Claims (2)
;квантование сигналов, однако дл ехчз 30 эффективного использовани необходима жестка синхронизаци последовательности импульсов квантовани с и шyльcoм запуска, что достигаетс ударньом возбуждением генератора так товых импульсов. Известные генераторы ударного во Суждени имеют стабильность частоты существенно меньшую чем стабильнос частоты генераторов , стабилизирован ных кварцем и работающих в автоколе бательном режиме, что приводит к снижению точности накоплени сигналов в квантах дальности и уменьшени веро тности обнаружени объектов при последующей междупериодной обра ботке. Целью изобретени йл етс повышение точности квантовани временных сигналов. Эта цель достигаетс тем, что в устройство дл квантовани времен ных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, аналого-цифрово преобразователь, первый вход которо го соединен с входной шиной, а второй вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов, и блок пам ти , введен блок корректировки номера кванта дальности, первый вход которого соединен с шиной импульсов запуска, второй вход подключен к выходу генератора тактовых иг/шульсов , третий вход соединен с входной шиной, а четвертый вход подключен , к выходу аналого-цифрового преобразовател , причем выход блока коррек тировки номера кванта дальности соединен со входом блока пам ти. Блок корректировки номера кванта дальности содержит коммутатор, элемент задержки и блок сравнени временных интервалов, входы которого соединены с первым, вторым и третьим входами блока корректировки номе ра кванта дальности, четвертый вход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени временных сигналов, при этом первый выход ког/1мутатора подключен через элемент задержки ко второму выходу коммутатора и выходу блока корректировки номера кванта дальности. На фиг. 1 приведена структурна схема устройства дл квантовани временных сигналов; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн квдие его работу; на фиг. 3 - графическое отображение закона изменени разности двух исследуемых временных интервалов . Устройство дл квантовани временных сигналов содержит аналогоцифровой преобразователь 1, генератор 2 тактовых импульсов, блок 3 корректировки номера кванта дальности и блок 4 пам ти. Блок 3 корректировки номера кванта дальности содержит блок 5 сравнени временных интервалов, коммутйтор б и элемент 7 задержки. Устройство работает следующим образом . С выхода детектора приемного канала (не показан) информаци в аналоговом виде поступает на входную шину устройства и далее - на вход аналого-цифрового преобразовател 1, где она подвергаетс бинарному квантованию . Временна прив зка импульсов превышени производства с помощью последовательности импульсов квантовани (тактовых импульсов), вырабатываемой генератором 2 тактовых импульсов и несинхронизированной с импульсом запуска передатчика. Каждому входному сигналу соответствует номер кванта дальности, характеризующий дальность до объекта, отражающего этот сигнал, при этом номер кванта дальности определ етс числом счетных фронтов последовательности импульсов квантовани , укладывающихс между импульсом запуска и сигналом , отраженным от объекта (фиг.2а,б). Первый квант дальности имеет переменную длительность от .развертки к развертке, поскольку временное положение импульса запуска в периоде квантовани Т измен етс произвольным образом. Величина первого кванта дальности А рас - величина рассогласовани между импульсом запуска и следующим импульсом квантовани . Все последующие кванты дальности , имеют одинаковую длительность, равную периоду следовани и шyльcoв квантовани (фиг.2б). В блок пам ти локационна информаци записываетс в виде двоичных единиц и нулей. Ячейка пам ти, в которую заноситс двоично-квантованный сигнал, отраженный от объекта, определ етс числом счетных фронтов, помещающихс между импульсом запуска и отраженным сигналом, т.