RU1170873C - Фазометрическое устройство - Google Patents

Description

ё- §

И/.о5р8тение относитс  к технике измеро .м  фазы радиосигналов и может быть использовано в .аппаратуре приемоиндикаторов системы навигации и единого времени ,

Цель изобретени  -уменьшение времени измерени  за счет сокращени  времени отработки разности фаз между входным и опорным сигналами, Ваедение в фазометрическое устройство блока, измен ющего скорость отработки разности фаз в зависимости от соотно1лени  сигнал/шум, позволило сог;ратить врем  измерени  почти в п ть раз.

На фиг.1 изображена структурна  блоксхема фазометрического устройства; на фиг.2 - структурна  схема блока определеfui .q отношени  сигнал/шум; на .фиг.З структурна  схема блока переменного коррекционного эффекта..

Устройство содержит усилитель-ограничитель S, чувствительный элемент 2, блок 3 определани . соотношени  сигнал/шум, первый реверсивный счетчик4, блок 5 переменного коррекционного эффекта |БПКЭ), второй, реверсивный счетчик.б,:пороговь й блок 7, дискретный фззоврйщатель 8, опорный генератор 9, делитель10 чэс-трты, отсчетный блок 11, дешифратор 12, элементы и 13, 14, первый и второй блоки 15 и 16 задержки. Выход у илител -ограничите   1 соединен с первым входом чувствительного .элемента 2, а также с сигнальным входом блока 3 определени  соотношени  сигнал/шум , выходы чувствительного элемента 2 .соединены с. суммирующим и вычитаюа им входами первого реверсивного счетчика 4, выходы которого соединены с соответствующими входами БПКЭ5, с входами второго реверсивного счетчика бис входами порогового блока 7. БПКЭ 5 подключен выходами к управл ющим входам дискретного фазовращател  8, сигнальный вход которого соединен с выходом опорного генератора 9, а выход - с входом делител  частоты 10, Первый выход делител  частоты 10 соединен со вторым входом чувствительного элемента 2, вторым входом блока 3 определени  соотношени  сигнал/шум и отсчетным блоком 11. Остальные выходы делител  10 частоты соединены с соответствуюа1ими входами дешифратора 12, выход которого соединен с третьим входом блока 3, три выхода которого св заны соответственно с первым, вторым и третьим управл ющими входами БПКЭ 5, а его третий выход св зан с четвертым входом блока 3. Выходы которого реверсивного счетчика 6 св заны с соответствующими входами порогового , блока 7, первый и второй выходы которого

через злеТменты И 13 и 14 соединены соответственно .с четвертым и п тым управл ющими входами БПКЭ 5. Вторые входы элементов И 13 и 14 соединены с выходом блока задержки 16, выход которого через блок, задержки 15 св зан с входом обнулени  второго реверсивного счетчика 6. Шестой управл ющий ВХОД-БПКЭ 5 св зан с входом блока задержки 16,

