SU1684732A1

SU1684732A1 - Устройство дл измерени длительности импульса

Info

Publication number: SU1684732A1
Application number: SU894706331A
Authority: SU
Inventors: Андрей Павлович Трифонов; Юлиан Васильевич Невежин
Original assignee: Воронежский государственный университет им.Ленинского комсомола
Priority date: 1989-06-14
Filing date: 1989-06-14
Publication date: 1991-10-15

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в устройствах измерени длительности импульса , вход щих в состав радио-, гидролокационной и другой аппаратуры. Цель изобретени - повышение точности измерени длительности импульса, искаженного паразитной ампгтитудной модул цией в услови х действи широкополосной аддитивной помехи большой и умеренной мощности - достигаетс за счет введени второго сумматора 18, второго генератора управл ющих импульсов 5, усилител 6, третьего и четвертого расшири телей импульса 7 и 21, второго управл емого ключа 13, перемножител 14, второго блока амплитудных отношений 15, экспоненциального усилител 20. Кроме того, устройство содержит переключатель 1, первый генератор управл ющих импульсов 2,генератор линейно измен ющегос напр жени 3, усилитель-инвертор 4, первый управл емый ключ 8, первый и второй расширители импульсов 9 и 19,первый и второй квадраторы 10 и 17, первый блок амплитудных отношений 11, первый сумматор 12, полосовой фильтр 16.14 ил. с S to

Description

-

О 00 Јъ J

со

N3

фк/г.1

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано г. устройствах измерени длительности импульса , вход щих в состав радиогидро- локационной и другой аппаратуры

Цель изобретени - повышение точности измерени длительности импульса , искаженного паразитной амплитудной модул цией, при наличии широкополосных помех больших и умеренных мощностей.

На фиг0 1 изображена структурна схема устройства; на фиг„ 2-14 - времеменные диаграммы, по сн ющие вид преобразований, которым подвергаетс искаженный мультипликативной помехой импульс при прохождении различных элементов предлагаемого устройства.

I Предлагаемое устройство содержит переключатель 1, первый генератор 2 управл ющего импульса, генератор 3 линейно измен ющегос напр жени (ГЛИН), усилитель-инвертор 4, второй генератор 5 управл ющего импульса, усилитель 6, первый расширитель 7 длительности импульсов (интегратор), первый управл емый ключ 8, второй расширитель 9 длительности импульсов, первый квадратор 10, первый блок 11 амплитудных отношений, первый сумматор 12, второй управл емый ключ 13, перемножитель 14, второй блок 15 амплитудных отношений, полосовой фильтр 16, второй квадратор 17, второй сумматор 18, третий расширитель 19 длительности импульсов, экспоненциальный усилитель 20 и четвертый расширитель длительности импульсов 21.

Положение I переключател 1 соответствует работе устройства (при умеренном уровне широкополосных помех), когда генератор 2 управл ющего импульса срабатывает от переднего фронта измер емого импульса. Положение II переключател 1 соответствует работе устройства (при большом уровне помех) когда генератор 2 управл ющего импульса срабатывает от импульса, синхронизированного с передним фронтом измер емого импульса При работе устройства в режиме II оно обладает наибольшей эффективностью.

Входна клемма устройства через переключатель 1, генератор 2 управл ющего импульса и генератор 3 линейно измен ющегос напр жени 3 соединена с первым входом блока 11 ампли0

5

0

5

0

5

0

5

тудных отношений и входом усилител 6. Второй вход блока 11 амплитудных отношений соединен с входной клеммой через квадратор 10, расширитель 9 длительности импульсов и управл емый ключ 8. Выход блока 11 амплитудных отношений соединен с входом сумматора 12, второй вход которого через расширитель 19 длительности импульсов, сумматор 18, квадратор 17 и полосовой фильтр 16 соединен с выходом управл емого ключа 8. При этом второй вход сумматора 18 соединен с выходом усилител -инвертора 4, вход которого соединен с выходом генератора 2 управл ющего импульса. Выход сумматора 12 че- Ггз экспоненциальный усилитель 20 соединен с входом управл емого ключа t3, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора 5 управл ющего импульса , а вход последнего - с выходом генератора 2 управл ющего импульса. Выход управл емого ключа 13 соединен с входом расширител длительности импульсов 21 и первым входом перемножител 14, второй вход которого подключен к выходу усилител 6, а выход перемножител 14 подключен к входу расширител 7 длительности импульсов, Входы блока 15 амплитудных отношений соединены с выходами третьего 7 и четвертого 21 расширителей длительности импульсов. Управл ющие входы управл емого ключа 8 и расширителей 7, 9, 19 и 21 длительности импульсов соединены с выходом генератора 2 управл ющего импульса.

