SU1357911A1 - Устройство дл измерени временного положени импульсов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной технике, а также в системах сбора и обработки данных. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  временного положени  им-. пульса относительно момента - ни  входной клеммы, искаженного модулирующей помехой в услови х действи  аддитивного широкополосного шума. Дл  достижени  этой цели в устройство дополнительно введены полосовой фильтр 1, квадратор 3 и сумматор 4. Кроме того, устройство содержит усилитель 2, интегратор 5, блок 6 вычитани , линию 7 задержки, указатель 8 экстремума, счетчик 9 времени. В предложенном устройстве дл  повьше- ни  точности фиксации максимума увеличени  отношени  мощности модулирую-, щей помехи к мощности неискаженной части импульса используетс  как энерги  этой части импульса, так и энерги  модулирующей помехи. Работа устройства по сн етс  временными диаграммами , приведенными в описании изобретени . 5 ил. СА: ел со «1 . }

Description

113579

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано 3 радиотехнических устройствах измерени  временных положений импуль- j- сов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  временного положени  импульса относительно мо мента замыкани  входной клеммы, иска- ю женного модулирующей помехой в услови х действи  аддитивного широкополосного шума.

На фиг. 1 представлена структур- на  схема устройства дл  измерени  15 временного положени  импульсов; на фиг. 2-5 - временные диаграммы.

Устройство дл  измерени  временного положени  импульсов содержит полосовой фильтр 1, усилитель 2, 20

квадратор 3, сумматор 4, интегратор 5, блок 6 вычитани , линию 7 задержки, указатель 8 экстремума, счетчик 9 времени.

Входна  клемма устройства соедине- 25 на соответственно с входом полосового фильтра 1 и входом усилител  2, выход полосового фильтра 1 через квадратор 3 соединен с первым входом сумматора 4, второй вход которого 30 соединен с выходом усилител  2, вы- ход сумматора 4 соединен с входом интегратора 5, выход которого соединен с первым входом блока б вычитани  и входом линии 7 задержки, выход-35 которой соединен с вторым входом блока 6 вычитани , выход которого через казатель 8 экстремума соединен со счетчиком 9 времени. Интегратор 5, блок 6 вычитани  и лини  7 задержки 40 образуют согласованный фильтр.

Устройство работает следующим обазом ,

. При замыкании входной клеммы на ходы полосового фильтра 1 и усилите- 45   2 поступает аддитивна  смесь x(t) S()+n(t) импульса S(t-{)р)и широополосного шума n(t) и одновременно включаетс  счетчик 9 времени. Имульс S(t- 1 ) , временное положение gQ d которого необходимо измерить, искажен модулирующей помехой так, что его можно описать формулой

-U,4.(t), 0.t,; , .

О, , , 55 где и амплитуда неискаженной части ш-шульса;

(t) - модулирующа  помеха, обладающа  спектром мощности,

S(t)- (

112

сосредоточен1 ым в диапазоне

частот t ; 51 /2 . Через входную клемму аддитивна  смесь x(t) поступает на входы полосового фильтра 1 и усилител  2. Полосовой фильтр I имеет полосу пропускани  -Я/2 ; Q /2 и коэффициент передачи в этой полосе К. В результате на выходе полосового фильтра 1 снимаетс  сигнал

,;x(t-t ) dt .(2 J

При этом сигнал на выходе полосо- во го фильтра I отличаетс  от входной смеси x(t) импульса и аддитивного широкополосного шума n.(t) лишь тем, что в сигнале на выходе полосового фильтра 1 подавлены все.спектральные составл ющие шума n(t), лежащие вне полосы частот -Й/2 ; 51/2J, и амплитуда изменена в К раз. Усилитель 2 имеет коэффициент усилени  К и на его выходе снимаетс  сигнал x(t} (t) (фиг. 2). Сигнал с выхода усилител  2 в сумматоре 4 суммируетс  с выходным сигналом квадратора 3 (фиг, 3), в результате чего формируетс  сигнал (фиг. 4)