Блок определени  соотношени  сигнал/шум содержит (см,фиг,2) последовательно соединенные дифференцирующую цепь 17, инвертор 18, первый элемент И 19, первый счетчик 20, дешифратор 21, элементы ИЛИ 22, второй и третий элементы И 23, а также последовательно соединенные четвертый элемент И 24, второй счетчик 25, первый элемент задержки 26, выход которого св зан с вторыми входами элементов И 23 и через второй элемент задержки 27 с входом сброса первого счетчика 20, Второй вход элемента И 19  вл етс  третьим входрм блока 3 определени  соотношени  сигнал/шум , третий вход элемента И 19 и первый вход элемента И 24 соединены с четвертым входом блока 3. второй вход элемента И 24 соединен с вторым входом блока 3, Выходы элементов И 23  вл ютс  управл ющими выходами блока 3, выход счетчика 25  вл етс  третьим выходом блока 3, Блок 5 переменного коррекционного эффекта (БПКЭ) (см.фиг.З) состоит из двух RS-триггеров 28, 29, причем входы S  вл ютс  входами БПКЭ 5, элемента ИЛИ 30, входы которого св заны с выходами триггеров 28, 29, а выход соединен с входом элемента И 31, оторой вход которого соединен с генератором импульсов 32, а выход - с первыми входами второго и третьего элементов И 33, 34, а также с первыми входами группы элементов И 35 делител  36 частоты с переменным коэффициентом делени  (ДЧПКД), вторые входы которых св заны соответственно с выходами триггеров 37-40, а выходы через делители 41-44 с различн уми коэффициентами делени  с входами элемента ИЛИ 45, выход которого св зан с вторыми входами триггеров 28, 29. Первый вход триггера 37 св зан с вторым управл ющим входом БПКЭ 5, первый вход триггера 38 с первым управл ющим входом БПКЭ 5, вторые входы триггеров 37, 38 св заны с третьим управл ющим входом БПКЭ 5; первый вход триггера 39 св зан с четвертым управл юш,им входом БПКЭ 5. второй вход триггера 39 св зан с шестым управл ющим входом БПКЭ 5, первый вход триггера 40, св зан с п тым управл ющим входом ПБКЭ 5, второй вход триггера 40 через элемент ИЛИ 46 св зан с третьим и шестым управл Б11708736

ющими входами БПКЭ 5, выход элемента Илевой сигнал, пройд  через элемент ИЛИ 33  вл етс  первым выходом БПКЭ 5 и несет30, прекращает поступление импульсов от информацию о величине положительногогенератора 32 через элемент И 31 на первые сдвига фазы опорного сигнала, выход эле- входы элементов И 33,34. Число импульсов мента И 34  вл етс  вторым выходом БПКЭ 5генератора 32, прошедших на выход БПКЭ 5 и несет информацию о величине отрица-5 при поступлении на его вход импульса тельного сдвига фазы опорного сигнала, ды переполнени  определ ет величину дискход триггера 40  вл етс  третьим выходомрета сдвига фазы дискретного фазовращаБПКЭ 5, разрешающим определение соот-тел  8. Импу ьсы переполнени  с выходов ношени  сигнал/шум. 10первого реверсивного счетчика 4 поступают

Устройство ра ботает следующим обра -также на входы второго реверсивного счетзом .Чиха 6, обнул емого импульсом, прошедПринимаемый сигнал мерез усилитель-шим череэ блоки задержки 1Б, 16. Число

ограничитель 1 поступает н вход чуастей разр дов второе реверсивного счетчика 6

тельного элемента 2 и блока 3 определение выбираетс  так, чтобы за период обнулени 

соотношени  сигнал/шум. Не второй вхо  импульсов 6 не переполн лс  при

чувствительного элемента 2 постуоаетлюбых фазовых рассогласовани х между

опорный сигнал с выхода делител  часто Б(опорным и принимаемум сигналами: . Ш. С помощью чувствительного элемента 2 производитс  сравнение фаз прин того «.20

опорного колебаний..

Серии импульсов с выходрв чувствительного элемента 2 поступают на cyMMHjjjy-где ТоЪц - период обнул ющих импуль«5щий и вычитающий вход« перв0Шсов;

ре9ерсивнй1О счетчика 4, ГТри переподне-;. 25 Тв-период чистоты следовани  сигнала

ни последнего на одном из «го выходовс выхода генератора импульсов,формируетс  импульс, который поступает ,N-емкость второго реверсивного счетнд соответствующий информационныйЁСХОДчика 6.

БПКЭ 6. По вление импульса на информа- , При больших рассогласовани х принициочном входе БПКЭ 5 приводит к ферми 30маемого и оп ориого сигналов число импульрованию 1сигна ов, поступающих и.сов, поступающих с одного из выходов

дискретный фазовращатель 8 и ВЫЗЁШДЮ первого реверсивного счетчика 4, велико и

щих сдвиг опорного сигнала фазометрйче-абсолютна  величина числа, зафиксированского устройства, формируемого nytew ого во втором реверсивном счетчике б, к

делени  частоты опорного генератора моменту прихода импульса на вход блока

лителем ti) частоть.,Дискрет сдвига диск-задержки t6 превышает пороговое энач(Эретного фазовращател  8 задаете ние Nffjop.

