RU2069003C1 - Digital range finder - Google Patents

Digital range finder Download PDF

Info

Publication number
RU2069003C1
RU2069003C1 SU5067092A RU2069003C1 RU 2069003 C1 RU2069003 C1 RU 2069003C1 SU 5067092 A SU5067092 A SU 5067092A RU 2069003 C1 RU2069003 C1 RU 2069003C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
register
range finder
drive
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Иванович Слюсар
Сергей Иванович Оршлет
Владимир Иванович Покровский
Валентин Филиппович Сахно
Original Assignee
Дадочкин Сергей Васильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дадочкин Сергей Васильевич filed Critical Дадочкин Сергей Васильевич
Priority to SU5067092 priority Critical patent/RU2069003C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2069003C1 publication Critical patent/RU2069003C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radiolocation. SUBSTANCE: digital range finder includes analog-to-digital converter 1, multiplexers 2, 4, on-line storage 3, squarer 6 built on permanent storage, buffer register 7, storage circuit 8, register-storage circuit 9, unit controlling on-line storage which incorporates flip-flop 10, pulse former 11 and cyclically returnable counter 5 with maximum repetition cycle N, where N is number of readings of analog-to-digital converter fallen within duration of "sliding window" maximum by extent. Storage circuit is manufactured in the form of storage-subtractor. Capacity of on-line storage amounts to N x m digit words, where m is word length of analog-to-digital converter. Range finder form "sliding window" for range from sum of squares of readings or of their moduli. EFFECT: increased reliability of operation of range finder. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в радиолокации для измерения дальности, в ультразвуковой диагностике и в других сферах, где необходимо измерение временных интервалов. The invention relates to the field of radio electronics and can be used in radar for measuring ranges, in ultrasound diagnostics and in other areas where it is necessary to measure time intervals.

Известны цифровые следящие измерители дальности, которые содержат оптимальный приемник, АЦП и цифровые формирователи дискриминационной характеристики измерителя. Known digital tracking distance meters that contain the optimal receiver, ADC and digital shapers discriminating characteristics of the meter.

Недостатком следящих измерителей вообще и указанных в частности является потеря устойчивости функционирования в многосигнальных ситуациях. The disadvantage of tracking meters in general and indicated in particular is the loss of stability in multi-signal situations.

При астатизме второго порядка следящий измеритель в состоянии обеспечить отсутствие динамических ошибок измерения только по целям, движущимся с постоянной скоростью. With second-order astatism, a tracking meter is able to ensure the absence of dynamic measurement errors only for targets moving at a constant speed.

Наконец, еще одним недостатком следящих дальномеров является их уязвимость от воздействия уводящих по дальности помех. Finally, another drawback of tracking rangefinders is their vulnerability to exposure to range-leading interference.

Все это позволяет говорить о предпочтительности применения неследящих измерителей дальности. All this suggests the preference for the use of non-tracking range meters.

Известно неследящее цифровое устройство измерения дальности до цели, содержащее генератор эталонных импульсов, вентиль "И", счетчик, синхронизатор, триггер, устройство обнаружения сигналов, две линии задержки, регистр дальности, потенциально-импульсную схему вывода. Известное устройство свободно от недостатков, присущих следящим дальномерам, и позволяет дискретно измерять дальность "с точностью до периода повторения импульсов эталонной частоты". Known non-tracking digital device for measuring range to the target, containing a reference pulse generator, an AND gate, counter, synchronizer, trigger, signal detection device, two delay lines, range register, potential pulse output circuit. The known device is free from the disadvantages inherent in tracking rangefinders, and allows you to discretely measure the range "up to the pulse repetition period of the reference frequency".

Однако для повышения точности измерения необходимо применение двухшкальных методов отсчета. Кроме того, точность измерения в данном случае зависит от параметров устройства обнаружения сигналов, к качеству работы которого предъявляются очень жесткие требования. However, to increase the accuracy of measurements, it is necessary to use two-scale reference methods. In addition, the measurement accuracy in this case depends on the parameters of the signal detection device, the quality of which is very stringent.

Известно дальномерное устройство, содержащее АЦП, регистры, оперативное запоминающее устройство ОЗУ, обнаружитель-измеритель. Known rangefinder device containing ADCs, registers, random access memory, RAM, detector-meter.