Устройство работает следующим образом .

На вход измерител длительности импульса поступает аддитивна смесь x(t) s(t) + n(t) импульса s(t) и широкополосной помехи n(t). Измер емый импульс искажен паразитной амплитудной модул цией так, что его можно описать формулой:

ил + |f(t), 0 Ј tcЈn;

0

s(t)

О,

t L 0 Јn,

(1)

где U - амплитуда неискаженной части импульса;

|(t) описывает случайный закон амплитудной модул ции и обладает спектром мощности, сосредоточенном в диапазоне чдстот , Q /2, ГФИЧРМ мультипликативные искажени предпопагаютс быстрыми , так что, ,, / и 1.

При превышении входным сигналом не- которогп уровн (переключатель 1 в положении I) или при поступлении импульса , синхронизированного г передним фронтом измер емого импульса (переключатель 1 в положении II), генератор 2 управл ющего импульса пырабрты- вает управл ющий сигнал Xg(t), нзобболыпой посто нной времени, на выходе которого формируетс сиглал л

x,tf)

J x(t)dt.Ш

О

Далее этот сигнал возводитс в квадрат в блоке 10 и выходной сигнал квздратора 10 поступает на вход бломенно на второй вход блока 11 с выхода генератора 3 линейно измен ющегос напр жени поступает линейно измен ющийс сигнал

х,(Ј) KJ

(4)

раженный на фш . 2 Длительность пег JQ ка 11 амплитудных отношений. Одновре- вого положительного импульса в управл ющем сигнале выбираетс равной наибольшей возможной длительности измер емого импульса Т. Рассто ние от заднего Лронта положительного импуль- 15 са до переднего Лронтл второго (отрицательного ) импульса тцид выбираетс минимальным, но достаточным дан считывани результатов намерени . Td- ким образом, тилд JTO индика- 20 ции. Длигг епьность второго (orpi na- тельного) импульса выбираете мини - мальнои, но достаточн ш дл упраьпг- ни блоками схемы. В исходном состо нии (до включени генератора 2 управ- 25 л ющего сигнала) ключи к п 13 закрыты,управл ющий сигнал на входах расширителей 7,9,19 и 21 длительности импульсов входе ГЛИН 3 и генераторе S управл вшего импульса отсутствует. При по влении положительного импульса управс длительностью, ограниченной максимально возможной длительностью измер емого сигнала Т,

Таким образом, на выходе блока 11 амплитудных отношений Нормируетс сигнал х Ј), равный

2/4х„ (й) х)/(К,2)

(5)

30

который подаетс на один из входов сумлтора 12„

На второй вход сумматора 12 поступает выходной сигнал х1Ч(Ј) расганрнте- л 19 длительности импупьса, входной сигнап которого представл ет сооой выход сумматора 1В, т.е. апгебрзичес- кую сумму сигнала с выхода усилител - инвертора 4, равного отрицатепьной 35 посто нной величине - Кф, и выходного сигнала x1(t) квадратора 17, на

л юпи го сигнала х,;(О ге

ключ 8 и остаетс открыта в те Рние времени Т,.В -этом интервале времени на расширитель 9 длительности импульсов и полосовой фильтр 16 поступает аддитивна смесь x(t)s(t)+n(t), где s(t) описываетс формулой (1), a n(t) - широкополосна помеха. Полосовой йильтр 16 имеет полосу пропус кани , равную полосе Г-Ф/2; ф /21, занимаемую спектром моиности паразитной амплитудной модул ции измер емого импульса (1), и должен обеспечивать коэффициент передачи К,,-. В результате на выходе блока 16 имеем сигнал

x(6(t)K,6 j x(t-i )

Q sin(t /2) JJ

-со

-2T -cstra- dt (2

При этом сигнал (2) на выходе блока 16 отличаетс от входной смеси измер емого импульса, и аддитивной помехи x(t) лишь тем, что подавлены все спектральные составл ющие аддитивной помехи n(t), лежащие вне полосы частот Ј-Т2/2; , и амплитуда изменена в К1б раз.

