RU2719277C1

RU2719277C1 - Method for determining time with small dispersion of arrival of impulse and device for determining time between sending and arrival of pulse, carrying out method

Info

Publication number: RU2719277C1
Application number: RU2019123618A
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Глуховский; Сергей Васильевич Ивлев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Компоненты И Технологии 3Д"
Priority date: 2018-05-16
Filing date: 2018-05-16
Publication date: 2020-04-17
Also published as: WO2019221629A1

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention can be used to determine time of arrival of a signal. Summary of the invention consists in the fact that generating by means of a radiator a signal with a given finite number of wave periods; receiving a generated signal using a receiver, digitizing and determining the signal amplitude envelope at each sampling point (sampling) regardless of the phase of the received signal; analysing the analysed signal based on the received signal amplitude envelope, wherein the analysed signal is proportional to the received signal power; time of arrival of signal is determined based on the analysed signal.

EFFECT: technical result is increased accuracy, repeatability and speed of determining time of a received signal regardless of its phase, as well as reduced requirements for computational resources.

20 cl, 5 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Заявленное решение относится к измерительной технике, в частности к устройству и способу определения времени прихода импульса путем измерения параметров звуковых и прочих волн, и может быть использовано в области эхо-локации, УЗ позиционирования, в задачах изменения скоростей потока жидкостей или газов (УЗ расходомеров), УЗ дефектоскопии. По аналогии с УЗ, данный способ может применяться для определения времени прихода импульса ЭМ или прочей волны с наименьшей дисперсией, например, в задачах точного измерения времени между приемами (и/или посылками) порций сигнала (пучков импульсов или волн) или в задачах беспроводной синхронизации, тактирования, стробирования на дальних расстояниях и ЭМ позиционирования.The claimed solution relates to measuring equipment, in particular to a device and method for determining the time of arrival of an impulse by measuring the parameters of sound and other waves, and can be used in the field of echo location, ultrasonic positioning, in problems of changing flow rates of liquids or gases (ultrasonic flow meters) , Ultrasonic inspection. By analogy with ultrasound, this method can be used to determine the time of arrival of an EM pulse or other wave with the smallest dispersion, for example, in tasks of accurately measuring the time between receptions (and / or packages) of signal portions (pulse beams or waves) or in problems of wireless synchronization , timing, gating over long distances and EM positioning.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Из уровня техники известно множество решений, направленных на определения времени прихода импульса. Наиболее близким аналогом к заявленном решению являются устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового уровнемера, описанное в патенте RU 2470267 C1, опубл. 20.12.2012, выполненное с возможностью измерения временного интервала между излученным и принятым сигналами. Недостатками известного устройства является сложность конструкции, а также низкая точность измерения времени прихода сигнала и низкая помехозащищенность.The prior art many solutions are known aimed at determining the time of arrival of the pulse. The closest analogue to the claimed solution is a device for compensating the measurement error of an ultrasonic level gauge described in patent RU 2470267 C1, publ. 12/20/2012, made with the possibility of measuring the time interval between the emitted and received signals. The disadvantages of the known device is the design complexity, as well as low accuracy of measuring the time of arrival of the signal and low noise immunity.

раскрытие изобретенияdisclosure of invention

Технической задачей, на решение которой направленно заявленное решение, является создание устройства и способа, обеспечивающих более высокую точность определения времени прихода импульса и с наименьшей дисперсией, а также обеспечивающих более высокую повторяемость и помехоустойчивость к отраженным волнам за счет быстрого получения опорной точки на первом фронте огибающей импульсов не зависимо от фазы принятого сигнала до заметного влияния отраженных волн.The technical problem, the solution of which the stated solution is directed, is to create a device and method that provides higher accuracy in determining the time of arrival of the pulse and with the smallest dispersion, as well as providing higher repeatability and noise immunity to reflected waves due to the fast reception of the reference point on the first front of the envelope pulses regardless of the phase of the received signal to a noticeable effect of reflected waves.

Техническим результатом является повышение точности, повторяемости и скорости определения времени принимаемого сигнала не зависимо от его фазы, а также снижение требований к вычислительным ресурсам.The technical result is to increase the accuracy, repeatability and speed of determining the time of the received signal regardless of its phase, as well as reducing the requirements for computing resources.