Будучи ориентированным на обработку пачки видеоимпульсов, оно в принципе может быть использовано и для измерения дальности по одиночному сигналу при условии, что темп дискретизации позволяет получить за время длительности импульса n отсчетов АЦП. Недостатком устройства является неоптимальность обработки эхо-сигнала. Being oriented to processing a packet of video pulses, it can in principle be used to measure the range of a single signal, provided that the sampling rate allows us to obtain n ADC samples for the duration of the pulse. The disadvantage of this device is the non-optimal processing of the echo signal.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является (см. Лихарев А. П. "Цифровые методы и устройства в радиолокации", М. Сов. радио, 1973 г, с. 129 130) цифровой дальномер, функционирующий в режиме "движущегося окна", содержащий, в частности, АЦП, ОЗУ, схему управления ОЗУ (ее наличие подразумевается), квадратор (функциональный преобразователь на ОЗУ), накопитель (в тексте оригинала фигурирует под наименованием "сумматор"), cхему сравнения с порогом, включающую цифровой компаратор, на один из входов которого поступает код порогового напряжения. Вход АЦП является входом устройства. Данное съемное решение позволяет осуществить цифровое накопление пачки видеоимпульсов, взвешенной по закону ее огибающей. The closest in technical essence to the claimed invention is (see A. Likharev, “Digital Methods and Devices in Radar,” M. Sov. Radio, 1973, p. 129 130), a digital rangefinder operating in the “moving window” mode containing, in particular, the ADC, RAM, the RAM control circuit (its presence is implied), a quadrator (functional converter for RAM), a drive (in the original text appears under the name "adder"), a comparison circuit with a threshold, including a digital comparator, on one of the inputs of which the code th voltage. The ADC input is the input of the device. This removable solution allows digital accumulation of a packet of video pulses, weighted according to the law of its envelope.

Недостатком является ориентация на видеочастотную обработку информации, что не позволяет получить высокую точность измерения дальности, которая, как известно, может быть достигнута путем перехода к определению времени задержки на радиочастоте. Кроме того, универсальность устройства-прототипа снижена из-за отсутствия возможности управления протяженностью "движущегося окна". The disadvantage is the orientation to video-frequency processing of information, which does not allow to obtain high accuracy of range measurement, which, as you know, can be achieved by moving to determining the delay time at the radio frequency. In addition, the versatility of the prototype device is reduced due to the lack of the ability to control the length of the "moving window".

Сущность изобретения заключается в том, что в состав цифрового дальномера дополнительно вводятся два мультиплексора, буферный регистр, регистр-накопитель; блок управления блоком оперативной памяти (БОП) включает триггер, формирователь импульсов, циклически перестраиваемый счетчик с наибольшим циклом повторения N, где N число отсчетов АЦП, укладывающихся в пределах длительности максимального по протяженности "окна", накопитель выполнен в виде накопителя-вычитателя, емкость БОП составляет N m-разрядных слов, где m разрядность АЦП, причем выход АЦП соединен с первым входом первого мультиплексора, на второй вход которого поступает нулевой потенциал, выход первого мультиплексора соединен с информационным входом БОП, а также с первым входом второго мультиплексора, второй вход которого соединен с информационным выходом БОП, адресные входы БОП соединены с выходами циклически перестраиваемого счетчика схемы управления БОП, на информационный вход которого поступает код "Размер окна", выход второго мультиплексора соединен со входом адреса квадратора, информационный выход которого соединен с информационным входом буферного регистра, выход которого подключен к первым информационным входам накопителя вычитателя, выход которого соединен со входом регистра-накопителя, выход которого соединен со вторыми информационными входами накопителя-вычитателя и является выходом дальномера, объединенные входы триггера и формирователя импульсов представляют собой тактовый вход дальномера, прямой выход триггера соединен с тактовым входом АЦП, а инверсный с объединенными счетным входом циклически перестраиваемого счетчика, управляющими входами БОП и второго мультиплексора, выход формирователя импульсов подключен к объединенным управляющим входам буферного регистра и регистра-накопителя, объединенные управляющие входы первого мультиплексора и накопителя-вычитателя образуют вход "Сброс" ("Начало дистанции"), дальномера, управляющий вход квадратора является входом "Признак" устройства. The essence of the invention lies in the fact that the composition of the digital rangefinder is additionally introduced two multiplexers, a buffer register, a register-drive; the control unit of the random access memory (BOP) unit includes a trigger, a pulse shaper, a cyclically tunable counter with the largest repetition cycle N, where N is the number of ADC readings falling within the duration of the maximum length of the “window”, the drive is made in the form of a subtractor drive, the capacity of the BOP is N m-bit words, where m is the ADC capacity, and the ADC output is connected to the first input of the first multiplexer, the second input of which receives zero potential, the output of the first multiplexer is connected to the BOP input, as well as the first input of the second multiplexer, the second input of which is connected to the BOP information output, the BOP address inputs are connected to the outputs of the cyclically tunable counter of the BOP control circuit, the window size code is supplied to the information input, the output of the second multiplexer is connected to the input of the address of the quadrator, the information output of which is connected to the information input of the buffer register, the output of which is connected to the first information inputs of the subtractor drive, the output of which is connected inen with the input of the register-drive, the output of which is connected to the second information inputs of the drive-subtractor and is the output of the range finder, the combined inputs of the trigger and the pulse shaper represent the clock input of the range finder, the direct output of the trigger is connected to the clock input of the ADC, and the inverse with the combined count input is cyclically tunable counter, the control inputs of the BOP and the second multiplexer, the output of the pulse shaper is connected to the combined control inputs of the buffer register and register a storage device, the combined control inputs of the first multiplexer and form a drive-subtracter input "reset" ( "Starting distance"), a range finder, the control input is an input squarer "indication" of the device.

