Цифровой измеритель задержки

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик; К АВТОРСКОМУ СВИ ВТВЛЬСТВ 61) Дополнительное к авт. с м. кл.з С 01 й 23 2766257/13-21 (5 22) Заявлено ОЛ 5,79 (21) и исоедине аявки йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликов етень Мо 14о 150 опубликоваиияописания 15048 Яс 1 фЕН с 0 енкоХИНф;Я",;0 ййбЯНз с;. 2) Авторы изобретен Фалькович, В. В, Пискорж, й. и И. Е. Залогин титут нм, Н.,Е Заявит ционный арьковски овског 4) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЗАДЕРЖ Изобретение относится к радиоиз= мерениям, в частности к устройствам измерения времени задержки между двумя узкополосными сигналами, и может быть использовано в радиолокации и гидролокации, а также технике тракторных измерений.Известно устройство для измерения времени запаздывания между двумя1 О сигналами, содержащее многоотводный элемент задержки, М умножителей, подключенных первыми входами к М отводам-элемента задержки, вторые выходы всех М умножителей объединены, М интеграторов, входы которых подключены 15 к выходам умножителей, а также блок обнаружения, входы которого соединены с соответствующими выходами интеграторов, исследуемые сигналы подаются на вход многоотводного элемента за держки и на объединенные М входов умножителей. указанное устройство формирует в каждом своем канале дискретные отсчеты корреляционного интеграла, расчитанные для набора фиксированных значений задержек (шаг дискретности определяется временным интервалом между соседними отводами элемента задержки). Блок обнаружения путем сравнения отсчетов корреляцион- ЗО ного интеграла находит наибольший ия них и таким образом формирует на сво" ем выходе грубую оценку задержки.Достоинством данного устройстваяв ляется возможность параллельного обзора всего априорного диапазона возможных значений задержки, что обеспечивает получение оценок в реальном масштабе времени 13 .Недостатки измерителя задержки " большой аппаратурный объем; низка точность измерений, так как задер оценивается с точностью до дискре (временного расстояния между отводами линии задержки).Наиболее близким техническим решением к изобретению является цифровой измеритель задержки, содержащий последовательно соединенные триггер, ,первый ключ, счетчик, устройство индикации, а также синхронизатор, причем первый выход синхронизатора подключен ко второму управляющему входу первого ключа, второй выход синхронизато ра подключен к управляющему входу устройства индикации, установочные, входы триггера соединены с выходами формирователей, входы которых являются сигнальными входами устройства иемерения задержки. Достоинствами яжкаты О822063 устройства являются малый аппаратурный объем; высокое быстродействие идостаточно высокая при значительномпревышении сигнала над помехой точность измерения (2,Недостаток данного измерителя -резкое ухудшение точностей измеренийи чещение оценок задержки при низкихотношениях сигнал/шум, когда имеютместо аномальные ошибки регистрациинуль (пересечений) моментов переходафронтов напряжений ограниченных сигналов через нулевой уровень напряжения.Цель изобретения -" повышение помехоустойчивости цифрового измерителязадержки.Поставленная цель достигается тем,что в устройство, содержащее последовательно соединенные триггер, первыйключ и счетчик, а также синхронизатор и устройство индикации и элементИЛИ, причем первый вход синхронизатора подключен к управляющему входупервого ключа, установочные входытриггера соединены с выходами формирователей; входы которых подключенык сигнальным шинам, введены две идентичные цепочки из последовательносоединенных первых постоянных запоминающих устройств(ПЗУ), накапливающихсумматоров и вторых ключей, а такжетретий ключ, делитель и второе ПЗУ,причем входы обеих цепочек объединеныи через третий ключ соединены с инФормационным выходом счетчика, выходыцепочек через последовательно соединенные делитель и второе ПЗУ подключены к устройству индикации, причемвыходы третьего ключа через элементИЛИ подключен к установочному входусчетчика, второй выход синхронизаторасоединен с объединенными управляющими входами . вторых ключей, управляю.,щий вход третьего ключа подключен к инверсному выходу триггера, а установочные входы накапливающих сумматоровсоединены с третьим выходом синхронизатора,На чертеже представлена структурная схема цифрового измерителя задержки,Цифровой измеритель задержки содержит формирователь 1, триггер 2,первый ключ 3, счетчик 4, синхронизатор 5, .первые ПЗУ 6, накапливающие сумматоры 7, вторые ключи 8,третий ключ 9, делитель 10, вторыеПЗУ 11, устройство 12 индикации,элемент ИЛИ 13, при этом установочные входы триггера 2 подсоединены квыходам формирователей, входы 14 и 15являются сигнальными входами цифрового измерителя задержки, к управляющему входу первого -ключа 3 подключен первый выход синхронизатора 5,выходы первых ПЗУ 6 через накапливающие сумматоры 7 и вторые ключи 8соединены с делителем 0, выход которого через второе ПЗУ 11 подключенк устройству 12 индикации, выходытретьего ключа 9 через элемент ИЛИ113 подключены к установочному входу счетчика 4, второй вход синхронизатора 5 соединен с объединенными управляющими входами вторых ключей 8,управляющий вход третьего ключа 9подключен к инверсному выходу триггера 2, а установочныйвход накапливающих сумматоров 7 соединен стретьим выходом синхронизатора 5,Устройство работает следующим образом.