Для достижения указанного технического результат разработан способ определения времени прихода сигнала, содержащий этапы, на которых: генерируют с помощью излучателя сигнал с заданным конечным количеством периодов волн (несколько импульсов); принимают с помощью приемника сгенерированный сигнал, оцифровывают и определяют огибающую амплитуды (амплитудную модулирующую функцию) сигнала в каждой точке семплирования (дискретизации); определяют анализируемый сигнал на основе огибающей амплитуды принятого сигнала, причем анализируемый сигнал пропорционален мощности принимаемого сигнала; на основе анализруемого сигнала определяют время прихода сигнала.To achieve the indicated technical result, a method has been developed for determining the time of arrival of the signal, comprising the steps of: generating a signal using a radiator with a given finite number of wave periods (several pulses); receive the generated signal using the receiver, digitize and determine the envelope of the amplitude (amplitude modulating function) of the signal at each sampling point (sampling); determine the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; Based on the analyzed signal, the signal arrival time is determined.

Также разработано устройство определения времени прихода импульсов, содержащее: устройство обработки данных, включающее полосовой фильтр, синусный, косинусный фильтры, умножители (для возведения в квадрат сигналов с выходов синусного и косинусного фильров) и сумматор; приемник; АЦП; генератор тактового сигнала. Выход приемника соединен через АЦП с полосовым фильтром, к выходу которого параллельно подключены синусный и косинусный фильтры, выходы синусного и косинусного фильтров соединены с сумматором через умножители (для возведения в квадрат), при этом устройсво обработки данных выполнено с возможностью: определять огибающую амплитуды сигнала в каждой точке семплирования; определять анализируемый сигнал на основе огибающей амплитуды принятого сигнала, причем анализируемый сигнал пропорционален мощности принимаемого сигнала; и на основе анализруемого сигнала определять время прихода импульсов.Also developed is a device for determining the time of arrival of pulses, comprising: a data processing device including a band-pass filter, sine, cosine filters, multipliers (for squaring the signals from the outputs of the sine and cosine filters) and an adder; receiver; ADC; clock generator. The output of the receiver is connected through an ADC to a bandpass filter, to the output of which a sine and cosine filters are connected in parallel, the outputs of the sine and cosine filters are connected to the adder via multipliers (for squaring), while the data processing device is configured to: determine the envelope of the signal amplitude in each sampling point; determine the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; and on the basis of the analyzed signal to determine the time of arrival of the pulses.

краткое описание чертежейbrief description of the drawings

Для лучшего представления и понимания сущности изобретения далее будет сделана ссылка, лишь в качестве примера, на прилагаемые чертежи, на которых изображены:For a better presentation and understanding of the invention, reference will hereinafter be made, by way of example only, to the accompanying drawings, in which:

фиг. 1а, 1б - схема устройства определения времени принимаемого сигнала или времени между посылкой и приемом сигналов;FIG. 1a, 1b is a diagram of a device for determining the time of a received signal or the time between sending and receiving signals;

фиг. 2 - форма сигнала напряжения, подаваемая на излучатель (преобразователь);FIG. 2 - voltage waveform supplied to the emitter (converter);

фиг. 3 - форма принимаемого приемником сигнала;FIG. 3 - the form of the signal received by the receiver;

фиг. 4 - форма анализируемого сигнала.FIG. 4 - a form of the analyzed signal.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Пример реализации заявленного решения далее подробно будет описан со ссылкой на фиг. 1а, на котором представлена упрощенная техническая схема устройства определения времени принимаемого сигнала, реализующего способ определения времени прихода сигнала, а также способ определения времеми между посылкой и приемом сигнала.An example implementation of the claimed solution will now be described in detail with reference to FIG. 1a, which shows a simplified technical diagram of a device for determining the time of a received signal that implements a method for determining the time of arrival of a signal, as well as a method for determining the time between sending and receiving a signal.