Вход "Размер окна" предназначен для управления временной протяженностью скользящего по дальности окна. Вход "Признак" необходим для управления режимом работы дальномера и позволяет переходить от накопления суммы квадратов отсчетов к режиму накопления модулей. Момент окончания сигнала "Сброс" является началом отсчета дальности. The “Window size” input is intended to control the time length of a window sliding along its range. The “Sign” input is necessary for controlling the operating mode of the range finder and allows you to switch from accumulating the sum of squares of samples to the mode of accumulating modules. The moment of the end of the “Reset” signal is the beginning of the range reference.

Существенность отличий заявленного устройства, помимо очевидных различий в аппаратном решении, заключается в том, что в нем предусмотрена возможность варьировать временной протяженностью скользящего окна, осуществлять переход от режима накопления суммы квадратов отсчетов к накоплению суммы модулей положительного или отрицательного числа, что, в свою очередь, позволяет измерять время задержки как видео-, так и радиоимпульсов. Кроме того, выполнение накопителя в виде накопителя-вычитателя позволило предельно упростить операцию обновления информации в скользящем окне, поскольку отпала необходимость в постоянном переводе накопителя из режима суммирования вновь поступившего отсчета АЦП в режим вычитания первого и задействованных в текущем положении скользящего окна отсчетов. The significance of the differences of the claimed device, in addition to the obvious differences in the hardware solution, lies in the fact that it provides the ability to vary the time length of the sliding window, to switch from the accumulation mode of the sum of squares of samples to the accumulation of the sum of modules of a positive or negative number, which, in turn, allows you to measure the delay time of both video and radio pulses. In addition, the implementation of the drive in the form of a drive-subtractor made it possible to extremely simplify the operation of updating information in a sliding window, since there was no need to constantly transfer the drive from the mode of summing the newly received ADC readings to the mode of subtracting the first and the samples running in the current position of the sliding window.

Функциональная схема устройства приведена на фиг. 1, где использованы следующие обозначения: 1 аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 2 первый мультиплексор; 3 блок оперативной памяти (БОП); 4 второй мультиплексор; 5 циклически перестраиваемый счетчик; 6 квадратор, выполненный на блоке постоянной памяти (ПЗУ); 7 буферный регистр; 8 накопитель-вычитатель; 9 - регистр-накопитель; 10 триггер; 11 формирователь импульсов. Functional diagram of the device is shown in FIG. 1, where the following notation is used: 1 analog-to-digital converter (ADC); 2 first multiplexer; 3 block of random access memory (BOP); 4 second multiplexer; 5 cyclically tunable counter; 6 quadrator, made on the block of read-only memory (ROM); 7 buffer register; 8 drive-subtractor; 9 - drive register; 10 trigger; 11 pulse shaper.

В рассмотренном варианте технического решения дальномера предполагалось, что скользящая сумма квадратов либо вообще не сравнивается с порогом, либо это сравнение проводится программно в последующих устройствах отображения информации. В принципе пороговое тестирование может быть реализовано аппаратно. Для этого в рассматриваемый дальномер необходимо ввести схему сравнения с порогом в составе регистра и цифрового компаратора, причем на информационные входы регистра поступает код порогового напряжения (сигнал "Порог"), а его управляющий вход подключен ко входу "Сброс" дальномера, выход регистра соединен с первым входом цифрового компаратора, второй вход которого соединен с объединенными выходом регистра-накопителя и вторыми информационными входами накопителя-вычитателя, которые в совокупности с выходом цифрового компаратора образуют выход дальномера. In the considered version of the technical solution of the range finder, it was assumed that the moving sum of squares is either not compared with the threshold at all, or this comparison is carried out programmatically in subsequent information display devices. In principle, threshold testing can be implemented in hardware. To do this, it is necessary to introduce a comparison circuit with a threshold in the register and the digital comparator into the range finder under consideration, and the threshold voltage code (“Threshold” signal) is supplied to the register information inputs, and its control input is connected to the “Reset” input of the range finder, the register output is connected to the first input of the digital comparator, the second input of which is connected to the combined output of the register-drive and the second information inputs of the drive-subtractor, which together with the output of the digital comparator form range finder output.

Функциональная схема данного варианта цифрового дальномера представлена на фиг. 2, где в дополнение к фиг. 1 использованы следующие обозначения: 12
регистр, 13 цифровой компаратор.
The functional diagram of this embodiment of the digital rangefinder is shown in FIG. 2, where in addition to FIG. 1 the following notation is used: 12
register, 13 digital comparator.

