowadzane sa przesuniete w fazie o 180° sygnaly wejsciowe, których przebieg w funkcji czasu pokazano na fig. 5. Sygnaly te po ograniczeniu amplitudy przy¬ kladane sa do baz tranzystorów 18 i 19, które ma¬ ja nieregulowany próg okreslony napieciami zlacz baza-emiter. Poziomy tych progów zaznaczono rów¬ niez na przebiegach elektrycznych na fig. 5. Wy¬ tworzone na wejsciach 35 i 36 impulsy, doprowa¬ dzane sa poprzez uklady logiczne 24 i 25--do wejsc 37 i 38 monostabilnych przerzutników 26 i 27, na których wyjsciu wytwarzane sa zanegowane sy¬ gnaly impulsowe. Sygnaly te doprowadzane sa od¬ powiednio do wejsc 39 i 40 logicznego ukladu „NAND" 32 i na wyjsciu 41 tego ukladu logiczne-* go pojawia sie sygnal w momencie czasowym, od¬ powiadajacym momentowi wystepowania w przy¬ blizeniu wartosci zerowej obwiedni sygnalu modu¬ lowanego w amplitudzie o glebokosci modulacji bliskiej 100%.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe %

1. Dekoder sygnalu modulowanego w amplitu¬ dzie, zwlaszcza do lokalizacji wybranych kierun¬ ków w obszarze kontrolowanym przy pomocy ra¬ daru, znamienny tym, ze sklada sie z kaskadowo polaczonych nastepujacych czlonów: wzmacniacza (1) z dwoma wejsciami (2) i <3), przerzutnika (4) rodzaju SR i monostabilnegd przerzutnika (5), przy czym jedno wejscie (2) wymienionego wzmacnia¬ cza (1) polaczone jest ze zródlem sygnalu modulo- 15 25 30 35 wanego w amplitudzie, natomiast drugie wejscie (3) tego wzmacniacza polaczone jest ze zródlem re¬ gulowanego poziomu progu.

2. Uklad dekodera wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jest wyposazony na wejsciu w ogranicznik amplitudy.

3. Dekoder sygnalu modulowanego w amplitu¬ dzie, zwlaszcza do^ lokalizacji wybranych kierun¬ ków w obszarze kontrolowanym, przy pomocy ra¬ daru, znamienny tym, ze sklada sie z komparato¬ ra (9) i monostabilnego przerzutnika (10), który ma odpowiednio dolaczony kondensator (11) oraz rezy¬ stor (12) o tak dobranych wartosciach, ze czas trwania generowanych przez ten przerzutnik im¬ pulsów jest wiekszy od okresu fali nosnej sygnalu modulowanego w amplitudzie.

4. Dekoder sygnalu modulowanego w amplitu¬ dzie, zwlaszcza do lokalizacji wybranych kierun¬ ków w obszarze kontrolowanym przy pomocy ra¬ daru, znamienny tym, ze sklada sie z kaskadowo polaczonych nastepujacych czlonów: multiwibrato- ra bistabilnego^ z szeregowo wlaczonymi do dwu symetrycznych wejsc ogranicznikami amplitudy, przerzutnika rodzaju SR na dwu ukladach logicz¬ nych (24) i (25) rodzaju „NAND", dwu monostabil- nych przerzutników (26) i (27) oraz logicznego ukla¬ du (32) równiez rodzaju „NAND", którego kazde z dwu wejsc jest polaczone z wyjsciami zanego¬ wanymi wspomnianych monostabilnych przerzut¬ ników (26) i (27), do których podlaczone sa odpo¬ wiednio kondensatory (28) i (30) oraz rezystory/ (29) i (31) o wartosciach tak dobranych, aby czas trwania generowanych impulsów na wyjsciach (39) i (40) tych przerzutników (26) i (27) byl zawarty pomiedzy 0,5 a 1,0 okresu fali nosnej sygnalu mo¬ dulowanego w amplitudzie. n Fig.l 11 12 10 .13 Fig.2 33- 34- Fig.3102 121 Obszary uzytecznego sygnalu l Poziom progu na +t wejsciu£ Sygnal na wejsciu 2, Sygnal wyjsciawowy z komparatora ^ J ~t Sygnat na wyjsciu 1£ J ^ t Fig.4 R^nnnr -innnnnnnnr uuirunr innnnnnnnni—mn W^UU" innnnnn^^ Sygnal na wejsciu 33 Sygnal na wejscu 34 -nnr Sygnalna _J_LU ^1 wejsciu 35 Sygnal na . t wejsciu 36 nnr Sygnatna JULI ^t wejsau37 nnnnn nnnnnnnnni—mn ,,J§3& nnnnnnnnnr nnnnnr inn innn nr JLDJ Sygnatna , l wejsciu 55 ni inr Sygnatna -LU——uu -! wyjsciu 40 Sygnal na ¦" wyjsciuJl Fig. 5 LDA Nr 2 Typo — zam. 194/79 — 90 egz. Cena zl 45.—