В соответствии с приведенным на фиг. 1а примером устройство определения времени прихода импульсов содержит приемную часть: устройство обработки данных 1, включающее полосовой фильтр 7, синусный 8 и косинусный 9 фильтры, умножители и сумматор 10; приемник 4; АЦП 5; генератор тактового сигнала 6; выход приемника 4 соединен через АЦП 5 с полосовым фильтром 7, к выходу которого параллельно подключены синусный 8 и косинусный 9 фильтры, выходы синусного 8 и косинусного 9 фильтров подключенны к сумматору 10 через умножители для возведения в квадрат, при этом устройсво обработки данных выполнено с возможностью: определять огибающую амплитуды сигнала; определять анализируемый сигнал на основе квадрата огибающей амплитуды принятого сигнала (представлен на выходе сумматора 10), причем анализируемый сигнал пропорционален мощности принимаемого сигнала; и на основе анализруемого сигнала определять время прихода сигнала и между приходами порций сигнала. In accordance with FIG. 1a, an example device for determining the time of arrival of pulses contains a receiving part: a data processing device 1, including a band-pass filter 7, a sine 8 and a cosine 9 filters, multipliers and an adder 10; receiver 4; ADC 5; clock generator 6; the output of the receiver 4 is connected via an ADC 5 to a band-pass filter 7, the output of which is connected in parallel with a sine 8 and cosine 9 filters, the outputs of the sine 8 and cosine 9 filters are connected to the adder 10 through multipliers for squaring, while the data processing device is configured to : determine the envelope of the amplitude of the signal; determine the analyzed signal based on the square of the envelope of the amplitude of the received signal (presented at the output of the adder 10), and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal; and based on the analyzed signal to determine the time of arrival of the signal between the arrivals of the portions of the signal.

Для определения времени между посылкой и приходом (приемом) сигнала в частности для УЗ волны и других волн в случаях, когда измеряемый интервал времени больше интервала между отсчетами АЦП, устройство может содержать передающую часть: генератор напряжения 2, излучатель сигнала 3, причем выход устройства обработки данных 1 приемной части в таком случае соединен со входом генератора напряжения 2 передающей части, выход которого соединен с излучателем 3 сигнала, благодаря этой связи приемной и передающей части устройсво обработки данных дополнительно наделено возможностью определять или задавать начало передачи и определять время между посылкой и приходом сигнала с помощью таймера 11, которым наделено устройство обработки данных 1 или установленного между устройством обработки данных 1 и генератором напряжения 2. Генератор тактового сигнала 6, тактирующий АЦП 5 приемной части, может быть соединен с генератором напряжения 2 передающей части для более точного синхронного приема. Устройство обработки данных 1 реализовано на базе по меньшей мере одного процессора или микроконтроллера и в соответствии с заложенным в него программным алгоритмом или по команде, поступившей на вход устройства обработки данных 1, направляет сигналы управления на генератор напряжения 2, который в соответствии с полученными сигналами подает напряжение на излучатель сигнала 3 для генерирования сигнала с заданным количеством периодов волн. Пример формы сигнала напряжения, подаваемого на излучатель, приведен на фиг. 2. В данном случае предлагаемая характерная модель формы сигнала для простоты понимания данного способа изображена такой, чтобы ее огибающая была близка к форме синуса. To determine the time between sending and receiving (receiving) a signal, in particular for an ultrasonic wave and other waves in cases where the measured time interval is greater than the interval between the ADC readings, the device may include a transmitting part: voltage generator 2, signal emitter 3, and the output of the processing device data 1 of the receiving part in this case is connected to the input of the voltage generator 2 of the transmitting part, the output of which is connected to the emitter 3 of the signal, due to this connection of the receiving and transmitting parts Relatively endowed with the ability to determine or set the start of transmission and determine the time between sending and receiving a signal using timer 11, which is endowed with data processing device 1 or installed between data processing device 1 and voltage generator 2. Clock signal generator 6, clocked ADC 5 of the receiving part, can be connected to a voltage generator 2 of the transmitting part for more accurate synchronous reception. The data processing device 1 is implemented on the basis of at least one processor or microcontroller and, in accordance with the software algorithm embedded in it or by a command received at the input of the data processing device 1, sends control signals to a voltage generator 2, which, in accordance with the received signals, delivers voltage to the signal emitter 3 to generate a signal with a given number of wave periods. An example of the waveform of the voltage supplied to the emitter is shown in FIG. 2. In this case, the proposed characteristic model of the waveform for ease of understanding of this method is depicted so that its envelope is close to the shape of the sine.