В ряде приложений, когда не требуется детальная индикация развертки дальности, применение может найти вариант цифрового дальномера, представленного на фиг. 1, в состав которого дополнительно введена схема поиска максимума и сравнения с порогом. Ее первый вход соединен с выходом регистра-накопителя, на второй вход поступает код порогового напряжения (сигнал "Порог"), выход cхемы является выходом дальномера, первый управляющий вход схемы соединен со входом "Сброс" дальномера, а второй управляющий вход - прямым (или инверсным) выходом триггера. In a number of applications, when a detailed indication of the range sweep is not required, a variant of the digital rangefinder shown in FIG. 1, the composition of which is additionally introduced a maximum search scheme and comparison with the threshold. Its first input is connected to the output of the register-drive, the threshold voltage code (“Threshold” signal) is received at the second input, the circuit output is the output of the range finder, the first control input of the circuit is connected to the “Reset” input of the range finder, and the second control input is direct (or inverse) trigger output.

При ориентации на одноцелевые измерения возможным вариантом построения указанной схемы поиска максимума и сравнения с порогом является исполнение ее в составе цифрового компаратора, счетчика и четырех регистров, причем на информационные входы первого регистра поступает код порогового напряжения (сигнал "Порог"), выход первого регистра соединен с первым входом цифрового компаратора, второй вход которого соединен с объединенным выходом регистра-накопителя, вторыми информационными входам накопителя-вычитателя и входом второго регистра, выход которого соединен с третьим входом цифрового компаратора, выход которого соединен с объединенными управляющими входами второго и третьего регистров, вход третьего регистра соединен с выходами счетчика, счетный вход которого подключен к прямому выходу триггера, выход третьего регистра соединен со входом четвертого регистра, выход которого является выходом схемы, объединенные управляющие входы первого, четвертого регистров и вход обнуления счетчика соединены со входом "Сброс" дальномера. When focusing on single-purpose measurements, a possible option for constructing the indicated maximum search scheme and comparing it with a threshold is to execute it as a part of a digital comparator, a counter and four registers, and the threshold voltage code (“Threshold” signal) is supplied to the information inputs of the first register, the output of the first register is connected with the first input of the digital comparator, the second input of which is connected to the combined output of the register-drive, the second information inputs of the drive-subtractor and the input of the second register the output of which is connected to the third input of the digital comparator, the output of which is connected to the combined control inputs of the second and third registers, the input of the third register is connected to the outputs of the counter, the counting input of which is connected to the direct output of the trigger, the output of the third register is connected to the input of the fourth register, the output of which is the circuit output, the combined control inputs of the first and fourth registers and the counter zeroing input are connected to the “Reset” input of the range finder.

Функциональная схема цифрового дальномера с изложенным вариантом построения схемы поиска максимума и сравнения с порогом приведена на фиг. 3, где использованы следующие обозначения: 1 аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 2 первый мультиплексор; 3 блок оперативной памяти; 4 второй мультиплексор; 5 циклически перестраиваемый счетчик; 6 квадратор; 8 накопитель-вычитатель; 9 регистр-накопитель; 10 триггер; 11 - формирователь импульсов; 12 первый регистр; 13 цифровой компаратор; 14 - второй регистр; 15 счетчик; 16 третий регистр; 17 четвертый регистр. The functional diagram of the digital rangefinder with the described option for constructing the maximum search circuit and comparison with the threshold is shown in FIG. 3, where the following notation is used: 1 analog-to-digital converter (ADC); 2 first multiplexer; 3 block of RAM; 4 second multiplexer; 5 cyclically tunable counter; 6 quadrator; 8 drive-subtractor; 9 register-drive; 10 trigger; 11 - pulse shaper; 12 first register; 13 digital comparator; 14 - second register; 15 counter; 16 third register; 17th fourth register.

Работу предложенного устройства рассмотрим на примере варианта, представленного на фиг. 1. Let us consider the operation of the proposed device using the example of the embodiment shown in FIG. 1.

Режим накопления модулей напряжений или их квадратов задается оператором. The accumulation mode of the voltage modules or their squares is set by the operator.

Количество накапливаемых импульсов в "скользящем окне" также определяется оператором. The number of accumulated pulses in the "sliding window" is also determined by the operator.

Размер серии накопления N в данном случае может изменяться в пределах от 1 до 16 импульсов. The size of the accumulation series N in this case can vary from 1 to 16 pulses.

Работу схемы накопления с использованием "скользящего окна" можно свести к двум этапам. The operation of the accumulation scheme using the "sliding window" can be reduced to two stages.

