SU1402967A1 - Устройство дл измерени длительности импульса - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  измерени  длительности одиночных или редко следующих импульсов в аппаратуре радиосв зи, радиолокации , автоматического контрол  и управлени . Устройство дл  измерени  длительности импульса содержит блоки 6, 14 отношений, управл емые ключи 3, 8, генератор-2 линейно измен ющегос  напр жени , переключатель 15, интеграторы 12, 13, квадратор 5, линию 9 задержки, перемножители 10, 11, интеграторы 4, экспоненциальный усилитель 7, генератор 1 управл ющего импульса. Устройство имеет повьп шенную точность измерени  длительности импульса при наличии широкополосных помех умеренных и больших мощностей . 1 1 ил. О

Description

/XW

ьэ

со о ч

cwjfflOVff/ yMca

фиг.1

1140

Изобретение относитс  к радиотехнике и мажет быть использовано дл  измерени  длительности одиночных или редко следующих импульсов в со- ставе аппаратуры радиосв зи, радиолокации , автоматического контрол  и управлени ,

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  длительно- сти.импульса при наличии широкополосных помех умеренных и больших мощностей

На фиг, 1 изображена структурна 

схема устройства; на фиг. 2-11 приве-15 ющего импульса.

;дены временные диаграммы, показывающие вид преобразований, которым под- :вергаетс  импульс при прохождении различных элементов устройства, а также вспомогательные сигналы, генерируемые , блоками схемы.

Устройство содержит генератор 1 управл ющего импульса, генератор 2 линейно измен ющегос  напр жени  (глин), первый управл емый ключ 3, первый управл емый интегратор 4, квадратор 5, первый блок 6 отношений экспоненциальньй усилитель 7, второй управл емьй ключ 8, линию 9 задержки первый 10 и второй 11 перемножители, второй 12 и третий 13 управл емые

интеграторы, второй блок 14 отношений , переключатель 15.

Положение I переключател  15 соответствует работе устройства при умеренном уровне помех, когда гене- |ратор 1 управл ющего импульса сраба- тывает от переднего фронта измер е- ;мого импульса. Положение II переклю- чател  15 соответствует работе уст- |ройства при большом уровне помех, 1когда генератор 1 управл ющего импул ;Са срабатывает от импульса, синхро- низированного с передним фронтом из- ;мер емого импульса. При работе в ре- жиме II ycTpofiCTBO обладает наибольшей эффективностью.

Вход устройства соединен с входом блока 6 отношений через последовательно соединенные управл емый ключ 3, интегратор 4 и квадратор 5. Друго вход блока 6 отношений соединен с выходом ГЛИН 2, вход которого подключен к выходу генератора 1 управл ющего импульса. Второй блок 14 отношений соединен с выходами управл емых интеграторов 12 и 13, при этом вход интегратора 13 соединен с выходом блока 6 отнощений через пс следовател

но соединенные экспоненциальный усилитель 7 и управл емый ключ 8, а вход интегратора 12 - еще через перемножитель I1, второй вход которого соединен с выходом ГЖН 2. Управл ющий вход ключа 8 соединен с выходом перемножител  10-,- один из входов которого соединен с выходом генератора 1 управл ющего импульса непосредственно , а второй - через линию 9 задержки . Шины управлени  ключа 3, интеграторов А, 12 и 13, ГЛИН 2 соединены с выходом генератора 1 управл 0

0

0

Устройство работает следующим образом .

При превышении входным сигналом некоторого уровн  (переключатель 15 - в положении I) или поступлении импульса , синхронизированного с передним фронтом измер емого импульса (переключатель 15 - в положении II), генератор управл ющего импульса вы5 рабатывает управл ющий сигнал x(t) (фиг. 2). Длительность первого положительного импульса в управл ющем сигнале выбираетс  равной наибольшей возможной длительности измер емого импульса Т. Рассто ние от заднего фронта положительного импульса до переднего фронта второго (отрицательного ) импульса выбираетс  минимальным, но достаточным дл  счи-