(t)x,(t)+x(t), (3) который поступает на вход согласованного фильтра (интегратор 5, блок 6 и лини  7 задержки) дл  пр моугольного .импульса длительностью И. Формируемый согласованнным фильтром сигнал (вьосод блока 6 вычитани )

Z(,-t(t-,

(4)

при отсутствии аддитивного широкополосного шума достигает наибольшего максимума в момент времени (фиг. 5). Указатель 8 экстремума вы вл ет положение наибольшего максимума выходного сигнала согласованного . фильтра Z(1), а счетчик 9 времени производит его временной отсчет и размьгкает входную клемму, после чего устройство готово к след})Тощему циклу измерени . Таким образом, временной отсчет положени  наибольшего- максимума Z(l ) при отсутствии аддитивного широкополосного шума ) с точносредел ет временное положение искаженного модулирующей помехой импульса. Наличие аддитивного широкополосного шума n(t) приводит к смещению положени  наибольшего максимума Z( C) относительно точки f +() и вызывает

и н

случайные ошибки измерени .

При этом точность измерени  существенно зависит от выбора коэффициентов К и К, , определ ющих режимы работы полосового фильтра 1 и усили- тел  2, Максимальна  точность измерени  временного положени  импульса достигаетс , когда , где q - отношение спектральных плотностей модулирующей помехи и аддитивно- го широкополосного шума n(t), а величина К, выбираетс  в зависимости от конкретных условий работы измерител  таким образом, чтобы согласовать динамические диапазоны входного сиг- нала x(t) и используемых типовых блоков .

Сигнал Z(f) в устройстве при от

сутствии аддитивного широкополосного шума всегда достигает максимума в точке . Вли ние модулирующей помехи (-t) сказываетс  лишь на крутизне мaкcи мa Z( L). Наличие аддитивного широкополосного шума приводит к смещению положени  максимума Z( с) относительно точки по влению ошибок измерени . Величина этих ошибок зависит от соотношени  мощностей аддитивного широкополое- ного шума, модулирующей помехи и неискаженной части импульса. Чем больше отношение мощности аддитивного широкополосного шума к мощности неискаженной части импульса, тем больше может быть смещение положени  максимума Z(C) относительно точки 2jj+ С . При увеличении отношени  мощности модулирующей помехи к мощное- ти неискаженной части импульса уменьшаетс  крутизна максимума Z(i;) и ухудшаетс  точность его фиксации.

с

J

O 15 0

Дл  повышени  точности фиксации в устройстве дл  формировани  максимума Z( 2 ) используетс  как энерги  неискаженной части импульса, так и энерги  модулирующей помехи. Наличие выигрыша в точности подтверждаетс  результатами теоретического анализа точности измерений временного положени  импульса и описываетс  формулой

. V. (2+q))

d

где V

5

5

0

п

./P.

(l+qPj+q(-lHl+(l+ci) и V - средние квадраты ошибок измерений в известном и предлагаемом устройствах соответственно; отношение мощности Р, ига1ульса, искаженного модулирующей помехой, к мощности Р, неискажено

Claims (1)

1. НОЙ части импульса. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  временного положени  импульсов, содержащее входную клемму, усилитель, интегратор , линию задержки, блок вычитани , указатель экстремума, счетчик времени , вход которого через указатель экстремума соединен с выходом блока вычитани , первый вход которого соединен с выходом интегратора и входом линии задержки, выход которой соеди- нен с вторым входом блока вычитани , вход усилител  соединен с бходной клеммой, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  временного положени  импульса относительно момента замыкани  входной клеммы, в него введены последовательно соединенные полосовой фильтр, квадратор и сумматор, второй вход которого соединен с выходом усилител , выход сумматора соединен с входом интегратора, а вход полосового фильтра соединен с входной клеммой .

   io

   Фиг. 2

   Гп1-Г,, t

   fpU2.3

   зИ}

   io

   lo-2 iu Т

   Составитель В. Котов Редактор И. Шулла Техред М.Дидык

   Заказ 5996/47 .Тираж 371Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб.,-д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Корректор С. Шекмар