Первоначально, перед началом просмотра дистанции внешние устройства связи должны выработать импульс сброса и подать его на блоки 2 и 8. Длительность импульса сброса τc должна быть не менее (N+4)•2/fт. При этом в БОП (узел 3) будет записан массив "0" количеством не менее N, где N размер серии накопления. Кроме того, мультиплексоры узлов 2 и 3 импульсов сброса переключаются на прямую трансляцию логического "0" на свои выходы. При этом на вход узла 6 в течение N+4 тактов запуска АЦП подается логический "0", который через узел 7 и АЛУ (узел 8), переведенного в режим прямой трансляции, записывается в регистр-накопитель (узел 9). После окончания импульса сброса к моменту очередного срабатывания АЦП в БОП записан массив на N логических "0", обнулен регистр-накопитель. По завершении импульса сброса мультиплексор узел 2 переключается на трансляцию оцифрованных напряжений с выхода АЦП на вход БОП, мультиплексор узел 4 переключается на трансляцию кодов чисел с выходов БОП (узел 3) на вход функционального преобразователя-ПЗУ (узел 6). Кроме того, АЛУ (узел 8) переводится в режим вычитания.Initially, before viewing the distance, external communication devices must generate a reset pulse and apply it to blocks 2 and 8. The duration of the reset pulse τ c must be at least (N + 4) • 2 / f t . At the same time, an array "0" with an amount of at least N, where N is the size of the accumulation series, will be recorded in the BOP (node 3). In addition, the multiplexers of the nodes 2 and 3 of the reset pulses are switched to the live broadcast of the logical "0" to their outputs. At the same time, a logical "0" is supplied to the input of node 6 for N + 4 clock cycles of the ADC start-up, which is recorded through the node 7 and the ALU (node 8), which is switched to the live broadcast mode, in the drive register (node 9). After the reset pulse has ended, by the time the ADC is triggered, an array of N logical "0" is recorded in the BOP, the drive register is reset. At the end of the reset pulse, the multiplexer node 2 switches to the translation of the digitized voltages from the ADC output to the BOP input, the multiplexer node 4 switches to the translation of the number codes from the BOP outputs (node 3) to the input of the functional ROM converter (node 6). In addition, ALU (node 8) is put into subtraction mode.

Ко второму этапу работы устройства можно отнести собственно процесс накопления N квадратов модулей или модулей (в зависимости от выбранного оператором режима работы) оцифрованных значений напряжений эхо-сигналов, т. е. формирование "скользящего окна" накопления. The second stage of the device’s operation includes the actual accumulation of N squares of modules or modules (depending on the operating mode selected by the operator) of the digitized values of the echo voltage, that is, the formation of a “sliding window” of accumulation.

После окончания импульса обнуления в момент подачи импульса запуска АЦП из БОП (узел 3) по коду адреса, который установлен в этот момент на выходах циклического счетчика (узел 5), по сигналу управления считывается первое число (в данном случае "0"), которое через мультиплексор (узел 4) поступает на входы функционального преобразователя (узел 6), с выходов которого через буферный регистр (узел 7) поступает на входы АЛУ (узел 8). АЛУ осуществляет вычитание числа, хранящегося в регистре-накопителе (узел 9), из числа, поступившего с буферного регистра (узел 7). В следующий такт сигнала управления происходит считывание из БОП числа записанного туда с выхода АЦП по тому же адресу (частота сигнала управления в два раза выше частоты запуска АЦП). Далее считанное из БОП число по уже описанной цепи поступает на вход АЛУ, которое осуществляет вычитание из него хранящегося в регистре-накопителе (узел 9) числа. After the zeroing pulse ends at the moment the ADC start-up pulse is supplied from the BOP (node 3) using the address code that is installed at that moment at the outputs of the cyclic counter (node 5), the first number (in this case "0") is read by the control signal, which through the multiplexer (node 4) it enters the inputs of the functional converter (node 6), from the outputs of which through the buffer register (node 7) it enters the inputs of the ALU (node 8). ALU subtracts the number stored in the drive register (node 9) from the number received from the buffer register (node 7). The next cycle of the control signal reads from the BOP the number recorded there from the ADC output at the same address (the frequency of the control signal is twice as high as the ADC start frequency). Further, the number read from the BOP along the circuit already described is fed to the ALU input, which subtracts the number stored in the drive register (node 9) from it.

После N тактов запуска АЦП (сигнал CIC) в регистре-накопителе (узел 9) будет записана сумма первых N оцифрованных значений напряжений после импульса сброса, так как в момент подачи импульса сброса в БОП (узел 3) было записано N чисел, равных "0". After N clock cycles of the ADC start (CIC signal) in the storage register (node 9), the sum of the first N digitized voltage values after the reset pulse will be recorded, since at the time of the reset pulse in the BOP (node 3), N numbers equal to "0 "

Таким образом, за первые N импульсов запуска АЦП с момента окончания импульса сброса происходит полное обновление информации, записанной в БОП (узел 3). Thus, for the first N ADC start pulses from the moment the reset pulse ends, the information recorded in the BOP is completely updated (node 3).

С приходом N+i импульса запуска АЦП (i≥1) из накопленной в регистре-накопителе (узел 9) суммы оцифрованных напряжений (квадратов модулей или модулей в зависимости от режима) вычитается оцифрованное за N тактов до этого момента напряжение эхо-сигнала и прибавляется оцифрованное в момент N+i такта напряжение эхо-сигнала. With the arrival of the N + i ADC start pulse (i≥1) from the sum of the digitized voltages (squares of modules or modules depending on the mode) accumulated in the drive register (node 9), the echo signal digitized for N clocks up to this point is subtracted and added echo signal voltage digitized at the moment of N + i clock.