Расширитепь 9 длительности импульсов предсттвп ет собой интегратор с

болыпой посто нной времени, на выходе которого формируетс сиглал л

x,tf)

J x(t)dt.Ш

О

ка 11 амплитудных отношений. Одновре-

х,(Ј) KJ

(4)

литудных отношений. Одновре

ка 11 амплитудных отношений. Одновре-

с длительностью, ограниченной максимально возможной длительностью измер емого сигнала Т,

11 амплитудных отношений. Одновр

2/4х„ (й) х)/(К,2)

(5)

ка 11 амплитудных отношений. Одновре-

На второй вход сумматора 12 поступает выходной сигнал х1Ч(Ј) расганрнте- л 19 длительности импупьса, входной сигнап которого представл ет сооой выход сумматора 1В, т.е. апгебрзичес- кую сумму сигнала с выхода усилител - инвертора 4, равного отрицатепьной посто нной величине - Кф, и выходного сигнала x1(t) квадратора 17, на

вход KOTopoio поступает сигнал (t) (2). Таким образом, на второй вход сумматора 12 поступает сигнал ), равный

л

L

Vft) - I Lx 6(t) -ЧК

(6)

так

что на выходе сумматора 12 формируетс сигнал х.(5) :

xw(fc)x(Ј)/(K,Ј)+} xf6(t), (7)

С выхода сумматора 12 сигнал (7) поступает на -усилитель 20 с экспоненциальной динамической характеристикой, формирующий выходной сигнал х (Ј)

20

вида

Й)

ехр

v. - t -f) )/)+ j x(6(t) (8)

С выхода экспоненциального усили- гел 20 на последующие блоки схемы

сигнал поступает через ключ 13, который открываетс с задержкой на врем Т Ј Т относительно переднего фронта положительного импульса управл ющего сигнала x(t), где Т, - минимально возможна длительность измер емого импульса . Задержка обеспечиваетс тем, что генератор 5 управл ющего импульса формируют управл ющий сигнал, отличный от нул на интервале Гт,, тЛ (фиг. 3).

Перемножитель 14 формирует произведение (с) сигнала х,(Ј), полученного из выходного сигнала ГЛИН усиле- нием в К/- раз усилителем 6 и сигнала

х..(Ј) с выхода ключа

П:

x6(fl)

) (Ј), T, cЈ± т;

Ј - T ,.

(9)

им образом, на вход интегратои 21 входные сигналы х.,(С) и

начинают поступать после момен- 25 Т + T..w,. получают

Этот сигнал з ь 1ько при t С Т сигнал представл величину, числен му значению длит пульса. Если вых гаемого устройст рез входную смес x(.t), то в интер

Таким образом, величина х,5(Т) представл ет собой измеренное значение неизвестной длительности входного импульса .

После окончани в момент времени Т положительного импульса управлл юще го сигнала x(t) ключ 8 закрываетс , прекращаетс йюрмирование линейно измен ющегос сигнала ГЛИН 3, а отрицательным импульсом управл ющего сигнала в момент времени Т + Тинд сбрасываютс (обнул ютс ) интеграторы 7, 9, 19 и 21. Измеритель приводитс в исходное состо ние и готов к работе.

л

ормула изобретени

Устройство дл измерени длительности импульса, содержащее усилитель- инвертор, первую и вторую входную шины, которые через последовательно соединенные переключатель и первый генератор управл ющего импульса подключены к входу генератора линейно измен ющегос напр жени , последовательно соединенные первый расширитель

та времени Т,,, так что при Т,Ј t Ј Т на выходах интеграторов формируютс сигналы: на выходе интегратора 7

x(t) К}К6 |

Јх„(Ј) ctf;

(10)

выходе интегратора 21

J х„(Ј) dЈ.

В результате на выходе блока отношений формируетс сигнал

x2((t)

x,s(t) x7(t)/xz,(t).

