Способ измерения времени задержки

Я з Советских Социалистических Республик ,ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,- 6 0139/16 аявлено 07,07.72 (21) 1809463/26-2 с присоединением заявки Государственный комите Совета Министров СССР(088,8) нь12 по делам изобретении и открытийата опубликования описания 06,09.7(71) Заявител нскии радиотехническии институт ЗАДЕ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМ временная ди нцип многоканэпюра модулг. 3 - блокй способ; на фиг. 1 изображена люстрирующая при опления; на фиг. 2 - напряжения; на фи ющая предложеннь дискриминационная ома, илго накщегопоясня хема, фиг. рактеристика убликовано 30.03,76. Бюл Изобретение относится к радиолокации,гидролокации и любой другой области техники, где возникают задачи, связанные с измерением временного положения импульсов, следующих в виде пачек.Известен способ измерения времени задержки, основанный на бинарном квантовании имногоканальном накоплении сигналов. По этому способу измерение включает сравнение содержимого накопителей с порогом и регистрацию номера канала накопления, в которомпроисходит превышение порога.Недостаток способа состоит в том, что дляповышения точности измерения времени задержки требуется увеличение числа накопителей,В случае использования только одного накопителя точность измерений низка, При попытках ее увеличения (путем уменьшения длительности стробирующего импульса) измерения оказываются ненадежными (склонны ксрывам),Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения времени задержки при использовании одного накопителя, 25Для достижения этой цели импульсы в процессе многоканального накопления модулируют по амплитуде специальным напряжением.В качестве такого напряжения используется напряжение с пилообразной огибающей, 30 проходящей через нулевое значение в некоторый известный момент времени.Модуляция последовательно поступающих импульсов обеспечивает одновременность процессов накопления и измерения времени задержки. Принципиальное отличие предложенного способа от известного заключается в том, что при измерении времени задержки несмотря на сохранение принципа многоканального накопления исключается необходимость последовательного просмотра отдельных каналов накопления, и результат измерения образуется в единственном используемом накопителе в виде сигнала, пропорционального разности между истинным временем задержки и временем, соответствующим моменту перехода модулирующего напряжения через нулевое значение, При этом увеличение точности измерения достигается путем уменьшения интервала квантования времени задержки и не приводит к уменьшению длительности стробирующего импульса, а следовательно, и к уменьшению надежности измерений.(5) Е=1 напря 60 ответствующая предложенному способу измерения.При многоканальном накоплении априорный интервал времени задержки (О - ;Т) разбивается на У подынтервалов. каждому из которых соответствует свой канал накопления (фиг. 1). При следовании импульсов пачками такому разбиению подвергается и стробов, соответствующих приему и импульсов пачки. Многоканальное накопление сводит на нет влияние шумовых выбросов, действующих в пределах строба (фиг, 1).Предложенный способ предполагает измерение величины рассогласования еЬ между истинным значением измеряемого времени задержки то (фиг. 1) и известным точно (опорным) значением задержки спп (фиг. 2). Искомое время задержки определяется отсюда, как т 0 - от+топДля осуществления способа требуются (фиг. 3) генератор стробов 1, генератор 2 масштабных импульсов, схема совпадения 3, пороговое устройство 4, схема совпадения и формирования импульсов 5, генератор б модулирующего напряжения, модулятор 7, накопитель 8.Генератор стробов 1 выдает импульсы, селектирующие сигналы пачки. Для деления промежутка (О - Т) на У дискрет-импульсы генератора 2, следующие с периодом Ы, поступают на импульсный вход схемы совпадения 3, на потенциальный вход которой подается строб.