Фазометрическое устройство

О П И С А Н И Е (и) 533879ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистических Республик Дополнительное к авт. св 51) М. Кл.2 б 01 К 25/О 2) Заявлено 19,09.75 (21) 21728 соединением заявки Ме Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(72) Авторы изобретения рнюшина, В. К,В, П. Овчинников С, Кирицев, Н. лев, И. С. Маркин 1) Заявител 4) фАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙС азь ени Изобретение относится к измерению ф 1 радиосигналов и может использоваться в радиотехнических установках, осуществляющих измерение параметров радиосигналов в смеси с шумом, в частности в аппаратуре приемных пунктов систем навигации и единого времени.Известно фазометрическое устройство, осуществляющее измерение фазы радиосигналов в присутствии шумов. Оно содержит средство первичной обработки сигнала, фазовые детекторы, счетчики, используемые в качестве фильтра, формирователи опорной шкалы и средства управления опорной шкалой и реализуют компенсационный принцип измерения фазы, при котором последовательно отрабатывается рассогласование опорной шкалы и сигнала 1.Однако это устройство сложно и не обладает высокой точностью и малым временем измерения при небольших схемных затратах.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фазометрическое устройство, построенное на основе устройства для синхронизации двоичных сигналов, которое осуществляет фазированиеопорной шкалы с входными сигналами при сравнительно небольшом объеме аппаратуры.Устройство содержит опорный генератор, дискретный фазовращатель, делитель частоты и формирователь вспомогательных стробов,подключенный тремя выходами к трем фазовым дискриминаторам, два из которых подключены входами к формирователю фронтовсигнала, а выходами - к реверсивному счетчику. Выходы последнего соединены черезустройство переменного коррекционного эффекта к дискретному фазовращателю и обеспечивают, в зависимости от сигнала одного10 или другого дискриминатора, уменьшениерассогласования опорного напряженияивходного сигнала, Входы третьего дискриминатора подключены к другим выходам упомянутых двух дискриминаторов, а выход также15 подключен к дискретному фазовращателю (21.Однако рассогласование между импульсамиосновной шкалы и сигналом отрабатываетсяпоследовательно ступень за ступенью, чтообусловливает большое время измерения,Цель изобретения - уменьшение времизмерения фазы входного сигнала без снижения точности,Это достигается тем, что в предлагаемоефазометрическое устройство дополнительновведены анализатор знаковой ситуации, фазовый детектор и узел управляемой задержки,включенный между выходами формирователявспомогательных стробов и входами двух30 схем знака, причем выход анализатора знако51 О 15 20 25 зо 35 4 О 45 50 55 бО 65 вой ситуации соединен с узлом упраьляемойзадержки и устройством переменного коррекционного эффекта, выход третьей схемы знака подключен к реверсивному счетчику, а выход усилителя - ограничителя - непосредственно к входам трех схем знака и через фазовый детектор - к входу реверсивного счетчика, при этом входы анализатора знаковойситуации подсоединены к выходам трех схемзнака.За счет выбора величины ступени сдвигаопорной шкалы на основании анализа информации о знаковой ситуации опорной шкалы ивспомогательных стробов и фильтрации фазового рассогласования достигается совмещениеопорной шкалы с сигналом по фазе за меньшее количество управляющих воздействий наопорную шкалу, а следовательно, за меньшеевремя.Кроме того, обеспечивается дополнительный эффект, заключающийся в приближенномпостоянстве времени измерения любого рассогласования, так как первоначально ступеньсдвига приспосабливается под величину рассогласования опорного напряжения и сигналаи первоначальное управление опорной шкалой обеспечивает совмещение ее с сигналомв пределах заданной величины,На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.Выход усилителя-ограничителя 1 связан свходами фазового детектора 2 и трех схем 3,4, 5 знака. Выход детектора 2 связан с входом реверсивного счетчика 6, выходы которого соединены через устройство 7 переменногокоррекционного эффекта с дискретным фазовращателем 8, вход последнего подключен копорному генератору 9, а выход - к делителю частоты 10.Фазометрическое устройство содержит также формирователь 11 вспомогательных стробов, узел 12 управляемой задержки, анализатор 13 знаковой ситуации и отсчетное устройство 14.Фазометрическое устройство работает счедующим образом,Входные сигналы в смеси с шумом с помощью усилителя-ограничителя 1 преобразуются в прямоугольные импульсы, которые поступают на схемы 3, 4, 5 и фазовый детектор2. Делитель 10 формирует из частоты опорного генератора 9 импульсы опорной шкалы, спомощью формирователя 11 формируютсявспомогательные стробы, отстающие и опережающие импульсы основной шкалы на выбранный интервал 1. При этом первоначально ступень сдвига фазовращателя 8, определяемая устройством 7 переменного коррекционного эффекта, также равна 1. Вспомогательные стробы через узел 12 поступают надве схемы 3, 4, импульсы основной шкалы поступают на третью схему 5 и детектор 2,С помощью схем 3, 4, 5 определяется, с какойполуволной сигнала - положительной илиотрицательной - совпадают вспомогательные стробы и осо 1;ая шкала. Г 1 рп этом схемы знака могут обладать фи.