Способ определения временной задержки одного сигнала относительно другого

ОУ ОИ СОЮЗ СОВЕТСКИХКЯЮЗНПЮЕСНИМРЕСПУБЛИН 4(51) 6 04 Р 1 О 06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Мирский Г. Я. Аппаратурное определение характеристик случайных процессов, М., "Энергия", 1972, с. 116-127.2. Варакин Л. Е. Теория сложных сигналов. "Советское радио", 1970, с. 101-103.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ ОДНОГО СИГНАЛА ОТНОСИ-, ТЕЛЬНО ДРУГОГО, основанный на том, что один из сигналов задерживают на задержки, зависящие от времени по квадратичному закону, перемножают со вторым сигналом и интегрируют по времени, при этом три .параметра квадратичного закона подбирают таким образом, чтобы они обеспечивали максимальное значение интеграла по времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, первый сигнал. подвергают временной задержке, зависящей от вре-. мени по квадратичному закону с тремя подобранными параметрами, и полученный в результате этой задержки новый сигнал вторично задерживают на задержки, зависящие от времени по квадратичному закону и вторично подбирают три параметра квадратичного закона, обеспечивающие максимум интеграла от произведения дважды задержанного первого сигнала и незадержанного второго сигнала и про-должают этот процесс до тех пор, нока максимальное значение интеграла, полученное на последуЮщем шаге, с заданной точностью не совпадает с максимальным значением интеграла, Р полученным на предыдущем шаге.11374 держке с полученными значениями параметров (а 1 с Ъ )Р" ,(й) Р, -(а; +1 с; сЬ; й )1, (4)Полученный таким образом новый сигнал Р ) (й) вторично задерживают на квадратичные задержки (1) с различными значениями параметров (О 1 Ь) и вторично подбирают параметры а аМ=,1 с 1 Ь =Ь 1 обеспечива ющие наибольшее значение интеграла О (5) от произведения задержанного1+1)сигнала Р (й) с вторым сигналом Р, (й) )60(1 ф+1; +Ь; 2). Р (ЦДС- а(5) 15Этот процесс продолжают до тех пор, пока максимальное значение инР)теграла В.(,1 1, 1,) , полученное нар 1 ршагес заданной точностью совпадает. с максимальным значением интег(р)ралаи), ) полученным на предыдущем шаге р -. Производя при этом подстановки квадратичной функции йр=-а +(1-1 сС-Ьр с параметра 25 ми а , 1 с 1, Ь полученными на последующем шагев полином )(с) полученный на предыдущем шаге-1(1) =-а, +(1+К) С-Ь, 22 (й)= Ц), 1-а +(1-Ы ) с-Ь е 230 ф (й)=б(р -а+(1-1 ср) -Ъй 7(6) получаем после Р -го шага функцию от времени й" =-М, (е), (7)определяющую временной сдвигсигнала 35Р (С) относительно сигнала Р(С) в любой момент времени С в интервале(ОТ). Время интегрирования Т неограничено.На чертеже приведена схема устройства, реализующая способ.Устройство содержит управляемую линию 1 задержки, линии 2-4 фиксированной задержки, линии 5-1, 5-2,5-и квадратичной задержки, коррелометры 6-1, 6-2, , б-п, экстрематор 7, вычислительный блок 8, перФвый, второй ключи 9 и 10. Выход пер,вого ключа 9 через управляемую линию1 задержки подключен к линиям 5-1, 505-2, , 5-п задержки, выходы которых через первые входы коррелометров 6-, 6-2,6-и подключены квходам зкстрематора 7, выход которого соединен с вычислительным блоком 8. Его выход соединен с управляющим входом управляемой линии 1 задержки. Вторые входы коррелометров 40 46-1, 6-2,6-и через линию 2 фиксированной задержки соединены с выходом второго ключа 10, Линия 4 задержки соединяет вторые входы коррелометров с выходом линии 2 фиксированной задержки, а линия 3 эадерж". ки соединяет выход управляемой линии 1 задержки с ее входом. Управляемая линия задержки (УЛЗ) 1 выполняется из последовательно соединенных АЦП вычислительного блока и ЦАП,Устройство работает следующим образом.Первый и второй ключи 9 и О замыкаются на время То равное необходимой длине реализации сигналов Р(й) и Р 2(е)и сигнал Р (С) поступает на вход УЛЗ. Одновременно сигнал Р (е) поступает на вход линни 2 задержки (ЛЗ). Фиксированная задержка Т ЛЗ 2 устанавливается таким образом, чтобы обеспечить запаздывание второго сигнала Р(й) относительно сигнала Р в любой момент времени на всей длине реализации Тр сигналов. Через время Т первый и второй ключи 9 и 10 размыкаются, и ввод сигналов Р(й) и Р(й) в устройство прекращается. УЗЛ 1 в зависимости от значенийпараметров а,к,в, поступающих свыхода вычислительного блока 8 иаее управляющий вход, задерживаетпоступающий на ее вход сигнал на зависящую от времени