состо нием БПКЭ 5, а направление сдвигаПревышение порогового значени  во определ етс  тем входом фaзoвpaщaтвл  В.«тором реверсивном счетчике 6 фиксйруетна котором в данный момент по вилс  им- wс  с помощью порогового блока 7. пульс управлени . Импульсыс выходов п . П.ри превышении т |хзгана первом бывого реверсивного с етчика 4 поступаю аходе порогового блока 7 по вл етс  сигнал, БПКЭ 5 (см.фиг.З), на входы S ЯЗ-тригтероипо которому э &лет Л 14 открываетс  дл  28,29. Сигналы с одного из. выходов три1тегпрохождени  импульсов с йыхода блока 16 ров 28, 29, пройд  элемент ИЛИ 30, поету- 5задержки, а элемент И 13 закрываетс  сигпают на первый вход элемента W 3t,налом с второго выхода порогового блока 7. разреша  импульсам заполнени  с еыхбшИмпульс с выхода элемента И 14 устанавлигенератора 32 проходить на взшд 391емент&вает триггер 39 в единичное состо ние, при И 31, откуда они поступаютнапервыв входыкотором ВПКЭ 5 воздействует на дискретэлементов Л 33, 34 и на входы ДСПКД Э0 ный фазовращатель 8 таким образом, что Коэффициент делени  последнего о реде-последний осуществл ет сдвиг фазы опорл етс  состо нием триггеров . Рассвг-ного сигнала с наибольшим дискретом. Заласование опорного и принимаемогодержка обнул ющего импульса в блоке 5 сигналов определ ет состо ние триггеровзадержки осуществл етс  на врем , необхо39 ,40. Коэффициент делени  ДЧПКД 36, в 55димое дл  предварительной установки тригсвою очередь, определ ет число импульсовгерое 39, 40 (см.фмг.З) е нулевое состо ние, генератора 32, после прохождени  которыхЭто достигаетс  тем, что триггер 39 устанавделитель 36 формирует сигнал, который,ливает коэффициент делени  делител  часвоздейству  на входы RS-триггеров 28, 29«тоты 36 на максимальную величину и тогда устанавливает их в нулевое состо ние. Hjfкаждый импульс, пришедший на вход БПКЭ 5, превращаетс  а нем в максимальную серию импульсов. Таким образом, факт превышени  порога во втором реверсивном счетчике б фиксируетс  установкой в единичное состо ние триггера 39.

При небольших рассто ни х опорного и принимаемого сигналов (после отработки рассогласовани  с большим дискретом сдвига) число импульсов, поступающих на вход второго реверсивного счетчика от первого реверсивного счетчика 4 невелико, и пороговое значение не превышаетс . Дл  этого его следует брать в несколько раз больше, чем гм -среднеквадратическое значение числа импульсов во втором реверсивном счетчике 6 к концу интервала Тобн. Величина

(ТЫ

&.р

где О{р - среднеквадратическое значение флюктуации фазы опорного сигнала (априорно известна  величина);

А (р- сдвиг фазы опорного сигнала, вызванный импульсом на выходе первого реверсивного счетчика 4 в процессе грубой oтpaбotки рассогласовани .

Импульс с входа блока 16 задержки обнул ет триггеры , 40, а спуст  врем  ДТз ( ДТз равно времени установки в нулевое состо ние триггеров 39, 40) в единичное состо ние устанавливаетс  триггер 40 импульсом, прошедшим с выхода блока задержки 16 через элемент И 13. Второй реверсивный счетчик 6 устанавливаетс  в нулевое состо ние импульсом с выхода блока задержки 15 ( ДТ - врем  задержки импульса обнулени  в блоке задержки 15, определ емое временем установки в единичное состо ние триггера 40). В этом режиме полоса фазоматричвск)го устройства сужаетс  таким образом, чтобы обеспечивалась заданна  точность прибольшом соотношении сигнал/шум. Положительное напр жение на выходе триггера 40 переключает коэффициент делени  делител  36 на меньшую величину иодновременно включает в работу блок у определени  соотношени  сигнал/шум (см.фйг.2), разреша  прохождение импульсов через элементы И 24, 19.И

