Устройство для измерения временного положения импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) 111 911 51) 4 С 04 Р 1 О/0021 п ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ твенныиго комсоМаршаков ство СССР 00, 1979.измерение дионавигад, Ю.М. Каза радио, 1975,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕР НОГО ПОЛОЖЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относитс сной технике и может быть но в устройствах автомати лительной технике, а такж сбора и обработки данных,НИЯ ВРЕМЕН к импульиспользова и и вычис в системахЦелью изоб 3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельУ 822140, кл. О 04 Г 1 О/Поиск, обнаружение ипараметров сигналов в рационных системах,/Под реринова. - М.: Советскоес. 193-195, фиг. 7, Зб. ретения является повышение точност измерения временного положения импульса относительно момента замыкания входной клеммы, искаженного модулирующей помехой в условиях действия аддитивного широкополосного шума. Для достижения этой цели в устройство дополнительно введены полосовой фильтр 1, квадратор 3 и сумматор 4. Кроме того, устройство содержит усилитель 2, интегратор 5, блок 6 вычитания, линию 7 задержки, указатель 8 экстремума, счетчик 9 времени. В предложенном устройстве для повышения точности фиксации максимума увеличения отношения мощности модулирую- сФ щей помехи к мощности неискаженной части импульса используется как энергия этой части импульса, так и энергия модулирующей помехи, Работа уст- С ройства поясняется временными диаграммами, приведенными в описанииси изобретения, 5 ил. МщуИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствахизмерения временных положений импуль 5сов,Целью изобретения является повышение точности измерения временногоположения импульса относительно момента замыкания входной клеммы, иска Оженного модулирующей помехой в условиях действия аддитивного широкополосного шума,На фиг, 1 представлена структурная схема устройства длч измерения 15. временного положения импульсов; наФиг 2-5 - временные диаграммы,Устройство для измерения временного положения импульсов содЕржитполосовой фильтр 1, усилитель 2, 20квадратор 3, сумматор 4, интегратор 5,блок 6 вычитания, линию 7 задержки,указатель 8 экстремума, счетчик 9времени,Входная клемма устройства соединена соответственно с входом полосового фильтра 1 и входом усилителя 2,выход полосового Фильтра 1 чЕрезквадратор 3 соединен с первым входомсумматора 4, второй вход которого 30соединен с выходом усилителя 2, выход сумматора 4 соединен с входоминтегратора 5, выход которого соединен с первым входом блока б вычитания и входом линии 7 задержки, выход.з 5которой соединен с вторым входом блока б вычитания, выход которого черезуказатель 8 экстремума соединен сосчетчиком 9 времени. Интегратор 5,блок 6 вычитания и линия 7 задержкиобразуют согласованный Фильтр,Устройство работает следующим образом.При замыкании входной клеммы навходы полосового фильтра 1 и усилителя 2 поступает аддитивная смесь х(С)==Я(С-)+п(С ) импульса Я(С- ,)и широкополосного шума п(С) и одновременно включается счетчик 9 времени, Импульс Б(С- ". ), временное положениескоторого необходимо измерить, искажен модулирующей помехой так, чтоего можно описать формулойс/С) - о 1 С) О С иО, С(О, С-ц 55где 1 - амплитуда неискаженной часоти импульса;(С) - модулирующая помеха, обладающая спектром мощности,сосредоточенным в диапазоне частот ( -й/2; й /2.1.Через входную клемму аддитивная смесь х(С) поступает на входы полосового фильтраи усилителя 2, Поло- совой фильтр 1 имеет полосу пропускания-й/2; й /23 и коэффициент передачи в этой полосе К, В результате на выходе полосового фильтра 1 снимается сигнал-3х (с)щк 1 х(с), Ы. (2)При этом сигнал на выходе полосового фильтра 1 отличается от входной смеси х(С) импульса и аддитивного широкополосного шумя п(С) лишь тем, что в сигнале на выходе полосового фильтра 1 подавлены все спектральные составляющие шума п(С), лежащие вне полосы частот ", -Я/2; Я 21, и амплитуда изменена в Краз, Усилитель 2 имеет коэффициент усиления К и на его выходе снимается сигнал х(С)= Кх(С) (фиг, 2). Сигнал с