В качестве излучателя сигнала 3 могут быть использованы различные виды излучателей, например, ультразвуковые (УЗ) излучатели, электромагнитные (ЭМ) излучатели и т.д., соответственно в зависимости от используемого излучателя генерируемый им сигнал будет представлять пучок, состоящий из по меньшей мере одной УЗ, ЭМ или прочей волны.As the emitter of signal 3, various types of emitters can be used, for example, ultrasonic (ultrasound) emitters, electromagnetic (EM) emitters, etc., respectively, depending on the emitter used, the signal generated by it will represent a beam consisting of at least one Ultrasound, EM or other waves.

Сгенерированный излучателем 3 сигнал поступает на приемник 4 и оцифровывается посредством АЦП 5. Оцифровываться принимаемый приемником 4 сигнал может синхронно с излучаемым сигналом с частотой, обеспечивающей восстановление сигнала с заданной (определенной) частотой несущей, например, равной четырехкратной частоте несущей. При таком условии коэффициенты синусного и косинусного фильтра принимают целые значения из ряда [-1, 0, 1] и значительно упрощаются операции вычисления, однако условия оцифровки могут быть выбраны другими. Пример формы принимаемого приемником сигнала для простоты понимания способа представлен на фиг. 3. Синхронность в работе генератора напряжения 2 и АЦП 5 обеспечивается посредством генератора тактового сигнала 6. Далее оцифрованный сигнал поступает на полосовой фильтр 7, который обеспечивает фильтрацию сигнала для увеличения соотношения сигнал/шум, после чего посредством устройства обработки данных 1 определяется анализируемый сигнал как пропорциональный мощности принимаемого сигнала в реальном времени и на основе анализруемого сигнала определяется время прихода сигнала.The signal generated by the emitter 3 is transmitted to the receiver 4 and digitized by the ADC 5. The signal received by the receiver 4 can be digitized in synchronism with the emitted signal at a frequency that ensures restoration of the signal with a given (defined) carrier frequency, for example, equal to four times the carrier frequency. Under this condition, the coefficients of the sine and cosine filters take integer values from the series [-1, 0, 1] and the calculation operations are greatly simplified, however, the digitizing conditions can be chosen by others. An example of the waveform received by the receiver for ease of understanding of the method is presented in FIG. 3. The synchronization in the operation of voltage generator 2 and ADC 5 is provided by a clock signal generator 6. Next, the digitized signal is fed to a band-pass filter 7, which provides signal filtering to increase the signal-to-noise ratio, after which the analyzed signal is determined as proportional by means of data processing device 1 power of the received signal in real time and on the basis of the analyzed signal, the time of arrival of the signal is determined.

Таким образом, за счет того, что время прихода сигнала определяется на основе анализируемого сигнала, пропорционального мощности принимаемого сигнала, в заявленном решении не используется пиковый детектор, в отличие от решения, описанном в патенте RU 2470267 C1. Следовательно, исключаются помехи и наводки на принимаемый сигнал, возникающие вследствие работы пикового детектора, а также повышается быстродействие устройства. На основе данных анализируемого сигнала (пропорционального мощности) можно любым способом выбрать и определить характерную точку. Наиболее точный результат получается, если в качестве характерной точки выбрана точка перегиба на первом фронте анализируемого сигнала. Далее будет описан пример вычисления анализируемого сигнала посредством устройства обработки данных 1 с соответствующим программным обеспечением.Thus, due to the fact that the signal arrival time is determined based on the analyzed signal, which is proportional to the received signal power, the peak solution is not used in the claimed solution, unlike the solution described in patent RU 2470267 C1. Therefore, interference and interference to the received signal arising from the operation of the peak detector are eliminated, and the device’s speed is also increased. Based on the data of the analyzed signal (proportional power), you can select and determine a characteristic point in any way. The most accurate result is obtained if the inflection point on the first front of the analyzed signal is selected as a characteristic point. Next will be described an example of the calculation of the analyzed signal by the data processing device 1 with the corresponding software.