На выходе дешифратора 12 из сигналов делител  10 частоты формируетс  стробирующий импульс, по времени прив занный своей серединой к моменту перехода опорного сигнала с положительного полупериода в отрицательный. этого потенциальные

сигналы с пр мых выходов триггеров старших разр дов делител  10 частоты объедин ютс  и поступают на выход дешифратора 12. Этот сигнал поступает на стробирующий

(третий) вход блока 3, а именно на второй вход элемента И 19. Прин тый сигнал с выхода усилител -ограничител  1 поступает на сигнальный вход блока З-а именно на вход дифференцирующей цепи 17, с помощью которой в момент перехода положительного полупериода в отрицательный формируетс  импульс, поступающий через инвертор 18 на первый вход элемента И 19. В результате отработки больщих рассогласований середина стробирующегс импульса расположена вблизи среднего положени  момента перехода положительного полупериода принимаемого сигнала в отрицательный. Под воздействием шумов момент перехода

0 флюктуирует. При совпадении момента перехода со строб-сигналом на выходе элемента И 19 формируетс  импульс, который записываетс  в счетчике 20. В блоке 3 на заданном интервале времени анализ подсчитываетс  число совпадений, которое определ етс  соотношением сигнал/шум. Причем, чем больше соотношение сигнал/шум , тем больше совпадений. Сигнал окончани  интервала времени анализа формируетс  по переполнению счетчика 25, на вход которого через элемент И 24 поступают сигналы с выхода делител  частоты 10. В :момент переполнени  счетчика 25 формируетс  сигнал, поступающий в БПКЭ 5 через

5 элемент ИЛ И 46 на вход триггера 40, а также непосредственно на триггеры 37, 38, устанавлива  их в нулевое состо ние. Состо ние счетчика 20 в блоке 3 по истечении заданного интервала времени анализа дешифрируетс  дешифратором 21. В момент прихода с выхода счетчика 25 на вторые входы элементов И 23 импульса, прошедшего элемент задержки 26, сигнал с выхода дешифратора 21 проходит через элемент ИЛИ 22, объедин ющий выходы состо ни  дешифратора 21, лежащие в пределах заданных порогов, соответствующий элемент И 23 устанавливает соответствующий из триггеров 37, 38 в единичное состо ние. Величина задержки

0 сигнала в элементе задержки 26 выбираетс  несколько большей времени установки в нулевое состо ние триггеров 37-38. Сигнал с выхода элемента 26 задержки поступает также через элемент 27 задержки на ход