(12)

Этот сигнал зависит от времени ь 1ько при t С Т. Когда t Т, этот сигнал представл ет собой посто нную величину, численно равную измеренному значению длительности входного импульса . Если выходной сигнал предлагаемого устройства x,-(t) выразить через входную смесь импульса и помехи x(.t), то в интервале времени от Т до

5

0

5

длительности импульсов, первый квадратор , первый блок амплитудных отношений и первый сумматор через первый управл емый ключ подключены к первой входной шине, последовательно соединенные полосовой фильтр и второй квадратор подключены к выходу первого управл емого ключа, выход второго расширител длительности импульсов подключен к второму входу первого сумматора, управл ющий вход первого управл емого ключа соединен с входом генератора линейно измен ющегос напр жени , выход которого соединен с вторым входом первого блока амплитудных отношений, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени импульса, искаженного паразитной амплитудной модул цией в услови х действи широкополосной аддитивной помехи большой и умеренной мощности , в него дополнительно введены второй сумматор, второй генератор управл ющего импульса, усилитель, второй управл емый ключ, экспоненциальный усилитель, перемножитель, третий

и четвертый расширители длительности импульсов и второй блок амплитудных отношений, причем первый и второй входы второго сумматора подключены соответственно к выходу второго квадратора и выходу усилител инвертора, а выход - к входу второго расширител длительности импульсов, выход первого сумматора соединен с входом экспоненциального усилител , выход которого подключен к входу второго управл емог ключа, управл ющий вход которого соединен с выходом второго генератора управл юших импульсов, вход которого подключен к входу генератора линейно измен ющегос напр жени , а также к управл ющим входам первого, второго,

,Ш

,«

set)

0

третьего и четвертого расширителей длительности импульсов, второй вход перемножител через усилитель подключен к выходу генератора линейно измен ющегос напр жени , первый вход перемножител соединен с выходом второго управл ющего ключа и входом четвертого расширител импульсов, выход которого подключен к второму входу блока амплитудных отношений, первый вход которого подключен к выходу третьего расширител длительности импульсов , вход которого соединен с выхо- дом перемножител , выход второго блока амплитудных отношений вл етс выходом устройства.

Фиг. 8

Тын

Фмг .5

t

Фиг. 4

МТ

Фиг 5

ww-vw /

j,.m

v -fr5

)-4(t)

)

% Ч1 Фмг.в

Фиг. T

Фмг. &

t

1u Т

Фиг. 9

TI $ur. 15 tu T

V°

Claims

Формула изобретения

Устройство для измерения длительности импульса, содержащее усилительинвертор, первую и вторую входную шины, которые через последовательно соединенные переключатель и первый $$ генератор управляющего импульса подключены к входу генератора линейно изменяющегося напряжения, последовательно соединенные первый расширитель длительности импульсов, первый квадратор, первый блок амплитудных отношений и первый сумматор через первый управляемый ключ подключены к первой входной шине, последовательно соединенные полосовой фильтр и второй квадратор подключены к выходу первого управляемого ключа, выход второго расширителя длительности импульсов подключен к второму входу первого сумматора, управляющий вход первого управляемого ключа соединен с входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого блока амплитудных отношений, отличающеесй тем, что, с целью повышения точности измерения импульса, искаженного паразитной амплитудной модуляцией в условиях действия широкополосной аддитивной помехи большой и умеренной мощности, в него дополнительно введены второй сумматор, второй генератор управляющего импульса, усилитель, второй управляемый ключ, экспоненциальный усилитель, перемножитель, третий

II) и четвертый расширители длительности импульсов и второй блок амплитудных отношений, причем первый и второй входы второго сумматора подключены соответственно к выходу второго квадратора и выходу усилителя инвертора, а выход - к входу второго расширителя длительности импульсов, выход первого сумматора соединен с входом экспоненциального усилителя, выход которого подключен к входу второго управляемого ключа, управляющий вход которого соединен с выходом второго генератора управляющих импульсов, вход которого подключен к входу генератора линейно изменяющегося напряжения, а также к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого расширителей длительности импульсов, второй вход перемножителя через усилитель подключен к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения, первый вход перемножителя соединен с выходом второго управляющего ключа и входом четвертого расширителя импульсов, выход которого подключен к второму входу блока амплитудных отношений, первый вход которого подключен к выходу третьего расширителя длительности импульсов, вход которого соединен с выходом^перемножителя, выход второго блока амплитудных отношений является выходом устройства.

фиг. 9 ®₅tt) ^т< ж

Фиг. 5

ФигЛ

Фиг, 7 Ти Т

Фиг. &

(Л) t

Фиг АО

Τ. , τ_Η Τ ⁴ Фиг. 15 Μ^τ) τ, % τ

Фиг. 1Й