й по квадратичному закону (с тремя параметрами а,к,в)задержку . Так как в исходномоостоянии значения параметров акв,подаваемых на управляющий вхоцУЛЗ 1, равны нулю, сигнал Р(С) с нулевой задержкой проходит через УЛЗ 1и поступает на входы линий 5-1 - 5-изадержки и на вход ЛЗ 3,Фиксированные задержки ТЛЗ 3 иЛЗ 4 выбираются такими, чтобы в ин-,тервале времени Т в каждом из коррелометров (6-1-6-и) произошло построение взаимной корреляционной функции(ВКФ) задержанного соответствующейЛЗ 5 первого сигнала с вторыми сигналом, выделение экстрематором 7 ВКФс наибольшим максимумом и определение параметров а,к,в,соответствующихэтому наибольшему максимуму. Каждаяиз ЛЗ 5-1-5-и со своими фиксированными значениями параметров 1задерживает поступающий на ее вход первый1137440 ВНИИПИ Заказ 10522/35 Тираж 406 Подписное Филиал ППП фПатазгг , г.Ужгород, ул.Проектная, 4,сигнал на зависящую от времени по квадратичному закону (с двумя параметрами 1 1, .Р 1) задержку,1 Й й г5 1 1 С выхода каждой ЛЗ 5 первый вход соответствующего коррелометра 6-1" 6-и поступает первый сигнал Р(й), задержанный на соответствующую за, держку 2 (й), т.е. поступает:. сигнал Р (е)=Р й- С+Ь Г) (8). Одновременно с выхода ЛЗ 2 на вторые входы каждого из коррелометров 6 и на вход ЛЗ 4 поступает второй сигнал Р (й), задержанный на постоянную задержку Т. В коррелометрах 6-1-6-и производйтся построение кор 1) лрелограмм К 1 (с) между сигналом Ри семейством сигналов Р(й). олВсе полученные ВКФ К; (2) с выходов блоков 6-1-6-п поступают на входы экстрематора 7. Экстрематор 7 вьделяет из всех ВКФ К. (,) ту ВКФ0 лК(2), максимум которой имеетк, Ь 1наибольшее значение. Вычислительный блок 8 определяет постоянную задержку лсоответствующую этому максимуму в выделенной ВКФ и параметры , Ъ этой ВКФ. Определенные значения па- ЗО раметров а= К, Ь, подаются на управляющиивход УЛЗ 1. Вычислительный блок 8 определяет зависящую от времени задержку сигнала Р (й) относительно Р(г) в первом приближении 35 2 (С)=а,+1 с,С +Ь, е -Т (9)На этом заканчивается первый и начинается второй итерационный цикл. К этому времени с выходов Фиксированных ЛЗ 3 и ЛЗ 4 вторично поступают 40 сигнал Р(С) на вход УЛЗ 1 и сигнал Рна вторые входы блоков 6-1-6-п,2Так как на управляющий вход УЛЗтеперь подаются определенные в первом цикле значения параметров а 1,45 Ь , с выхода УЛЗ 1.поступает новый сйгнал Ро , определяемый выражением (2), полученный в результате задержки первого сигнала Р(г) на задержку, определяемую выражением (1). Из всех квадратичных временных задержек эта задержка ль (й) максимально скомпенсирует исходное, зави-. сящее от времени смещение сигнала Р(С) относительно Р (е), Новый сигнал Р, (й) с выхода УЛЗ 1 поступает йа вход ЛЗ 3 и на входы блоков 5-1-5-п.Дальнейшая работа устройства во втором итерационном цикле протекает аналогично работе в первом цикле, с той разницей, что обрабатываются сигналы Ри Р , а не Р (е) и Р,1(й),К моменту завершения второ,го цикла экстрематор 7 вццеляет ВКФ с наибольшим максимумом из множества ВКФКсигнала Р (й) с семейством сигналов,(8). Вычислительный блок 8 определяет параметры Е, Ь этой ВКФ и постоянную задержкусоответствующую максимуму в выделенной ВКФ, Вычислительный блок 8 сравнивает величину наибольшего максимума, полученного во втором цикле, с величиной наибольшего максимума, полученного в предыдущем первом цикле. Если величина вновь полученного наибольшего максимума с заданной точностью не превышает величину наибольшего максимума, полученного в предыдущем итерационном цикле, устройство прекращает работу. В противном случае определенные во втором цикле значения параметлров а= , 1 с, Ь подаются на управляющий вход УЛЗ 1. Вычислительный блок 8 вычисляет временную задержку сигнала Ротносительно Р(й) во втором йриближении (9), 1 О) и начинается третий итерационный цикл и т.д. Так будет продолжаться до тех пор, пока в каком-то 1 -м цикле вычислительный блок 8 не установит, что наибольший максимум ВКФ К(7), полученных в 1 -м цикле, с.заданной точностью не превьшает наибольшего максимума ВКФ К( (2), полученных в ;предыдущем (-1)-м цикле. На этом устройство прекращает работу, с выхода вычислительного блока,8 получают, временную задержку р (г) сигнала Р (й) относительно сигнала Р(й).Предлагаемый способ позволяет обеспечить с высокой .точностью измерения задержек, изменяющихся во времени по любому, заранее неизвестному закону.