5 тывани  результатов измерени . Таким образом, ТИНА - это врем  индикации. Длительность второго (отрицательного ) импульса выбираетс  минимальной, но достаточной дл  управлени  блоками схемы. В исходном состо нии (до включени  генератора управл ющего сигнала ) ключи 3 и 8 закрыты, управл ющий сигнал на входах интеграторов 4, 12 и 13, ГЛИН 2, линии 9 задержки и перемножител  10 отсутствует. При по влении положительного импульса управл ющего сигнала ключ 3 открываетс  и остаетс  открытым в течение времени Т.,В этом интервале времени на интегратор 4 (расширитель) импульсов поступает аддитивна  смесь x(t) сигнала с амплитудой а и длительностью

0

и

О

S(t)

О, t О, t

I

а также широкополосной помехи n(t) со спектральной плотностью N

x(t) S(t) + n(t) .

Ha выходе интегратора 4 формируетс  сигнал

t

,(t) S x(t )dt

С поступлением положительного им- 0 пульса управл ющего сигнала на вход ГЛИН 2 последний начинает вырабатывать линейно воэрастаю1ций сигнал

x,(t) Kjt.

На выходе квадратора 5 формируетс  сигнал

{

Xj(t) X(t) 1 X(t )dt

с

Сигналы X2(t) и Xj(t) поступают на входы блока 6 отношений, выходной сигнал которого

X(t) Xy(t)(X;j(t)

J x(t )dt f/K,t. .

Xi/t) X«(t).X,(t) о

Таким образом, на вход интеграторов 12 и 13 входные сигналы x(t) и XgCt) начинают поступать после момента времени Т при t Т на выходах интеграторов формируютс  сигналы: на выходе интегратора 12 i

x,t) S K2t x(t )dt ,,

На выходе интегратора 13 i

x,j(t) 5 x(t )dt .

Т,

Kj S t S x(t )dt TI

Ti

1 exp K, 5 (t ),t5dt

Таким образом, величина х(т) представл ет собой измеренное значе402967

С выхода блока.6 отношений сигнал поступает на усилитель 7 с экспоненциальной динамической характеристикой , формирующий выходной сигнал вида

x,(t) expLK xJt)

5 x(t ),t. о

С выхода экспоненциального усилител  7 на последующие блоки схемы сигнал поступает через ключ 8, кото- рьш открываетс  с задержкой на врем 

:Т ТКНА относительно переднего фронта положительного импульса управл ющего сигнала, где Т - минимально возможна  длительность измер емого импульса. Задержка обеспечиваетс  тем, что управл ющий сигнал ключа 8 ) (фиг. 4) представл ет собой результат перемножени  управл ющего импульса X ,(t) (фиг. 2)и управ- .л ющего импульса x(t), прошедшего

через линию 9 задержки (фиг. З) со временем задержки Т.

Перемножитель 11 формирует произведение x(t) сигнала.-Xj(t) с выхода 2Q ГЛИН 2 и сигнала Xj(t) с выхода клю-, ча 8:- .,

x,(t). Т, с t Т

t с T,,t 7 т

В результате на выходе блока 14 отношений формируетс  сигнал

x(t) x(t)/x,j(t).

Этот сигнал зависит от времени только п{)и t Т. При t Т этот сигнал представл ет собой посто нную вели чину , численно равную измеренному значению длительности входного импульса . Если выходной сигнал устройства x(t) выразить через входную смесь импульса и помехи x(t), то в

интервале времени от Т до Т + Т получим

ние неизвестной длительности входного импульса.

После окончани  в момент времени Т положительного импульса управл ющего сигнала Xf(t) ключ 3 закрываетс , прекращаетс  формирование линей-. но возрастающего сигнала Xj(t) ГЛИН 2, а отрицательным импульсом управл ющего сигнала в момент времени Т + + сбрасываютс  (обнул ютс ) интеграторы 4, 12 и 13. Тем самым изме- д ритель переводитс  в исходное состо ние и готов к работе.