е. номером кванта дальности. При отсутствии синхронизации отраженные от цели сигналы могут по вл тьс в двух соседних квантах дальности (N и N-1), В силу того, что рассто ние до цели во все врем ее облучени остаетс неизменным, необходимо как-то корректировать номера квантов дальности дл того, чтобы пачка отраженных от цели импульсов была записана в чейках пам ти с одним и тем же номером кванта дальности. Такую корректировку можно проделать , проанализировав на знак величину (Дрек:- Л) , где Л - величина временного интервала, образованного сигналом, отраженным от цели и еледующим за ним счетным фронтом последовательности импульсов квантовани (фиг. 26). Действительно, сигналы, отраженные от цели, приход т на соседних развертках дальности с одинаковой временной задержкой д1 относительно момен1га запуска, завис щей от расст ни до цели г и скорости распространени радиоволн С: const Очевидно также, что интервалы и д лежат в границах времени д 0 Арос Т О д Т Введем целочисленную функцию X так что X равно целому числу интер валов квантовани Т, уклащывак цих между моментом запуска и сигналом Тогда, дл временной задержки At, характеризующей рассто ние до цел г, можно записать ,,+XT- (T-u) con6-t Y. и рас - л Х т -1 - . н; Как видно из (V) , при посто нн At величина X зависит от разницы (pQc- ) , котора может быть на каждой развертке либо больше, либ меньше нул , либо равна нулю. Рассмотрим вначале случай нера венства нулю. Дрос- Л / О Тогда, при (ApatA) Р Л.рас О учитыва , что(лрас -и)- Т (фиг.2а р( X по определению целое число, вы сение С) можно записать таким обр зом: , где -1 - наибольшее целое ч J ло, не превышающе . Аналогично, при (Дрц.-й)0, Д.Лрас О) « Следовательно, в этом случае знак выражени (Лрас - ) однозначно определ ет число интервалов квантовани Т, укладыва1си:;ихс между моментом запуска и сигналом. тогда из С) Если Ло«с- - л О, -1 , т.е. в этом видно, что X случае необходимо все врем корректировать X, увеличива его значение на 1. Такой случай можно учесть, сделав , например,, неравенство (5) нестрогим , т.е. производить корректировку при ( Дрс,с-) О Поскольку величины A.t, Арас , л вз ты произвольным образом, то справедливо будет сделать вывод о том, что доказанное распростран етс на любые варианты попадани моментов запуска и по влени сигнала относительно квантуюдей последовательности. Правомерность синтезированного правила может быть подтверждена следуюи мч качественными рассуждени ми. Будем /Iыcлeннo производить сдвиг последовательности импульсов квантовани относительно импульса запуска и отраженного от цели сигнала. Таким образом, мы как бы переберем все возможные варианты, взаимного расположени сигналов, изображенных на фиг. 2а, б. Отметим такие положени , когда величина (Л - Арас) мен ет знак. Без ограничени общности можно положить, что (л-Драс) вначале рассмотрени положительна (как изобралшо на фиг. 2б) . Мысленно сдвига последовательность счетных фронтов (импульсов квантовани ),/предположим влево, заметим, что разность (Л-йрас) остаетс положительной до тех пор, пока импульс запуска не совпадает с ближайшим счетным фронтом последовательности И1 тульсов квантовани . В этот момент значение Лрас скачком изменитс от минимально возможного (О, фиг. 2в) до максимально возмож- . ного (Т, фиг. 2г), и величина (Л -Арас) становитс отрицательно. Нетрудно убедитьс , Что при этом счетных фронтов между импульсом запуска и отраженным от цели сигналом стало меньше на 1, а следовательно, и номер кванта дальности, в котором по вилс сигнал, уменьшитс на l(N-l). . Продолжа сдвигать последовательность иглпульсов квантовани в том же направлении (влево), убеждаемс , что величина (д - Дрос) остаетс отрицательной до того момента времени, сигнал, отраженный от цели. не совпадает со счетньам фронтом пос ледовательности импульсов квантован В момент совпадени происходит скач в значении величины Д от минимально го (О, фиг, 2д) до максимального (Т, фиг о 2е) , и разность (&. -Apcjc) ст{1новитс положительной. Отметим, чт(э при этом число рчетных фронтов ш/шульсами запуска и сигнала возрастет на 1 и, следовательно, но мер кванта дальности, в котором по вилс сигнал, становитс равным N. Дальнейший сдвиг приводит к пери рдическо1ду повторению-описанной сит ации. В блоке 5 сравнени временных интервалов производитс анализ выра жени (Д -Арас) на-знак. Блок 5 сра нени временных интервалов может состо ть из набора типовых схем, оценивающих длительность временных интервалов Д и Драс (например, после преобразовани speiviH - напр жение или врем - код), после чего без труда выноситс решение , какой из этих интервалов имеет большую длительность . . . В соответствии с вынесенным решением коммутатор б пропускает сигналы с выхода аналого-цифрового преобразо вател 1 либо пр мо на вход блока 4 пагл ти (без корректировки) , либо череа элемент 7 задержки (с корректировкой номера кванта дальности). Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет повысить точность квантовани временных сигналов без существенного усложнени схемы при той же частоте следовани тактовых импульсов. Формула изобретени 1. Устройство дл квантовани временных сигналов, содержащее генератор тактовых импульсов, аналогоцифровой преобразователь, первый вход которого соединен с входной шиной, а второй вход подключен к выходу генератора тактовых импульсов, и блок пам ти, отличающе,е с тем, что, с целью повышени точности квантовани , в него введен блок корректировки номера кванта дальности , первый вход которого соединен с шиной импульсов запуска, второй вход подключен к выходу генератора тактовых И1утульсов, третий вход соединен с входной шиной, а четвертый вход подключен к выходу аналого-цифрового преобразовател , причем выход блока корректировки номера кванта дальности соединен с входом блока пам ти. 2. Устройство по П.1, отлич а ю щ е е с тем, что блок- корректировки номера кванта дальности содержит комг/1утатор, элемент задержки и блок сравнени временных и нтервалов ,. входы которого соединены с первым, вторыг/1 и третьим входами блока корректировки номера кванта дальности четвертый вход которого подключен к первому входу коммутатора, второй вход которого соединен с выходом блока сравнени временных интервалов , при этом первый выход коммутатора подключен через элемент задержки ко второму выходу коммутатора и выходу блока корректировки номера кванта дальности. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Захаров Е.Д. К вопросу уменьшени нестабильности временной прив зки импульсов. - Техника средств св зи . С. Радиоизмерительна техника. Вып. 1 (19), 1979. quantization of signals, however, for efficient use of the 30s, rigid synchronization of the sequence of quantization pulses with the trigger trigger is necessary, which is achieved by the shock excitation of the generator of such pulses. The known shock generators in Judge have a frequency stability that is significantly lower than the frequency stability of oscillators stabilized by quartz and operating in automatic oscillation mode, which leads to a decrease in the accuracy of signal accumulation in range quanta and a decrease in the probability of detecting objects during subsequent inter-period processing. The aim of the invention is to improve the accuracy of quantization of time signals. This goal is achieved by the fact that a device for quantizing time signals, containing a clock generator, an analog-to-digital converter, the first input of which is connected to the input bus, and the second input is connected to the output of the clock generator, and a memory block, is entered adjusting the range quantum number, the first input of which is connected to the trigger pulse bus, the second input is connected to the clock / pulse generator output, the third input is connected to the input bus, and the fourth input is connected to the analog-digital output converter, the output of the ranging unit number correction unit is connected to the input of the memory unit. The range quantum number adjustment block contains a switch, a delay element and a time interval comparison block, the inputs of which are connected to the first, second and third inputs of the range quantum number correction block, the fourth input of which is connected to the first input of the switch, the second input of which is connected to the output of the comparison block time signals, while the first output kog / 1mutator connected through a delay element to the second output of the switch and the output of the block adjustment number quantum range. FIG. 1 shows a block diagram of a device for quantizing time signals; in fig. 2 - time diagrams, according to his work; in fig. 3 is a graphic display of the law of variation of the difference between the two time intervals studied. The device for sampling time signals contains an analog-to-digital converter 1, a generator of 2 clock pulses, a unit 3 for adjusting the number of a range quantum, and a block 4 of memory. Block 3 for adjusting the range quantum number contains a block 5 for comparing time intervals, switch b, and delay element 7. The device works as follows. From the output of the detector of the receiving channel (not shown), information in analog form is fed to the input bus of the device and then to the input