ьтрчощими свойстВами, например испоэзоп 1 ь счетики дл 5 накопления результата.Если импульсы основной шкалы совпадают с положительной полуволной, а отстающие на 1 вспомогательные стробы - с отрицательной полуволной (или же основная шкала совпадает с отрицательной полуволной, а опережающие на 1 стробы - с положительной), то с помощью анализатора 13 формируется сигнал, который уменьшает ступень сдвига, задаваемую устройством 7, на заданную величину.Кроме того, этот сигнал также управляет узлом 12 и уменьшает на соответствующую величину интервал рассогласования вспомогательных стробов относительно импульсов основной шкалы (до ) .Если знаковая ситуация не изменилась, то сформированный сигнал анализатора 13 вновь уменьшит ступень сдвига опорной шкалы и интервал между вспомогательными стробами и импульсами опорной шкалы. Уменьшение ступени сдвига и интервала происходит до тех пор, пока отстающий строб не совпадает с положительной полуволной сигнала.При этом ступень сдвига опорной шкалы через дискретный фазовращатель примерно равна степени рассогласования шкалы и сигнала. Фазовый детектор 2 и реверсивный счетчик 6, имеющий значительно большую постоянную времени, чем схемы знака, и обеспечивающий фильтрацию фазового рассогласования, формирует сигнал отработки, который через устройство 7 и дискретный фазовращатель 8 производит сдвиг опорной шкалы к фронту сигнала, Величина сдвига задана устройством 7 и зависит от величины рассогласования в соответствии с описанными выше операциями, а направление сдвига задается третьей схемой 5, выход которой соединен с входом счетчика 6, определяющим направление счета. Таким образом, уже после первого управления опорной шкалой рассогласования последней с сигналом не велико. Затем вновь производится анализ знаковой ситуации и управление интервалом и величиной ступени сдвига опорной шкалы,пока не будет достигнут минимальный интервал между вспомогательными стробами и импульсами основной шкалы, который определяется исходя из требуемой точности. При этом фильтрация сигнала фазового рассогласования, управляющего опорной шкалой через реверсивный счетчик 6, обеспечивает необходимую точность. Величина, на которую производится уменьшение ступени сдвига, может быть постоянной, но может изменяться, например уменьшаться по линейному закону. Устройство, соответствующее прототипу, не имеет гибкого изменения величины ступени сдвига и обрабатывает рассогласование последовательно, ступень за ступенью.Таким образом, использование результатов анализа входной смеси сигнала и шума для533879 Формул а изобретения Составитель Е. Фроловааулова Техред М, Семенов Корректор Л. Орлова Редактор Е аказ 2177/18 Изд.1685 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаушТираж 1029Совета Министрооткрытий кая наб., д. 4,5 ПодписноССР Типография, пр. Сапунова, 2 изменения структуры измерителя и оптимизации процесса измерений носит черты адаптивной процедуры и определяет преимущества предлагаемого устройства. Расчетные данные показывают, что выигрыш по времени для заданной точности измерения, по сравнению с устройством, соответствующим прототипу и используемым на практике, составляет 2 - 3 раза, Это позволяет, например, существенно сократить время получения радионавигационного параметра или поправки на временную шкалу. Фазометрическое устройство, содержащее усилитель-ограничитель, подключенный к входам двух схем знака, последовательно соединенные реверсивный счетчик, устройство переменного коррекционногоэффекта, дискретный фазовращатель, делитель частоты и формирователь вспомогательных стробов, третью схему знака, подключенную к выходу делителя частоты, а также содержащее опорный генератор, соединенный с дискретным фазовращатслем, и отсчетное устройство, связанное с делителем частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения без снижения точности, оно снабжено анали затором знаковой ситуации, фазовым детектором и узлом управляемой задержки, включенным между выходами формирователя вспомогательных стробов и входами двух схем знака, причем выход анализатора знако вой ситуации соединен с узлом управляемойзадержки и устройством переменного коррекционного эффекта, выход третьей схемы знака подключен к реверсивному счетчику, а выход усилителя-ограничителя - непосредствен но к входам трех схем знака и через фазовый детектор - к входу реверсивного счетчика, при этом входы анализатора знаковой ситуации подсоединены к выходам трех схем знака.20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авт. св. СССР469933, кл. б 01 К 25/00,29.04.72.2. Авт. св, СССР403096, кл. Н 041 7/1 О, 25 27.09.71.