Сигналы, взаимную задержку междукоторыми необходимо измерить, подают ся на входы 14 и 15 Формирователей 1.фронты прямоугольных напряжений,сформированных из входных сигналов,опрокидывают триггер 2. На прямомвыходе триггера 2 формируются имщ пульсы положительной полярности, длительность которых равна временномурасстоянию между соседними (последующими) нуль-пересечениями двух узкополосных сигналов. Эти импульсы, поступая на вход первого ключа 3, разрешают прохождение импульсов высокочастотного заполнения, вырабатываемыхсинхронизатором 5, в счетчик 4. Такимобразом происходит измерение длительности положительного импульса на прямом выходе триггера 2.В момент переворота триггера 2третий ключ 9 открывается управляющим сигналом с инверсного выходатриггера 2, и число, записанное всчетчике 4, поступает на объединенныеадресные шины первых ПЗУ 6. В это жевремя происходит установка в нулевоесостояние счетчика 4 под воздействием положительного импульса с выхода 40 элемента ИЛИ 13, входы которого объединены со входами первых ПЗУ 6. Числа, считываемые с выходов первыхПЗУ 6, поступают в накапливающие сумматоры 7, где происходит их сложениес содержимым сумматоров. В течениеинтервала наблюдения в сумматорах 7накапливаются статистики, достаточные для однозначного измерения времени задержки между узкопоЛоснымисигналами.После окончания интервала наблюдения на управляющие входы вторыхключей 8 подается сигнал от синхронизатора 5, в результате чего числа,накопленные в сумматорах 7, поступают на входы делителя 10. результатделения, воздействуя на адресныешины второго ПЗУ 11, обуславливаетвыборку числа из соответствующей егостроки. Данное число, являющееся 60 результатом измерения, поступает наустройство 12 индикации.Измерение задержки между ближайшими нуль-пересечениями организуетсяс помощью формирователей 1 и после довательно соединенных триггера 2,822063 30 20 ЗО Формула изобретения Составитель Л. КолосковРедактор М, Циткина ТехредА,Бабинец Корректор Г.Назаров Заказ 1840/68ВНИИ Тираж 732И Государственного кделам изобретений иМосква, Ж, Раушск новСССР Подпи ь чтета ткрыт наб.1130 4 иал ППП фПатенте, г. Ужгород, ул. Проек первого ключа 3 и счетчика 4, при этом на управляющий вход счетчика 4 подаются импульсы высокочастотного заполнения от синхронизатора 5. В целях повышения быстродействия в предлагаемом устройстве реализован табличный метод выЧисления тригонометрических функций: по измеренному значению задержки выбирается соответствующая строка одного иэ первых ПЗУ 6, в которых заранее записаны значения тригонометрических функций, вычисленных для набора конкретных значений задержки на одном периоде частоты. Накопление статистик осуществляется с помощью накапливающих сумматоров 7. Деление статистик осуществляется с помощью вторых ключей 8 и делителя 10, Результат деления многоразрядное двоичное число - поступает на адресные шины второго ПЗУ 11, в котором заранее записаны результаты измерения, соответствую- . щие набору конкретных значений ре". зультата деления.Предлагаемый цифровой измеритель задержки может быть использован для измерения взаимных задержек между высокочастотными узкополосными случайными процессами, несущая частота которых примерно на порядок ниже тактоной частоты используемой цифровой элементной базы. ЦиФровой измеритель задержки, содержащий последонательно соединенные триггер, первый ключ и счетчик,а также синхронизатор и устройствоиндикации и элемент ИЛИ, причемпервый выход синхронизатора подключенк упранляющему входу первого-ключа,установочные входы триггера соедин.ны с выходами формирователей,входы которых подключены к сигнальнью шинам, о т л и ч а ю щ и й с .ятем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены две идентич"ные цепочки из последовательно соединенных первых постоянных запоминающих устройств (ПЗУ), накапливакщихсумматоров и вторыхключей, а такжетретий ключ, делитель и второе ПЗУ,причем входы обеих цепочек объединены и через третий ключ соединеныс информационными выходами счетчика,выходы цепочек через последовательно соединенные делитель и второеПЗУ подключены к устройству чндикации, причем выходы третьего ключачерез элемент-ИЛИ подключены к установочному входу счетчика, второйвыход синхронизатора соединен с .объединенными управляющими входами вторых ключей, управляющий вход третьегоключа подключен к иннерсному выходу триггера, а установочные входынакапливающих сумматоров соединеныс третьим выходом синхронизатора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сиробаб Я. Я. и др. Осноны теории радиотехнических измерений параметров движения. Иэд-но ИО СССР,1971, с,198.2. Смирнов П. Т., Цифровые фаэометры, Л.,"Энергияф, 1974, с.33.