Точность измерени  длительности им- импульса в предлагаемом устройстве зависит от выбора коэффициентов К2 и ir K-J, определ ющих режим работы соответ- Ътвующих блоков. Анализ точности из- |мерени  в предлагаемом устройстве, а также результаты теории помехоустойчивости доказывают, что наибольша 2Q ношений, входную клемму, соединенную

точность .достигаетс  при значени х коэффициентов К .2 т где NJ - спектральна  плотность щирокопо- лосной помехи, искажающей импульс.

Дополнительно по снить работу предлагаемого устройства можно с помощью временных диаграмм, приведенных на фиг. 5-11. Дл  нагл дности изображени  эти диаграммы приведены применительно к случаю отсутстви  широкополосной помехи, котора  в предлагаемом устройстве подавл етс  за счет .временного усреднени  в интеграторах (расширител х длительности импульсов 4, 12 и 13, а также отключени  интеграторов 12 и 13 на врем  Т,. Такое подавление широкополосной аддитивной :помехи, как следует из теории потен- щиальной помехоустойчивости, макси- |мально уменьшает ее вли ние на точ- :ность измерени  длительности импульсов .

На фиг. 5 изображен (условно) измер емый импульс, который с точностью до масштаба по оси ординат совпадает с вьпсодным сигналом-x.j(t) ключа 3. На фиг. 6 представлен (с точностью до амплитудного множител ) сигнал x(t) на выходе интегратора 4, а на фиг. 7 - сигнал Xy(t) на выходе квадратора 5. На этой же фигуре пунктирной линией нанесен выходной сигнал ГЛИН 2. На фиг. 8 представлен выходной сигнал Xg(t) блока 6 отношений. Выходные сигналы экспоненциального усилител  yLj(t} и ключа 8 Xj(t) представлены на фиг. 9 и 10 соответственно . На фиг. 1 изображен выходной сигнал x,(t) перемножител  11. Обща 

ось времени на всех диаграммах показывает , как св заны во времени моменты срабатывани  блоков схемы. Из теории потенциальной помехоустойчивости следует, что в отсутствие помех отношение интегралов от сигналов x(t) и Xg(t), образуемое блоком 14 отношений в момент времени Т, будет близко к длительности измер емого импульса 1 . Таким образом, измеренное значение длительности импульса представл ет собой отношение площадей под кривыми, приведенными на фиг. 11 и 10 соответственно.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  длительности импульса, содержащее блок от0

   5

   5

   5

   0

   5

   0

   с первым управл емым ключом, с входом генератора линейно измен ющегос  напр жени  через переключатель, клемму входа синхроимпульса, соединенную с вторым входом переключател , а также последовательно соединенные первьй интегратор и квадратор, причем вход первого интегратора соединен с выходом первого управл емого ключа, выход квадратора соединен с первым входом блока отношений, а выход генератора линейно измен ющегос  напр жени  соединен с вторым входом блока отношений , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  длительности импульса при наличии широкополосной аддитивной помехи большой и умеренной мощности, в него дополнительно введены лини  задержки, второй блок отношени , два перемножител , два интегратора, второй управл емый клю.ч, экспоненциальный усилитель и генератор управл ющего импульса, вход которого соединен с выходом переключател , а выход - с входом генератора линейно измен ющегос  напр жени , первый вход второго блока отношений соединен с выходом первого блока отношений через второй интегратор, первый перемножнтель, второй управл емьш ключ и экспоненциальный усилитель, второй вход второго блока отношени  соединен с выходом первого блока отношений через третий интегратор, второй управл емьй ключ и экспоненциальный усилитель, причем второй вход второго управл емого ключа соединен с выходом генератора управл ю-

   щего импульса через второй перемножитель и линию задержки, причем второй вход второго перемножител  соединен с выходом генератора управл ющего импульса, который соединен с

   т

   шиной управлени  первым ключом, первым , вторым и третьим интеграторами, а выход генератора линейно измен ющегос  напр жени  соединен с вторым входом первого перемножитаг  .

   fpusS

   Г Фие.в

   Ти

   фиг. 9

   )(Ю

   / |Гх

   fiuf fO

   iXfrff)

   / г

   . ft