Для вычисления анализируемого сигнала, пропорционального мощности принимаемого сигнала, выделяется пара квадратурных составляющих сигнала со сдвигом фаз на 90 град. Для этого последовательность отсчетов АЦП принятого сигнала (оцифрованный принятый сигнал) после фильтрации полосовым фильтром пропускают через синусный 8 и косинусный 9 КИХ фильтры (с конечной импульсной характеристкой), например, с коэффициентами Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0] для условия частоты дискретизации (семплирования) оцифрованного принятого сигнала, равной четырехкратной частоте несущей. Данные фильтры выполняют функцию квадратурного преообразователя и выделяют кваратурную (синусную) Xsin и синфазную (косинусную) Xcos составляющие сигнала. Эквивалентная схема квадратурного преобразователя посредством фильтров 8 и 9 показана на фиг. 1б. В общем случае коэффициенты синусного 8 и косинусного 9 фильтров представлют собой последовательноти, описывающие один или несколько полных периодов синуса и косинуса соответственно, и определяют (задают) частоту программного косинусно-синусного опорного генератора 12 (фиг. 1б), причем опорная частота этого генератора равна частоте несущей принимаемого сигнала. Процесс фильтрации синусным 8 и косинусным 9 КИХ фильтрами - это умножение принимаемого сигнала заданной частоты на сигналы с косинусно-синусного опорного генератора такой же частоты.To calculate the analyzed signal proportional to the power of the received signal, a pair of quadrature signal components with a phase shift of 90 degrees is extracted. For this, the sequence of ADC samples of the received signal (digitized received signal) after filtering with a band-pass filter is passed through a sine 8 and cosine 9 FIR filters (with a finite impulse response), for example, with the coefficients Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0] for the condition of the sampling frequency (sampling) of the digitized received signal, equal to four times the frequency of the carrier. These filters perform the function of a quadrature transformer and isolate the quadrature (sine) Xsin and in-phase (cosine) Xcos components of the signal. An equivalent circuit of the quadrature converter by means of filters 8 and 9 is shown in FIG. 1b. In the general case, the coefficients of the sine 8 and cosine 9 filters are sequences describing one or more complete periods of sine and cosine, respectively, and determine (set) the frequency of the program cosine-sine reference generator 12 (Fig. 1b), and the reference frequency of this generator is carrier frequency of the received signal. The filtering process with sine 8 and cosine 9 FIR filters is the multiplication of the received signal of a given frequency by signals from a cosine-sine reference generator of the same frequency.

Полученные сигналы Xsin(n) и Xcos(n) образуют идеально сопряженые по Гильберту последовательности (со сдвигом фаз ровно 90 градусов), что позволяет точно вычислить огибающую амплитуды принятого сигнала в любой точке независимо от фазы принятого сигнала. Фильтрованные сигналы Xsin(n) и Xcos(n) поступают на устройство обработки данных 1, которое с помощью умножителей и сумматора определяет исследуемый (анализируемый) сигнал по формуле: The received signals Xsin (n) and Xcos (n) form perfectly Hilbert-matched sequences (with a phase shift of exactly 90 degrees), which allows you to accurately calculate the envelope of the amplitude of the received signal at any point, regardless of the phase of the received signal. The filtered signals Xsin (n) and Xcos (n) are fed to a data processing device 1, which, using multipliers and an adder, determines the signal under study (analyzed) by the formula:

P(n) = V(n)^2 = Xsin(n)^2 + Xcos(n)^2,P (n) = V (n) ^ 2 = Xsin (n) ^ 2 + Xcos (n) ^ 2,

где V(n) - огибающая сигнала, P(n) = V(n)^2 - исследуемый (анализируемый) сигнал, Xsin(n) - фильтрованный сигнал фильтром Fsin, Xcos(n) - фильтрованный сигнал фильтром Fcos.where V (n) is the envelope of the signal, P (n) = V (n) ^ 2 is the investigated (analyzed) signal, Xsin (n) is the filtered signal with the Fsin filter, Xcos (n) is the filtered signal with the Fcos filter.

