SU1137440A1 - Способ определени временной задержки одного сигнала относительно другого - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ ОДНОГО СИГНАЛА ОТНОСИ- , ТЕЛЬНО ДРУГОГО, основанный на том, что один из сигналов задерживают на задержки, завис щие от времени по квадратичному закону, перемножают со вторым сигналом и интегрирзпот по времени, при этом три параметра квадратичного закона подбирают таким образом, чтобы они обеспечивали максимальное значение интеграла по времени, о тлич ающийс   тем, что, с целью повышени  точности , первый сигнал.подвергают временной задержке, завис щей от времени по квадратичному закону с трем  подобранными параметрами, и полученный в результате этой задержки новый сигнал вторично задерживают на задержки, завис щие от времени по-квадратичному закону и вторично подбирают три параметра квадратичного закона, обеспечивак цие максимум интеграла от прбизведени  дважды задержанного первого сигнала и незадержанного второго сигнала и проt8 должают этот процесс до тех пор, пока максимальное значение интеграла , полученное на последуц цем шаге, с заданной точностью не совпадает с максимальным значением интеграла, полученным на предьщущем шаге.

Description

frilt

00

4 4

Изобретение относитс  к радиотехнике и акустике и может быть использовано в кор1 еп ционных экстремальных системах.дл  измерени  временных задержек случайных сигналов.

Известен способ дл  определени  временной задержки одного сигнала относительно другого, заключающийс  в том, что один из сигналов сдвигают на различное врем , умножают на второй сигналi и их произведение интегрируют по времени, после чего определ етс  местоположение максимума взаимной коррел ционной функции (ВКФ) i .

Недостатком данного способа  вл етс  возможность использовани  дл  случа , когда источник, излучающий исследуемые сигналы, неподвижен относительно приемника, и измер ема  временна  задержка посто нна (D(t) const). Если источник сигнала движетс , увеличение времени интегрировани  приводит к декоррел ции сигналов , искажению формы ВКФ, смещению и расплыванию коррел ционного максимума , который в конце концов может вообще исчезнуть. Поэтому врем  интегрировани  приходитс  ограничивать интервалом, на прот жении которого изменение временной задержки не приводит к существенной декоррел ции сигналов. В этом интервале задержку можно считать посто нной. При этом ограничение времени интегрировани  ограничивает точность определени  задержки.

Известен также способ определени  временной задержки одного сигнал относительно другого, основанный на том, что один из сигналов задерживают на задержки, завис щие от времени по квадратичному закону, перемножают со вторым сигналом и интегрируют по времени, при этом три параметра .квадратичного акона подбирают таким образом, чтобы они обеспечивали максимальнре значение интеграла по времени 2 J .

Однако этот способ имеет недостаточную точность измерени , обусловленную тем, что временна  задержка может выражатьс  полиномом вьпие второй степени источник сигнала движетс  с переменным ускорением.

Цель изобретени  - повьшение точности измерени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  временной задержки одного сигнала относительно другого, основанного на том, что один из сигналов задерживаю на задержки, завис щие от времени по квадратичному закону, перемножают со вторым сигналом и интегрируют по времени, при этом три параметра квадратичного закона подбнрают таким образом , чтобы они обеспечивали максимальное значение ннтеграла по времени , подвергают первыйсигнал временной задержке, завис щей от времени по квадратичному закону с трем  подобранными параметрами, и полученный в результате этой задержки новый сигнал вторично задерживают на задержки , завис щие от времени по квадратичному закону и вторично подбирают три параметра квадратичного закона, обеспечиваю11а1е максимум интеграла от произведени  двал ы задержанного первого сигнала и незадержанного второго сигнала и продолжают этот процесс до тех пор, пока максимальное значение интеграла, полученное на последзтощем шаге, с заданной точностью не совпадает с максимальным значением интеграла, полученным на предьщущем шаге.

На чертеже приведена схема пример реализации способа.

Один из сигналов, например F;((t), задерживают на переменные временные задержки (квадратичные задержки), измен ющиес  со временем по квадратичному закону

ta,-k;b;(t)a;+k;t+b;t2 (I) с различными значени ми трех параметров а, k, . Границы изменени  параметров (а;, k-, b,) определ ютс  конкретными услови ми эксперимента. Ff:;(t)F,(t-2 b;(t)F, t-(a,.k t .(2)

Казкдый из задержанных сигналов p9i, ,bi j.j умножают на второй сигнал ) и интегрируют по времени. Значени  параметров (а|, kj, bj) подбирают таким образом, чтобы соответствующий интеграл принимал наибольшее значение

R( 1 F, t-(a;+k;t4-b;t

о 14)

FjCt) Rca;kibO-О)