выхода усилителя 2 в сумматоре 4 суммируется с выходным сигналом квадратора 3 (Фиг 3), в результате чего формируется сигнал (фиг. 4)хЗ(С) ( ) 1( (3) который поступает на вход согласованного фильтра (интегратор 5, блок б и линия 7 задержки) для прямоугольного импульса длительностью 2, формируемый согласованнным фильтром сигнал (выход блока б вычитания)=х )-х ,1-" 1 И (4)при отсутствии аддитивного широкополосного шума достигает наибольшего максимума в момент времени 1 + 7, (фиг. 5), Указатель 8 экстремума выявляет положение наибольшего максимума выходного сигнала согласованного Фильтра 2(.), а счетчик 9 времени производит его временной отсчет и размыкает входную клемму, после чего устройство готово к следующему циклу измерения, Таким образом, временной отсчет положения наибольшего максимума Е(".) при отсутствии аддитивного широкополосного шума п(С) с точностью до постоянного слагаемого . определяет временное положение искажен1357911 ного модулирующей помехой импульса.Наличие аддитивного широкополосного шума п(С) приводит к смещению положения наибольшего максимума Е относительно точки+ и вызываето Ислучайные ошибки измерения.При этом точность измерения существенно зависит от выбора коэффициентов К и К, , определяющих режимы работы полосового фильтра 1 и усили О теля 2. Максимальная точность измерения временного положения импульса достигается, когда К=2 К,13,/9, где с 1 - отношение спектральных плотностей модулирующей помехи и аддитивно го широкополосного шума п(С), а величина К, выбирается в зависимости от конкретных условий работы измерителя таким образом, чтобы согласовать динамические диапазоны входного сиг нала х(С) и используемых типовых блоков. 4Для повышения точности фиксации в устройстве для формирования максимума Е используется как энергия неискаженной части импульса, так и энергия модулирующей помехи. Наличие выигрыша в точности подтверждается результатами теоретического анализа точности измерений временного положения импульса и описывается формулой ,р Чл (2+ ) (2+Е ) где Ч и Ч - средние квадраты ошибокизмерений в известном и предлагаемом устройствах соответственно;Г =Р /Р - отношение мощности Римпульса, искаженного модулирующей помехой, к мощности Р неискаженной части импульса. Формула и з о б р е т е н и яСигнал Е в устройстве при от 25 сутствии аддитивного широкополосного шума всегда достигает максимума в точке+ С . Влияние модулирующей помехи (Ссказывается лишь на крутизне максимума Е( ), Наличие адди 30 тивного широкополосного шума приводит к смещенпю положения максимума Е( С) относительно точки+и появлению ошибок измерения. Величина этих ошибок зависит от соотношения мощностей аддитивного широкополос ного шума, модулирующей помехи и неискаженной части импульса. Чем больше отношение мощности аддитивногоширокополосного шума к мощности неискаженной части импульса, тем боль.ше может быть смещение положения максимума Е относительно точки+ 6 . При увеличении отношения мощо иности модулирующей помехи к мощности неискаженной части импульса уменьшается крутизна максимума Е и ухудшается точность его фиксации. Устройство для измерения временного положения импульсов, содержащее входную клемму, усилитель, интегратор, линию задержки, блок вычитания, указатель экстремума, счетчик времени, вход которого через указатель экстремума соединен с выходом блока вычитания, первый вход которого соединен с выходом интегратора и входом линии задержки, выход которой соеди-нен с вторым входом блока вычитания, вход усилителя соединен сВходной клеммой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения временного положения импульса относительно момента замыкания входной клеммы, в него введены последовательно соединенные полосовой фильтр, квадратор и сумматор, второй вход которого соединен с выходом усилителя, выход сумматора соединен с входом интегратора, а вход полосового фильтра соединен с входной клеммой."о Реда екмар И орректо аказ 5996 Тираж 371 НИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж - 35, РПодписнСССР мит ткрытии ская наб., д одственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4