Опорную координату устройство обработки данных 1 выделяет на участке с максимальной крутизной фронта исследуемого сигнала в точке перегиба (экстемума производной). Точка перегиба приходит раньше, чем локальный экстремум, поэтому посторонние отраженные волны меньше влияют на форму кривой. Также в точке перегиба производная максимальна, поэтому точность ее вычисления существенно выше, чем экстремума, где производная равна нулю. Физически мощность волны пропорциональна квадрату ее амплитуды, поэтому анализируемый сигнал в физическом смысле пропорционален мощности принятого сигнала. Такой способ дает минимальную погрешность выделения опорной координаты времени. Благодаря крутому фронту исследуемого сигнала (квадрата огибающей амплитуды сигнала), любая погрешность в оси координат приводит к значительно меньшей погрешности во временной оси.The reference coordinate, the data processing device 1 selects in the area with the maximum steepness of the front of the investigated signal at the inflection point (extremum of the derivative). The inflection point arrives earlier than the local extremum, so extraneous reflected waves have less effect on the shape of the curve. Also, at the inflection point, the derivative is maximum, therefore, the accuracy of its calculation is significantly higher than the extremum, where the derivative is zero. Physically, the wave power is proportional to the square of its amplitude, therefore, the analyzed signal in the physical sense is proportional to the power of the received signal. This method gives a minimum error in the allocation of the reference time coordinate. Due to the steep front of the signal under study (the square of the envelope of the signal amplitude), any error in the coordinate axis leads to a significantly smaller error in the time axis.

На фиг. 4 представлен пример формы анализируемого сигнала для определения точки максимальной крутизны фронта исследуемого сигнала, где n - моменты дискретизации, t_оп - вычисленная опорная координата времени, P' max - значение исследуемого сигнала (мощности) в точке максимальной производной, вычисленной при интерполяции, t - ось времени, P - ось мощности сигнала.In FIG. Figure 4 shows an example of the shape of the analyzed signal to determine the point of maximum steepness of the front of the studied signal, where n are the sampling times, t _op is the calculated reference time coordinate, P 'max is the value of the studied signal (power) at the point of maximum derivative calculated by interpolation, t - time axis, P - signal power axis.

Далее для определения точки перегиба (максимальной производной) на каждом дискретном участке исследуемого (анализируемого) сигнала строится кубическая интерполяция по четырем точкам n, n+1, n+2, n+3. Выбор кубической интерполяции обоснован простотой расчетов точки фронта огибающей пришедшей волны. Точки перегиба t_оп (максимальной производной) фронта исследуемого сигнала считаем опорной координатой, принимаемого сигнала.Next, to determine the inflection point (maximum derivative) on each discrete section of the investigated (analyzed) signal, cubic interpolation is constructed at four points n, n + 1, n + 2, n + 3. The choice of cubic interpolation is justified by the simplicity of calculating the point of the front of the envelope of the incoming wave. The inflection points t _op (maximum derivative) of the front of the investigated signal is considered the reference coordinate of the received signal.

Данный способ определения опорной координаты сигнала обладает относительно высокой повторяемостью, а также низким требованиям к вычислительным ресурсам и позволяет получить точность определения времени прихода импульса значительно больше интервала между моментами дискретизации.This method of determining the reference coordinate of the signal has a relatively high repeatability, as well as low requirements for computing resources and allows you to obtain the accuracy of determining the time of arrival of the pulse is significantly greater than the interval between sampling times.

Claims

1. The method of determining the time of arrival of the signal, comprising stages in which:

using a radiator, generate a signal with a given finite number of wave periods;

receive the generated signal using the receiver, digitize and determine the envelope of the signal amplitude at each sampling point (sampling), regardless of the phase of the received signal;

determine the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal, and the analyzed signal is proportional to the power of the received signal;

on the basis of the analyzed signal determine the time of arrival of the signal.

2. The method according to p. 1, characterized in that the signal is a beam consisting of at least one ultrasonic or electromagnetic wave.