Импульсы пачки поступают на пороговое устройство 4. Сигналы, превысившие порог, подаются на вход схемы совпадения и формирования импульсов 5, второй вход которой соединен с выходом схемы совпадения 3. На выходе схемы совпадения и формирования импульсов 5 образуются стандартные импульсы, соответствующие моментам превышения порога сигналом или шумом. Полученная последовательность поступает на вход модулятора 7, в котором она модулируется по амплитуде по мере поступления стандартных импульсов. Модулирующее напряжение (фиг. 2) снимается с выхода генератора б, Промодулированная последовательность накапливается по мере ее поступления в накопителе 8, в результате на его выходе образуется сигнал, пропорциональНЫй РаССОГЛаСОВаНИЮ Л 1=то - топДля пояснения сущности изобретения предположим, что априорный интервал времени задержки (О - Т) разбивается на Л подынтервалов, каждому из которых соответствует своА 1-ый канал накопления (см. фиг. 1), При следовании пачки импульсов такому разбиению подвергается и стробов, соответствующих приему и импульсов пачки,Введем обозначения:Ус(еЛ 1 - то) - состояние 1-го канала накопления после прохождения и импульсов пачки; ЕЕп;(Ю - то) - СтаидартНЫй ИМПУЛЬС, СООтВЕтствующий 1-му импульсу пачки и 1-ой дискрете 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 квантования по времени на выходе схемы совпадения и формирования импульсов 5 (фиг. 3).Очевидно, что состояние 1-го канала накопления после прохождения всей пачки определяется как сумма: Рассмотрим процесс измерения, начиная свыхода схемы совпадения и формирования импульсов 5 (фиг. 3). Стандартные импульсыЕ,Е (йИ - с,)с его выхода модулируются в модуляторе 7по амплитуде, Операция модуляции сводитсяк нахождению произведения:с/(Е - ю) оп (Е - оп),ГДЕ У,п(ЕЫ - т,п) - ЗНаЧЕНИЕ МОДУЛИРУЮщего напряжения (фиг. 2), соответствующее1-ой дискрете квантования по времени.Промодулированная последовательность импульсов поступает в накопитель 8 (фиг. 3).Поскольку операция развернута во времени,после прохождения и импульсов пачки результат накопления имеет вид о = 5, ,И (ЕЬЙ - оп) Еоп(ЕЛ 8 - оп) (2) После прохождения только одного 1-го сигнала пачки приращение суммы о составит величинуФ,. = Р(/,.(ЕД - т,) У,(ЕМ - .) (3) Учитывая формулу (1), выражениеможно представить в виде о =- С (ЕМ - С,) Цп(М - С,п),ГДЕ У,(ЕЫ -и) - СОСТОЯНИЕ 1-ГО КаНаЛа накопления (фиг. 1);Е,Е,и (ЕМ - -.,и) - МОДУЛИРУЮЩЕЕжение, определяемое, каки,(ЕМ - ,) = К (ем - ,) (б) Здесь К - тангенс угла наклона модулирующего напряжения (фиг, 2),Из формул (2) и (5) следует, что вычисление суммы о сопровождается многоканальным накоплением (в привычном понимании этого термина). При достаточно большом числе импульсов в пачке за счет многоканального на. копления влияние шумовых выбросов, дейсто:-К,Л; при Л-. (2 2 д 2 Т - и 8 10 2-.п при Т - пД ) 2 15 где т - длительность импульса пачки (фиг, 1).Результат иллюстрируется в виде дискриминационной характеристики (фиг. 4). Нормируя 20Т - -. показания накопителя при Д- ( ", полу 2 чим результат измерений в видеПредложенный способ позволяет, таким образом, получить результат измерения Лт= =тю в т одновременно с окончанием процесса следования импульсов пачки, а также со храняя принцип многоканального накопления, ограничиться одним накопителем (фиг. 3), в котором одновременно выполняется операция вычисления сигнала пассогласования. вующих з пределах строба, сводится к нулю (фиг. 1), Если при этом опорное напряжение определяется формулой (6), то можно показать, что5 За с.ст одновременности выполнения операций накопления и вычисления сигнала рассогласования результат измерения получается в момент окончания процесса следования импульсов пачки.Таким образом, предложенный способ исключает запаздывание момента получения данных измерений.По гредложенному способу, так же, как и по известному, точность измерения опр:деля- ется длительностью кванта Л 1, Однако увеличение точности измерений путем умень:пения кванта при использовании предложенного способа не приводит ни к увеличению числа необходимых накопителей (их число остаетс равным единице), ни к снижению надежности измерений (ширина линейного участка д;:скриминационной характеристики (фиг, 4) не зависит от Л).Формул и изобретения1. Способ измерения времени задержки, основанный на бинарном каноании и многоканальном накоплении сигналов, о т л и ч а ю - щийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения, перед накоплением сигнала модулируют по амплитуде.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве модулирующего сигнала используют напряжение, изменяющеесяо пилообразному закону и проходящее черз нулевое значение.508762 г г,Ф Составитель В. КлгокинРедактор В. Левятов Техред Т. Лященко Корректор И. Позняковская Изд.1594Государственного комите по делам изобретении3035, Москва, Ж, Рау аказ 1962/2ЦНИИП Тираж 690а Совета Министров ССи открытийшская наб., д, 4/5 испо Типография, пр. Сапунова, 2