Дискриминатор временного положения периодических электрических сигналов

(54)(57) ДИСКРИМИНАТОР ВРЕМЕННОГОПОЛОЖЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ по авт. св. Р 600693,о т л и ч а ю щ и и с я тем, что,с целью повышения точностиблокхранения кодов снабжен двумя дополнительными выходами и введены два дополнительных коммутатора к делительчастоты, причем дополнительные выходы блока хранения кодов через соответствующие дополнительные коммутаторы соединены с входами блока накопления кодов, а выход формирователя импульсов отсчета характерныхточек опорного сигнала через делительчастоты соединен с управляющими вхо-,дами дополнительных коммутаторов.Изобретение относится к. радиотех. нике и может использоваться в фазоизмерительных устройствах, в частности в приемоиндикаторах фазовых радионавигационных систем.По основному авт. св. Р б 00693известен дискриминатор временного положения периодических электрических сигналов, содержащий источник сигналов управления частотной перестройкой дискриминаторагенератор опор ного сигнала, формирователи импульсов отсчета характерных точек измеряемого и опорного сигналов и преобразователь временного интервала от характерной точки опорного сигнала 15 до характерной точки измеряемого сигнала в цифровой код, подключенный к формирователю импульсов отсчета характерных точек измеряемого сигнала и через формирователь импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала - к генератору опорного сигнала, блок храненнякодов,блок накопления кодов, комбинационный сумматор кодов, блок сравнения кодов и четыре коммутатора, причем выход преобразователя временного интервала от характерной точки опорного сигнала до характерной точки измеряемого сигнала в цифровой код через первый коммутатор подключен к первому входу 30 комбинационного сумматора кодов, второй вход которого соединен с выходОм блока накопления кодов, а выход - с вторым коммутатором и первым входом блока сравнения кодов, входы блока накопления кодов через третий и четвертый коммутаторы подключены соответственно к первому и второму выходам блока хранения кодов, вход которого подключен к источнику сигнала управления частотной перестройкой дискриминатора, управляющий вход третьего коммутатора соединен с выходом Формирователя импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала, а управляющий вход четвертого коммута-.45 тора соединен с первым выходом блока сравнения кодов, второй выход которо" го соединен с управляющим входом второго коммутатора, второй вход - с вто. рым выходом блока хранения кодов 11, 50Однако известный дискриминатор имеет недостаточную точность дискрими-. нирования из-за наличия дополнительной инструментальной погрешности..цель изобретения - повышение точ ности. Поставленная цель достигается тем, что в дискриминаторе временного положения периодических электрических сиг. налов; содержащем источник сигналов 60 управления частотной перестройкой дискриминатора, генератор опорного сигнала, формирователи импульсов отсчета характерных точек измеряемого и опорного сигналов и преобразователь;, 65 временного интервала от характерной точки опорного сигнала до характерной точки измеряемого сигнала в цифровой код, подключенный к формирователю импульсовотсчета характерных точек измеряемого сигнала и через формирователь импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала - к генератору опорного сигнала, блок хранения кодбв, блок накопления кодов, комбинационный сумматор кодов, блок сравнения кодов и четыре коммутатора, причем выход преобразователя временного интервала от характерной точки опорного сигнала до характерной точки измеряемого сигнала в циф-. ровой код через первый коммутатор подключен к первому входу комбинационного сумматора кодов, второй вход которого соединен с выходом блока накопления кодов, а выход подключен к второму коммутатору и первому входу блока сравнения кодов, входы блока накопления кодов через третий и четвертый коммутаторы подключены соответственно к первому и второму выходам блока хранения кодов, вход которого подключен к источнику сигнала управления частотной перестройкой дискриминатора, управляющий вход третьего коммутатора соединен с выходом формирователя импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала, а управляющий вход четвертого коммутатора соединен с первым выходом блока сравнения кодов, второй вы"ход которого соединен с упраяляющим входом второго коммутатора, а второй вход - с вторым выходом блока хранения кодов, блок хранения кодов снабжен двумя дополнительными выходами и введены два дополнительных коммутатора и делитель частоты, причем дополнительные выходы блока хранения кодов через соответствующие дополнительные коммутаторы соединены с входами блока накопления кодов, а выход формирователя импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала через делитель частоты соединен с управляющими входами дополнительных коммутаторов,На фиг.1 приведена структурная электрическая схема дискриминатора; на фиг.2 - временная диаграмма измеряемых сигналов; на Фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу дискриминатора.Дискриминатор временного положе- ния периодических электрических сиг- налов содержит формирователи 1 и 2 импульсов отсчета характерных точек измеряемого и опорного сигналов, генератор 3 опорного сигнала, преобразователь 4 временного интервала от характерной точки опорного сигнала до характерной точки измеряемогосигнала в цифровой код, коммутаторы.кодов, дополнительные коммутаторы13 и 14, делитель 15 частоты,Дискриминатор работает следующимобразом.Для измерения разности фаэ междунесущими периодических импульсныхсигналов А и В с периодом Т несущей,и периодом Т повторения (Фиг.2) 10поочередно измеряют разность Фаз меж.ду несущей сигнала А и опорным сигналом.к между несущей сигнала Б и темже опорным сигналом. Предлагаемыйдискриминатор временного положения, 15определяя мгновенное значение разности фаэ Между несущей сигнала А(Б) и Опорным сигналом являетсячувствительным элементом такого фазового измерителя. 