5 обнулени  счетчика 20. Врем  задержки элемента 27 задержки выбираетс  несколько большим времени установки в единичное состо ние триггеров 37, 38. При малом соотношении сигнал/шум, которому соответствует и малое число совпадений, с выхода блока 3 поступает сигнал на тот из триггеров 37.38, который определ ет наименьший дискрет фазовращател  8. При среднем COOT ношении сигнал/шум сигнал с выхода блока 3 поступает на тот из триггеров 37,38, ко.ГО рый определ ет больший дискрет фазовращател  8. При большом соотношении сигнал/шум сигнал с выхода блока 3 не поступает , т.к. выходы дешифратора 21, co tветствующие большому числу совпадений на элементах ИЛИ 22, не объединены. Ср(тветствующий дискрет сдвига фазовращател  8 обеспечиваетс  сигналом с элемента И 13, поступающим на триггер 40. Таким образом , отработка ведётс  с дискретом, соотФормула изобретени  1. ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно соединенные чувствительный элемент, первый реверсивный счетчик, блок переменного коррекционного эффекта, дискретный фазовращатель , к сигнальному входу которого ; подсоединен опорный генератор, делитель частоты, выход которого соединен с отсчетным блоком и вторым входом чувствительного элемента, а также последовательно соединенные первый блок задержки и второй реверсивный счетчик, счетные входы которого соединены с соответствующими выходами первого реве|рсивного счетчика, отличающеес  тем, что. с целью уменьшени  времени измерени , он i дополнительно содержит второй блок за держки, пороговый блок, два элемента И, i дешифратор и последовательно соединенные усилитель-ограничитель, вход которого/  вл етс  сигнальным входом устройства, и блок определени  соотношени  сигнал-шум, сигнальный вход которого соединен с первым входом чувствительного элемента, второй, третий и четвертый входы соединены выходами делител  частоты , дешифратора и третьим выходом блока переменного коррекционного эффекта , первый, второй и третий выходы со единены соответственно с первым, вторым и третьим управл ющими входами блока переменного коррекционного эффекта, четвертый, п тый и шестой управл ющие входы которого соединены соатветственно с выходами второго и первого элементов И и входом второго блока задержки,  вл ющимс  обнул ющим входом фаао метрического устройства, выход второго блока задержки соединен с входом первого блока задержки, первый и второй входы порогового блока соединены с соответстветствующим данной шумовой обстановке. В процессе отработки устройство реагирует на изменение шумовой обстановки в течение сеанса, т.к. выбор дискрета повтор етс  каждый раз после прошестви  имтервала времени анализа. По окончании отработки временное положение опорного сигнала, определ ющее фазу принимаемого сигнала, измер етс  с помощью отсчетного блока 11. (56) Авторское свидетельство СССР 533879, кл. С 01 R 25/00, 1979. Авторское свидетельство СССР N2917123, кл.а 01 R 25/00, 1981. вующими выходами первого реверсивного счетчика, третий вход - с выходами второго реверсивного счетчика, а выходы - с первыми входами соответствующих элементов И, вторые входы которых объединены и соединены е выходом второго блока задержки . 2. Устройство по п,1, отличающеес  тем, что блок переменного коррекционного эффекта содержит.два RS-триггера, S-входы которых  вл ютс  первым и вторым входами блока, выходы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И. к второму входу которого прТлсоединен выход генератора импульсов, а к выходу первые входы второго и третьего элементов И, второй вход вторбго элемента И соединен с выходом первого RS-триггера, второй вход третьего элемента И соединен с выходом второго RS-трйггера, триггеры, первые входы которых соединены сЬответственно с вторым, первым, п тым и четвертым управл ющими входами блока переменного коррекционного эффекта, вторые входы первого и второго триггеров объединены и соединены с одним из входов элемента ИЛИ « с третьим управл ющим входом блока, второй вход третьего триггера соединен с шестым управл ющим входом блока и другим входом элемента или, выход которого соединен с вторым входом четвертого триггера, выход которого  вл етс  третьим выходом блока, делительчастотыспеременным коэффициентом делени , включающий в свой состав цепи из последовательно соединенных элементов И и делителей с различными коэффициентами делени , выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ. выход которого,  вл ющийс  выходом делител  частоты с переменным 11117 коэффициентом делени , соединен с вто рыми входами RS-триггеров, первые входы элементов И объединены,  вл ютс  первым входом делител  частоты с перемен ным коэффициентом делени  и соединены с выходом первого элемента И блока переменного коррекционного эффекта, вторые входы элементов И,  вл ющиес  вторь1ми входами делител  частоты с переменным коэффициентом делени , соединены с выходами триггеров. 3. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что блок определени  соотношени  сигнал/шум содержит последовательно соединенные дифференцирующую цепь, ин0873 вертор, первый элемент. И, первый счетчик и дешифратор, выходы которого через элементы ИЛИ соединены с первыми входами второго и- третьего элементов Vt, выходы которых  вл ютс  первым и вторым выходами блока, последовательно соединенные четвертый элемент И, второй счетчик, выход которого  вл етс  третьим выходом блока, первый элемент задержки, выход ..-,... ю которого соединен с объединенными вторЫми входами второго и третьего элементов И, второй элемент задержки, выход которого соединен с входом сброса nepsoго счетчика, 15

Л

t/s,2