Такое построение схемы обработки позволяет сформировать "скользящее окно" суммы квадратов модулей (или модулей) N оцифрованных значений эхо-сигнала, смещающееся после накопления первого строба с шагом в один отсчет АЦП по всему интервалу дальности. Such a construction of the processing scheme makes it possible to form a “sliding window” of the sum of the squares of the modules (or modules) N of the digitized values of the echo signal, which shifts after the accumulation of the first gate in increments of one ADC sample over the entire range.

Необходимо отметить, что при серии накопления N=16 в случае использования 6-разрядного АЦП (6-ой разряд знаковый) сумма накопленных квадратов оцифрованных напряжений может быть представлена в виде 14-разрядных чисел. При этом динамический диапазон снимаемой с регистра накопителя (узел 9) информации может достигать 84 дБ. It should be noted that with a series of accumulation N = 16 in the case of using a 6-bit ADC (the 6th digit is significant), the sum of the accumulated squares of the digitized voltages can be represented as 14-bit numbers. At the same time, the dynamic range of information taken from the drive register (node 9) can reach 84 dB.

В случае накопления модулей оцифрованных значений напряжений при тех же условиях возможные значения чисел на выходе регистра накопителя не превышают 9-ти разрядов, что соответствует 54 дБ. In the case of accumulation of modules of digitized voltage values under the same conditions, the possible values of the numbers at the output of the drive register do not exceed 9 bits, which corresponds to 54 dB.

Большинство черно-белых мониторов позволяют отображать информацию в виде изменения яркости экрана при динамическом диапазоне до 24 дБ. Поэтому необходимо учитывать динамический диапазон накопленных значений оцифрованных напряжений при построении системы отображения информации на индикаторах. Most black and white monitors allow you to display information in the form of a change in screen brightness with a dynamic range of up to 24 dB. Therefore, it is necessary to take into account the dynamic range of the accumulated values of the digitized voltages when constructing a system for displaying information on indicators.

Реализация цифрового дальномера, представленного на фиг. 2, отличается от рассмотренного варианта тем, что дополнительно вводится схема сравнения с порогом. The implementation of the digital rangefinder shown in FIG. 2, differs from the considered option in that a comparison scheme with a threshold is additionally introduced.

В процессе работы в цифровом компараторе 13 производится сравнение текущего отклика "скользящего окна" с порогом и в случае превышения порога по его выходу устанавливается необходимый признак, используемый последующими средствами обработки информации. In the process of working in the digital comparator 13, the current response of the “sliding window” is compared with a threshold, and if the threshold is exceeded, the necessary attribute is used for its output, which is used by subsequent information processing tools.

Что касается схемы поиска максимума, присутствующей в варианте цифрового дальномера фиг. 3, то она также может быть выполнена на микросхемах ЭСЛ-серии, например, 500. As for the maximum search circuit present in the digital rangefinder embodiment of FIG. 3, then it can also be performed on ESL-series microcircuits, for example, 500.

Результаты накопления квадратов отсчетов сравниваются в цифровом компараторе 13 с пороговым сигналом, поступающим с регистра 12. В этом же компараторе осуществляется сравнение текущего значения суммы квадратов отсчетов с предшествующей величиной этой суммы, хранящейся в регистре 14. The results of the accumulation of squares of samples are compared in a digital comparator 13 with a threshold signal coming from register 12. In the same comparator, the current value of the sum of the squares of samples is compared with the previous value of this amount stored in register 14.

В случае, если текущее значение превышает предыдущий результат суммирования, соответствующий сигнал с выхода цифрового компаратора поступает на управляющие входы регистров 14, 16. При этом в регистр 14 записывается текущее значение суммы квадратов, а в регистр 16 поступающий с выходов счетчика 15 код текущего номера отсчета АУП. Таким образом, в регистре 14 хранится текущее максимальное значение суммы квадратов отсчетов, а в регистре 16 соответствующий этому максимуму номер отсчета АЦП. По окончании перебора всех квадратов отсчетов АЦП на требуемом интервале дальности на вход "Сброс" цифрового дальномера поступает импульс начала дистанции. При этом в регистр 17 заносится выходной код регистра 16. Это и будет информацией о времени задержки эхо-сигнала. Кроме того, в регистр 12 записывается очередное значение порога. If the current value exceeds the previous result of the summation, the corresponding signal from the output of the digital comparator is fed to the control inputs of the registers 14, 16. At the same time, the current value of the sum of squares is written to the register 14, and the code of the current reference number coming from the outputs of the counter 15 AUP. Thus, in register 14 the current maximum value of the sum of squares of samples is stored, and in register 16 the ADC reference number corresponding to this maximum. Upon completion of the enumeration of all the squares of the ADC samples in the required range of distance, the impulse of the beginning of the distance arrives at the “Reset” input of the digital range finder. In this case, the output code of the register 16 is entered in the register 17. This will be the information about the delay time of the echo signal. In addition, the next value of the threshold is recorded in register 12.