3. The method according to p. 1, characterized in that the signal received by the receiver is digitized with a frequency that ensures restoration of the signal with a given carrier frequency.

4. The method according to p. 3, characterized in that the signal received by the receiver is digitized synchronously with the emitted signal.

5. The method according to any one of paragraphs. 3 or 4, characterized in that the signal is digitized with a frequency equal to four times the carrier frequency.

6. The method according to p. 1, characterized in that the step of determining the analyzed signal based on the envelope of the amplitude of the received signal includes the steps in which:

determine the sequence of samples of the received signal;

passing the specified sequence of samples through the sine and cosine filters to obtain quadrature components of the signal;

determining the envelope of the amplitude of the received signal based on the values of the quadrature components of the signal.

7. The method according to p. 6, characterized in that the coefficients of the sine and cosine filters are sequences that describe at least one full period of sine and cosine, respectively, and determine the frequency of the program cosine-sine reference generator, and the reference frequency of the reference generator is equal to the frequency carrier of the received signal.

8. The method according to p. 6, characterized in that the indicated sequence of samples through the sine and cosine filters are passed with the coefficients Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0], provided that the sampling frequency is four times the carrier frequency according to paragraphs 5 and 7.

9. The method according to p. 6, characterized in that the test signal is determined by the formula:

P (n) = V (n) ^ 2 = Xsin (n) ^ 2 + Xcos (n) ^ 2, where V (n) is the envelope of the signal, P (n) = V (n) ^ 2 is the studied (analyzed ) signal, Xsin (n) - filtered signal by the Fsin filter, Xcos (n) - filtered signal by the Fcos filter;

moreover, to determine the time of arrival of the wave signal carry out:

determination of the inflection point by building on each discrete section of the analyzed signal cubic interpolation at four points;

determination of the inflection point of the front of the analyzed signal to determine the time of arrival of the signal.

10. A device for determining the time of arrival of pulses, containing:

a data processing device including a band-pass filter, sine, cosine filters, multipliers and an adder, a signal emitter, a receiver, an ADC, a clock signal generator, the output of the receiver is connected via an ADC to a band-pass filter, the output of which is connected in parallel with a sine and cosine filters, sine and cosine filters are connected to the adder via multipliers, while the data processing device is configured to: determine the envelope of the signal amplitude at each sampling point, determine analyze second signal based on the amplitude envelope of the received signal, the signal to be analyzed is proportional to the power of the received signal, and based on the analyzed signal to determine the time of pulse arrival.

11. The device according to p. 10, characterized in that it further comprises a voltage generator and a signal emitter, and the output of the data processing device is connected to the input of the voltage generator, the output of which is connected to the signal emitter.

12. The device according to p. 10, characterized in that the signal is a beam consisting of at least one ultrasonic or electromagnetic wave.

13. The device according to p. 10, characterized in that the signal received by the receiver is digitized with a frequency that ensures restoration of the signal with a given carrier frequency.

14. The device according to p. 13, characterized in that the signal received by the receiver is digitized synchronously with the radiated signal.

15. The device according to any one of paragraphs. 13 or 14, characterized in that the signal is digitized with a frequency equal to four times the frequency of the carrier.

16. The device according to p. 10, characterized in that the coefficients of the sine and cosine filters are sequences describing at least one full period of the sine and cosine, respectively, and determine the frequency of the program cosine-sine reference generator, and the reference frequency of the reference generator is equal to the carrier frequency received signal.

17. The device according to p. 10, characterized in that the coefficients of the sine and cosine filters are equal to Fsin = [0 1 0 -1], Fcos = [1 0 -1 0], provided that the sampling frequency is equal to four times the carrier frequency according to paragraphs . 15 and 16.

18. The device according to p. 10, characterized in that the signal under investigation is determined by the formula:

moreover, to determine the time of arrival of the wave signal, the data processing device performs:

19. The device according to p. 10, characterized in that the data processing device further comprises a timer to enable the determination of the time between sending and receiving a signal.

20. The device according to p. 10, characterized in that the multipliers are configured to square the signals from the outputs of the sine and cosine filters.