После этого первый сигнал F(t) подвергают квадратичной временной задержке с полученными значени ми параметров (aj, k,, b,) Ff (t)F, t-(a;+k;ttb;t«); (4 Полученный таким образом новый сигнал (t) вторично задерживают на квадратичные задержки (1) с различными значени ми параметров (а,k, b) и вторично подбирают параметры ,. ,,-, b; b., обеспечивающие наибольшее значение интеграла (5) от про 1зведени  задержанного ( t) с вторым сигнасигнала F лом F-(t) -1 rt-fa + , (140 J F , : t U,4, + (aj,k,,T,j) ,() .t2). F2(t) Этот процесс продолжают до тех. пор, пока максимальное значение интеграла Юд J, У полученное на шаге р с заданной точностью совпадает , с максимальным значением интег (p-i) предьщущем шаге р -1. Производ  при зтом подстановки квадратичной функции ,+(l-k, t-bpt с параметра ми а., kp, b, полученными на последующем шаге р в полином tj р. (t полученный на предьщущем шаге р -1 С, (t)-a, + (l+R,)t-b, t tV (t) (j, -aj + (l-k2)t-b,j- t (t)4VHC-4 + ()t-bpti, (6 получаем после р -го шага функцию о времени t S(t)t-lfp(t),(7 определ ющую вpeмeннo сдвИг сигнал F(t) относительно сигнала F(t) в любой момент времени t в интервале (0,Т), Врем  интегрировани  Т неограничено . На чертеже приведена схема уст- ройства, реализующа  способ. Устройство содержит управл емую линию 1 задержки, линии 2-4 фиксированной задержки, линии 5-1, 5-2,. 5-п квадратичной задержки, коррелометры 6-1, 6-2, ... 6-,п, экстрематор 7, вычислительный блок 8, первый , второй ключи 9 и 10. Выход пер вого ключа 9 через управл емую лини 1 задержки подключен к лини м 5-1, 5-2, ... 5-п задержки, выходы которых через первые входы корреломет-ров 6-1, 6-2, ... 6-п подключены к входам экстрематора 7, выход которого соединен с вычислительным блоком 8. Его выход соединен с управл  ющим входом управл емой линии 1 задержки . Вторые входы коррелометров 6-1, 6-2, ... 6-п через линию 2 фиксиро.ваниой задержки соединены с выходом второго ключа 10. Лини  4 задержки соедин ет вторые входы коррелометров с выходом линии 2 фиксированной задержки, а лини  3 задержи ки соедин ет выход управл емой линии 1 задержки с ее входом. Управл ема  лини  задержки (УЛЗ) 1 выполн етс  из последовательно соединенных АЦП, вычислительного блока и ЦАП. Устройство работает следукщим образом . Первый и второй ключи 9 и 10 замыкаютс  на врем  Тр, равное необходимой длине реализации сигналов Р(t) и ) , и сигнал F(t) поступает на вход УЛЗ. Одновременно сигнал F.(t) поступает на вход 1шнии 2 задержки (ЛЗ). (1«1ксированна  задержка Тл ЛЗ 2 устанавливаетс  таким образом , чтобы обеспечить запаздывание второго сигнала ) относительно сигнала F.(t) в любой момент времени на всей длине реализации Тп сигналов . Через врем  Тр первый и второй ключи 9 и 10 размыкаютс , и ввод сигналов F(t) ) в устройство прекращаетс . УЗЛ 1 в зависимости от значений параметров а,к,в, поступающих с выхода вычислительного блока 8 на ее управл ющий вход, задерживает поступающий на ее вход сигнал на завис щую от времени t по квадратичному закону (с трем  параметрами а,к,в) задержку (1) Так как в исходном оосто нии значени  параметров а,к,в, подаваемь1к на управл кщий вход УЛЗ 1, равны нулю, сигнал Fi (t) с нулевой задержкой проходит через УЛЗ 1 и поступает на входы линий 5-1 - 5-п задержки и на вход ЛЗ 3. Фиксированные задержки Т л ЛЗ 3 и ЛЗ 4 выбираютс  такими, чтобы в ин-. тервале времени Та в казвдом из коррелометров (6-1-6-п) произошло построение взаимной коррел ционной функции (ВКФ) задержанного соответствующей ЛЗ 5 первого сигнала с вторыми сигналом , вьделение экстрематором 7 ВКФ с наибольшим максимумом и определение параметров а,к,в,соответствук цих этому наибольшему максимуму. Кажда  из ЛЗ 5-1-5-п со своими фи сснрованными значени ми параметров k , 1 задер жнвает поступающий на ее вход первый

Claims (1)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ ОДНОГО СИГНАЛА ОТНОСИ- , ТЕЛЬНО ДРУГОГО, основанный на том, что один из сигналов задерживают на задержки, зависящие от времени по квадратичному закону, перемножают со вторым сигналом и интегрируют по времени, при этом три параметра квадратичного закона подбирают таким образом, чтобы они обеспечивали максимальное значение интеграла по времени, о тлич ающийс я тем, что, с целью повышения точности, первый сигнал.подвергают временной задержке, зависящей от времени по квадратичному закону с тремя подобранными параметрами, и полученный в результате этой задержки новый сигнал вторично задерживают на задержки, зависящие от времени по квадратичному закону и вторично подбирают три параметра квадратичного закона, обеспечивающие максимум интеграла от прбизведения дважды задержанного первого сигнала и незадержанного второго сигнала и продолжают этот процесс до тех пор, пока максимальное значение интеграла, полученное на последующем шаге, с заданной точностью не совпадает с максимальным значением интеграла, &

   полученным на предьдущем шаге. ^w

   1 1)37440 ' 2