Предложенный цифровой дальномер позволяет измерять время задержки любого импульсного сигнала (видеочастотного, простого радиоимпульса, ЛЧМ сигнала и т. п.), что делает его универсальным измерителем. ЫЫЫ1 ЫЫЫ2 The proposed digital rangefinder allows you to measure the delay time of any pulse signal (video frequency, simple radio pulse, chirp signal, etc.), which makes it a universal meter. YYY1 YYY2

Claims (4)

1.Цифровой дальномер, содержащий аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок оперативной памяти (БОП), блок управления БОП, квадратор, выполненный на блоке постоянной памяти, и накопитель, вход АЦП является входом цифрового дальномера, отличающийся тем, что в него введены два мультиплексора, буферный регистр и регистр-накопитель, а блок управления БОП выполнен в виде триггера, формирователя импульсов и циклически перестраиваемого счетчика с наибольшим циклом повторения N, где N число накапливаемых отсчетов АЦП, накопитель выполнен в виде накопителя-вычитателя, емкость БОП составляет N•m разрядных слов, где m разрядность АЦП, причем выход АЦП соединен с первым входом первого мультиплексора, второй вход которого является входом сигнала для ввода кодов обнуления БОП, выход первого мультиплексора соединен с информационным входом БОП и с первым входом второго мультиплексора, второй вход которого соединен с информационным выходом БОП, адресные входы которого соединены с выходами циклически перестраиваемого счетчика, блока управления БОП, информационный вход которого является входом сигнала для изменения коэффициента счета, выход второго мультиплексора соединен с входом адреса квадратора, информационный выход которого соединен с информационным входом буферного регистра, выход которого подключен к первым информационным входам накопителя-вычитателя, выход которого соединен с входом регистра-накопителя, выход которого соединен с вторыми информационными входами накопителя-вычитателя и является выходом дальномера, объединенные входы триггера и формирователя импульсов являются тактовым входом дальномера, прямой выход триггера соединен с тактовым входом АЦП, а инверсный с объединенными между собой счетным входом циклически перестраиваемого счетчика и управляющими входами БОП и второго мультиплексора, выход формирователя импульсов подключен к объединенным между собой управляющим входам буферного регистра и регистра-накопителя, объединенные управляющие входы первого мультиплексора и накопителя-вычитателя являются входом сигнала "Сброс" дальномера, а управляющий вход квадратора является управляющим входом дальномера. 1. A digital range finder containing an analog-to-digital converter (ADC), a random access memory (BOP) unit, a BOP control unit, a quadrator made on a read-only memory block, and a drive, the ADC input is an input of a digital range finder, characterized in that two multiplexers, a buffer register and a drive register, and the BOP control unit is made in the form of a trigger, a pulse shaper, and a cyclically tunable counter with the largest repetition cycle N, where N is the number of accumulated ADC readings, the drive is made in the form of of a subtractor-subtractor, the BOP capacity is N • m bit words, where m is the ADC bit, and the ADC output is connected to the first input of the first multiplexer, the second input of which is a signal input for entering BOP zeroing codes, the output of the first multiplexer is connected to the BOP information input and the first input of the second multiplexer, the second input of which is connected to the BOP information output, the address inputs of which are connected to the outputs of the cyclically tunable counter, the BOP control unit, the information input of which is the signal input to change the account coefficient, the output of the second multiplexer is connected to the input of the address of the quadrator, the information output of which is connected to the information input of the buffer register, the output of which is connected to the first information inputs of the drive-subtractor, the output of which is connected to the input of the register-drive, the output of which is connected to the second information inputs of the drive-subtractor is the output of the range finder, the combined inputs of the trigger and the pulse shaper are the clock input of the range finder, p the direct trigger output is connected to the ADC clock input, and the inverse one is connected to the counter input of a cyclically tunable counter and the control inputs of the BOP and the second multiplexer, the output of the pulse shaper is connected to the control inputs of the buffer register and the storage register connected to each other, the combined control inputs of the first multiplexer and the drive-subtractor are the input of the signal "Reset" of the range finder, and the control input of the quad is the control input of the range finder. 2. Дальномер по п.1, отличающийся тем, что в него введен блок сравнения с порогом, выполненный в виде регистра и цифрового компаратора, информационные входы регистра являются входом сигнала кода порогового напряжения, а управляющий вход подключен к входу "Сброс" дальномера, выход регистра соединен с первым входом цифрового компаратора, второй вход которого объединен с выходом регистра-накопителя и является выходом дальномера. 2. The range finder according to claim 1, characterized in that a comparison unit with a threshold is implemented in it in the form of a register and a digital comparator, the information inputs of the register are the input of the threshold voltage code signal, and the control input is connected to the "Reset" input of the range finder, the output register connected to the first input of the digital comparator, the second input of which is combined with the output of the register-drive and is the output of the range finder. 3. Дальномер по п.1, отличающийся тем, что в него введен блок поиска максимума и сравнения с порогом, первый вход которого соединен с выходом регистра-накопителя, второй вход является входом сигнала кода порогового напряжения, а выход является выходом дальномера, первый управляющий вход блока поиска максимума и сравнения с порогом соединен с входом "Сброс" дальномера, а второй управляющий вход с прямым выходом триггера. 3. The range finder according to claim 1, characterized in that a maximum search and comparison unit with a threshold is inserted into it, the first input of which is connected to the output of the register-drive, the second input is the input of the threshold voltage code signal, and the output is the output of the range finder, the first control the input of the maximum search unit and the comparison with the threshold is connected to the input "Reset" of the rangefinder, and the second control input with a direct output of the trigger. 4. Дальномер по п.1, отличающийся тем, что в него введена схема поиска глобального максимума и сравнения с порогом, выполненная в виде цифрового компаратора, счетчика и четырех регистров, информационные входы первого регистра являются входом сигнала кода порогового напряжения, выход первого регистра соединен с первым входом цифрового компаратора, второй вход которого соединен с выходом регистра-накопителя и входом второго регистра, выход которого соединен с третьим входом цифрового компаратора, выход которого соединен с объединенными между собой управляющими входами второго и третьего регистров, вход третьего регистра соединен с выходами счетчика, счетный вход которого подключен к прямому выходу триггера, выход третьего регистра соединен с входом четвертого регистра, выход которого является выходом дальномера, объединенные между собой управляющие входы первого и четвертого регистров и вход обнуления счетчика соединены с входом "Сброс" дальномера. 4. The range finder according to claim 1, characterized in that a global maximum search and threshold comparison scheme is implemented in the form of a digital comparator, counter and four registers, the information inputs of the first register are the input of the threshold voltage code signal, the output of the first register is connected with the first input of the digital comparator, the second input of which is connected to the output of the register-drive and the input of the second register, the output of which is connected to the third input of the digital comparator, the output of which is connected to I am waiting for the control inputs of the second and third registers, the input of the third register is connected to the outputs of the counter, the counting input of which is connected to the direct output of the trigger, the output of the third register is connected to the input of the fourth register, the output of which is the output of the range finder, the control inputs of the first and fourth registers are interconnected and the counter zeroing input is connected to the “Reset” input of the range finder.
SU5067092 1992-09-14 1992-09-14 Digital range finder RU2069003C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5067092 RU2069003C1 (en) 1992-09-14 1992-09-14 Digital range finder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5067092 RU2069003C1 (en) 1992-09-14 1992-09-14 Digital range finder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2069003C1 true RU2069003C1 (en) 1996-11-10