20На вход преобразователя 4 с выхода формирователя 2 непрерьвнопоступают опорные импульсы (фиг. За)с периодом То, соответствующимчастоте опорного сигнала генератора 253, определяя начальные моменты пре.образуемых интервалов времени сь, Э,(Фиг, 36). На второйвход преобразователя 4 с формирователя 1 поступают импульсы с периодом Т, соответствующим несущей час- ЗОтотв измеряемого сигнала (фиг. Зб),определяя конечные моменты временипреобразуемых интервалов времени.По окончании преобразования кодй, п 2, пЭ, , отображающий эти 35интервалы, с выхода преобразователя,4 поступает через коммутатор 5, управляемый по входу 1 б импульсы,следующими с периодом дискриминирования, например, в комбинационныйсумматор 9, после чего счетчик в пре"обраэователе 4 устанавливается повходу 16 в исходное состояние импульсами с периодом То, предшествующимиимпульсами запуска в преобразователе4.К моменту прихода кода и (и, п,п,) на первый вход комбинационного сумматора 9 кодов на втором еговходе имеется код Б (И, Ю, НЭ,)поступающий с выхода блока 10 накоп" 50ления кодов. Этот код является ре"зультатом многократного суммирования кода Ьп, выбираемого иэ блока 11хранения кодов. Это суммирование производится.с частотой опорного сигнала с помощью коммутатора б, т. е. где К - текущий номер периода опорного сигнала с начала режима 60измерения.Код дп отображает остаток от вычитания из периода То целевого чис.ла периодов Т в том же масштабе, что к код и. 65 СуммаРный код п 7 Г. ) +( ") на выходе комбинационного сумматора 9 для текущего преобразуемого интервала времени(С,) оказывается равным коду и, отображающему первый преобразуемый интервал времени ь если исключить из него в необхо; димых случаях, описанных ниже, код М, отображающий период Т, Исключение целевого числа периодов производится с помощью блока 12 сравнения кодов. Если код и+И на выходе комбинационного сумматора 9 оказывается больше кода М, то пРоизводится операция вычитания Н-М (с помощью коммутатора 7, подающего код М из блока 11 хранения кодов на вход вычитания блока 10 накопления кодов) . Если код и+И меньше кода М, то он проходит через коммутатор 8 кода на выход дискриминатора, являясь кодом единичного значения временного Рас;согласования.При изменении временного положения измеряемого сигнала эа время между моментами дискриминирования (То) соответственно изменяется выходной код единичного значениявременного рассогласования.По прошествии определенного числа (К) периодов Т опорного сигнала на выходе делителя 15 частоты вырабатывается импульс, обеспечивая с помсщью дополнительных коммутаторов 13 и 14 добавление (вычитание) к коду И, выработанному в блоке 10 накопления кодов, соответственно ко. дов КБ и КмоМ, храняшихся в блоке 11 хранения кодов. Код б представляет собой отброшенную часть кода б и поправки на несинхронность (т.е.часть кода, находящуюся эа пределами разрядной сетки кода бп). Код о М представляет собой отброшенную часть кода М периода Т. КоэФфициент Км определяется выражениемгде (х) - целая часть числа Х, Коэффициент деления К делителя 15 частоты выбирается с учетом соотно- шения К с 2 /2 Огде Кц - число разрядов блока 11 хранения кодов (и, соответственно, коммутаторов б, 7, 13 и 14 и блока 10накопления кодов),К - число разрядов преобразователя 4.При необходимости Фазовых измерений на другой несущей частоте производится по входу 17 перестройка дискриминатора на работу по другой несущей. Работа дискриминаторапроисходит аналогично, но с тем отличием,что иэ блока 11 хранения кодов выби1099379 фй одписное каз 4383/43 НИ ал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул,;Проектная, 4 рают другие значения кодов Ьп, М, Кб и К 8 М, соответствующие новой частоте.Таким образом, эа сче. введения в известный дискриминатор (который является базовым объектом), дополнительных элементов и связей повышается точность дискриминирования. В обоих дискриминаторах .кроме основной инструментальной погрешности, определяемой младшим разрядом преобразо вателя 4, имеется также дополнительная, связанная с несинхронностью частот опорного и измеряемого сигналов и увеличивающаяся с течением времени, прошедшего с момента н-чала 45 режима измерения, Однако в предлагае мом дискриминаторе рост дополнительной инструментальной погрешности происходит с меньшей скоростью.В базовом дискриминаторе преобразователь 4 выполнен восьмиразряд ным (т.е. К 4-. 8), а блок 11 хранения кодов " шестнадцатиразрядным (т.е, К 4 =16), При такой же разрядности преобразователя 4 и блока 11 в предлагаемом дискриминаторе выигрыш в 25 уменьшении дополнительной инструментальной погрешности за одно и то же времярежима измерения составляет 8 ид белре 256 разНа практике требуемое время режи Зо ма измерения составляет величину =(1-2) мин, и, как будет показано далее, в этих условиях базовый дискриминатор оказывается неработоспособным. Максимальное время , режима издалмерения, в течение которого дополнительная инструментальная погрешность базового дискриминатора не превышает . основной, определяется из уравнения(Т/2 ) (С /Т ) а Т/2 4 . (4) Период дискриминирования (и, следова- тельно, период опорного сигнала) Т целесообразно выбирать обратно пропорциональным полосе ьР пропускания радиоприемного устройства (подключенного ко входу 18, так как дискриминирование с большими интервалами врени связано с потерей информации при приеме сигналов на фоне флуктуационных помех, а дискриминирование с меньшими интервалами не дает дополнительной информации (например, при Ь Р = 50 Гц целесообразно выбрать4Т =-д =,20 мс) . При К= 8, Кн =16 для базового дискриминатора"-5 с, т,е. при требуемом времейй режима измеренияя (1-2) мин он оказывается неработоспособным.Для предлагаемого дискриминатораопределяется из уравнения(Т/2"4 )(л/Т ) (2 4/2")Т/2 (5) откуда Ф.,ллмин, т.е. при требуемом времейй= (1-2) мин предлагаемый дискриминатор работоспособен.