of the analog-digital converter 1, where it is subjected to binary quantization. Time-related over-production pulses using a sequence of quantization pulses (clock pulses) generated by a 2 clock pulse generator and unsynchronized with a transmitter start pulse. Each input signal corresponds to a range quantum number characterizing the distance to the object reflecting this signal, and the range quantum number is determined by the number of counting edges of the quantization pulse sequence between the start pulse and the signal reflected from the object (Fig. 2a, b). The first quantum of range has a variable duration from scan to scan, since the temporal position of the trigger pulse in the quantization period T varies in an arbitrary manner. The magnitude of the first quantum of the range A of races is the magnitude of the mismatch between the trigger pulse and the next quantization pulse. All subsequent range quanta have the same duration, equal to the follow-up and quantization times (Fig. 2b). The location information is recorded in the memory unit as binary ones and zeros. The memory cell into which the binary-quantized signal is reflected, reflected from the object, is determined by the number of counting fronts placed between the trigger pulse and the reflected signal, i.e. number of quantum range. In the absence of synchronization, the signals reflected from the target may appear in two adjacent range quanta (N and N-1). Since the distance to the target remains unchanged during the entire time it is irradiated, it is necessary to somehow adjust the range quanta numbers to In order for the packet of pulses reflected from the target to be recorded in memory cells with the same quantum number. Such an adjustment can be made by analyzing the magnitude of the sign (Drek: - L), where L is the value of the time interval formed by the signal reflected from the target and followed by a counting front of a sequence of quantization pulses (Fig. 26). Indeed, the signals reflected from the target arrive at adjacent sweeps of a range with the same time delay d1 relative to the launching time, depending on the distance to the target r and the propagation speed of radio waves C: const It is also obvious that the intervals and d lie within the time limits 0 Aros T O d T Introduce an integer function X so that X is equal to an integer number of quantization intervals T, a fold between the time of launch and a signal. Then, for the time delay At characterizing the distance to the integer r, you can write ,, + XT- ( Tu) con6-t Y. and ras - -1 X t -. n; As can be seen from (V), at constant At, the value of X depends on the difference (pQc-), which can be either more on each scan, less than zero, or equal to zero. We first consider the case of inequality zero. Dros-L / O Then, with (ApatA) P L.ras O, taking into account that (Lras-i) - T (FIG. 2a p (X is by definition an integer, the elevation C)) can be written as follows: where -1 is the largest integer h of J, not exceeding. Similarly, with (Dr.z.) 0, D.Lras O) "Therefore, in this case, the sign of the expression (Lras -) uniquely determines the number of quantization intervals T, storing: ; ehc between the time of launch and the signal. then from C) If Lo "s- - l O, -1, i.e. this shows that in the X case it is necessary to correct X all the time, increasing its value by 1. Such a case can be taken into account, for example, by making inequality (5) weak, i.e. make adjustments when (Drs, s-) O Since A.t, Aras, l are taken arbitrarily, it is fair to conclude that the proven applies to any variants of hitting trigger points and occurrences of the signal relative to the quantized sequence. The validity of the synthesized rule can be confirmed by the following rc qualitative arguments. We will / will clearly shift the sequence of quantization pulses relative to the trigger pulse and the signal reflected from the target. Thus, we sort of sort through all possible options, the relative position of the signals shown in FIG. 2a, b. Note such positions when the value (L - Aras) changes its sign. Without loss of generality, it can be assumed that (l-Dras) at the outset of consideration is positive (as shown in Fig. 2b). Mentally shifting the sequence of counting edges (quantization pulses), / assuming to the left, we note that the difference (Lras) remains positive as long as the start pulse does not coincide with the nearest counting edge of the quantization sequence I1. At this point, the Lras value changes abruptly from the minimum possible (O, Fig. 2c) to the maximum possible. (T, Fig. 2d), and the magnitude (L -Aras) becomes negative. It is easy to see that in this case the counting fronts between the trigger pulse and the signal reflected from the target became less by 1, and hence the number of the range quantum in which the signal decreased by l (N-l). . Continuing to move the sequence of quantization needle pulses in the same direction (left), we are convinced that the value (g - Dros) remains negative up to that point in time, the signal reflected from the target. At the time of coincidence, a jump occurs in the value of D from the minimum (O, fig, 2d) to the maximum (T, fig. 2e), and the difference (& Apcjc) article {1 positive. Note that (in this case, the number of counting fronts by triggering and signal shuhs will increase by 1 and, consequently, but by the measures of quantum range, in which the signal is received, becomes equal to N. A further shift leads to a peri- dical repeat of the described situation. The time interval analysis is performed on-sign analysis unit (D-Aras). The time interval unit 5 can consist of a set of typical schemes that estimate the duration of the D and Dras time intervals (for example, after conversion of speiviH - voltage or time - code), after which it is easy to decide which of these intervals has a longer duration ... In accordance with the decision made, the switch b passes signals from the output of the analog-to-digital converter 1 either directly to the input of the 4th block (without correction) or through an element 7 delay (with the correction of the quantum range number). Thus, the proposed device allows to increase the accuracy of time signal quantization without significantly complicating the circuit at the same clock frequency. Claim 1. A device for quantizing time signals, comprising a clock pulse generator, an analog-to-digital converter, the first input of which is connected to the input bus, and the second input is connected to the output of the clock generator, and a memory unit that In order to improve the quantization accuracy, a block of the number quantum range correction is entered into it, the first input of which is connected to the trigger pulse bus, the second input is connected to the output of the clock I1 pulses, the third input is connected to in one bus, and the fourth input is connected to the output of the analog-to-digital converter, with the output of the range quantum number adjusting unit connected to the input of the memory unit. 2. The device according to claim 1, differs from the fact that the block-adjusting the number of the range quantum contains comg / 1utator, the delay element and the block of comparison of time and interval,. the inputs of which are connected to the first, second / 1 and third inputs of the range quantum number adjustment block whose fourth input is connected to the first input of the switch, the second input of which is connected to the output of the time interval comparison block, while the first output of the switch is connected through the delay element to the second output of the switch and the output of the block adjustment number quantum range. Sources of information taken into account in the examination 1.Zakharov E.D. On the issue of reducing the instability of temporal pulse coupling. - Communication equipment. C. Radio measurement technology. Issue 1 (19), 1979.
2.Зыков В.П., Нежурин Ю.П. и Студенкин Ю.Л. Экспериментальное исследование прогршлмного обнаружител .Межзвуковой сборник научных трудов Теори и техника радиолокации, радионавигации и радиосв зи. Вып.2, Рига, 1976.2.Zykov V.P., Nezhurin Yu.P. and Studenkin Yu.L. Experimental study of a progressive detector. Intervolumental collection of scientific papers Theory and technology of radar, radio navigation and radio communication. Issue 2, Riga, 1976.
импмьс запускаimpms launch
Сигн9лSignal
.импульс ЗапускаStartup pulse
иand
асace
.р..R.
-thi I I Н1-thi I I H1
А рас ОAnd races Oh
jj
рас ,-Тraces -T
MIL 1-1Ч J IIMIL 1-1H J II
l-ull-ul
Фиг./Fig. /
-Сигнал-Signal
АBUT
LLLl
НИNO
А л расA l races
IN)IN)
м.г.3m 3
рас.. л (N-nraces .. l (nn