Family

ID=21615554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5067092 RU2069003C1 (en) 1992-09-14 1992-09-14 Digital range finder

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2069003C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Справочник офицера противовоздушной обороны/ Под ред. Г.В.Зимина. М.: Воениздат, 1981. Лихарев В.Л. Цифровые методы и устройства в радиолокации.- М.: Сов. радио, 1973, с.129 и 130. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2069003C1 (en) Digital range finder
JPH03131715A (en) Measuring data processor
SE7602558L (en) SIGNAL PROCESSING CIRCUIT
US4392749A (en) Instrument for determining coincidence and elapse time between independent sources of random sequential events
US3555549A (en) Radar range indicating system
SU959104A1 (en) Device for determining expectation
RU2342674C1 (en) Device to measure delay time of signals reflected from targets, in radio locating station (rls) with wobbulated probe pulse period
SU1269149A1 (en) Versions of device for processing seismic vibrations data
SU1109781A1 (en) Device for transmitting messages in adaptive telemetric systems
RU2195686C2 (en) Device measuring small time intervals
SU1114966A1 (en) Digital device for measuring frequency
SU1042041A1 (en) Amplitude distribution analyzer
SU1265647A2 (en) Digital phase meter
RU2063048C1 (en) Device for measuring maximal value of pulse analog signal
RU2207579C1 (en) Digital phase-meter
SU1226487A1 (en) Device for analyzing distributions of random processes
RU2013787C1 (en) Phase method of measurement of range of two aerial targets
SU1053315A1 (en) Device for measuring error factor in digital transmission systems
SU1695327A1 (en) Device for determining mean-root-square value of signal
SU902119A1 (en) Standard attenuator
SU1170364A1 (en) Device for measuring amplitude of low-frequency sinusoidal voltage
SU1027734A1 (en) Device for determining two-dimension probability density of random process
SU1149278A1 (en) Stochastic device for solving difference equations
SU1525923A1 (en) Device for assessing quality of discrete signal transmission
SU868617A1 (en) Digital frequency meter