Корреляционное устройство для определения задержки

Сеоз Сфветсини Социалистических РвсубпииОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рщ 636617(5) М. Кл,606 Г 15/34 Государственный комитетСовета Министров СССРио делам изобретенийи открытий(45) Дата опубликования описания 10,12.78(72) Авторы изобретения В.И. Словущ, В.Б, Богатырев и Е,В. Швецов пРеделения ЗАДЕРЖКИ Изобретение относится к области специализированных средств цифровой вычислительной техники и предназначено для определения задержки между исходным и опорным сигналами в измерителях путевой скорости, корреляционных расходомерах, лазерных и радиодальномерах,Известен корреляционный измеритель задержки 11, содержащий линию эадерж ки в виде регистра сдвига, тактируемого делителем частоты, управляемым реверсивным счетчиком тактового генератора, причем выход регистра соединен со входом, регистра сдвига с меньшим числом разрядов и с одним из входов логического устройства, другой вход которого соединен с выходом меньшего регистра, а третий - с шиной опорного сигналат. выходы логического устройства соединены со счетными входами реверсивного счетчика.Ближайшим техническим решением является устройство для измерения скорости движения объекта Я . В устройстве для измерения скорости движения объекта, в частности транспортного средства, используется корреляционный способ измерений. С двух зон-. дов, установленных йа заданном расстоянии один за другим в направлениидвижения объекта, снимают сигналы.Эти сигналы зависят от неоднородностиповерхности и Формируются зондами впроцессе бесконтактного зондированияповерхности. Сигналы, снимаемые с одного зонда, задерживаются при помощирегистра сдвига с изменяющейся частотой сдвига и испольэуются для придания сигналам того или другого знака.Это устройство содержит регистр сдвига, информационный вход которого является первым входом устройства, тактовый генератор, выход которого подключен к счетному входу первого делителя частоты, выход которого соединенс управляющими входами первого н второго регистров сдвига и со счетнымивходом второго делителя частоты, выход которого нодключенко входу блокаиндикации, логический блок преобразования есигнал-частотаф, первыйвход которого является вторым входомустройства, второй и третий входыподключены соответственно ко входу ивыходу второго регистра сдвига, первый н второй выходы логического блокапреобразования ффсигнал-частотафф соединены соответственно с первым и вторым входами реверсивного счетчика, вы3 636617 4ходы младших разрядов которого подклю- со вторым входом устройства; выходычены к соответствующим установочным логического блока 3 соединены совходам первого делителя частоты, а вы- счетными входами реверсивного счетходы старших разрядов соединены с.соот чика 11, выход последнего разряда иэветствующими установочными входами вто" группы 5 младших разрядов соединенырого делителя частоты. со счетными входами группы 6 старшихНедостатком этих устройств, вы- раэрядов реверсивного счетчика; выполненных с использованием регистров 5 ходы группы 5 младших разрядов счетсдвига, является малый диапазон из- . чика соединены с управляющими входамеряемых задержек, так как при больших ми делителя 7 частоты; вход делизадержках частота сдвига в регистрах теля 7 соединен с выходом такполучается малой, что отрицательно тового генератора 8, а выходсказывается на Форме корреляционной 10 с управляющими входами регистров 1 и 4функций и делает систему менее точ- сдвига и со входом второго делиной, В то же время схемы без регист- теля 9 частоты; выход последнегоров сдвига теряют свое значение, так соединен со входом блока 10 индикакак имеют значительно большие габа- ции значения задержки. установочныериты, меньшую надежность и высокую )5 входы делителя 9 соединены с выходамистоимость по сравнению со схемами, старших разрядов 6 счетчика 11, косодержащими регистры сдвига на совре- торые соединены также с управляющимименных приборах с зарядовой связью входами мультиплексора 2.или динамические сдвиговые регистры На входы регистра 1 с ячейками исредней интеграции, изготовленные 20 логического блока 3 подаются соответпо МОП или близкой технологии (до ственно опорный и исходный сигналы.При этом на выходах логического блоЦелью настоящего изобретения явля- ка 3 Формируются сигналы, частотыется расширение диапазона определя- которых пропорциональны значениям25взаимнокорреляционной Функции опорного и исходного сигналов в двух точках,что в устройство введен мультиплек- соответствующих двум мала отличающимсор, информационные хф нные входы которого ся значениям задержки опорного сигнаподключены к соответствующим выходам ла. Разность частот этих сигналовпервого регистра сдвига, выход мульти- определяет направление движения кплексора соединен со входомн со входом второго З" точке максимума корреляционной функрегистра сдвига, а управляющий вход ции и равна нулю, когда задержка опорподключен к выходам рреверсивного счет- ного сигнала соответствует этомумаксимуму и, следовательно, временчика.На фиг. 1 показана функциональная ному сдвигу исходного и опоропо ного сигсхема устройства; на Фиг.Фиг. 2 - диаг налов. При рассогласовании состояниеамма, поясняющая процесс задержки счетчика 11 меняется, вызывая изменеопорного сигнала, на которой введены ние частоты на выходе драмма, поя ны о е елителя 7.следующие обозначения". Г - частота Если все младшие разряды 5 счетчиковна выходе генератора 8, а - изменение 11 оказываются заполненными, что сона выходе делителя 7; д - из ответствует делению частоты генераий имп льсменение частоты на выходе делителя 9; тора 8 пополам, то следующи уК - число разрядов регистра сдвига, с логического блока 3 сбрасывает младвключенных последовательно; КО - чис- шие разряды счетчика 11 и изменяетло разрядов ячейки регистра 1; И - на единицу состояние старших разрядовсуммарное состояние счетчика 11; Ьт - б, Это, в свою очередь, приводит кчисло младших разрядов группы 5 счет- тому, что:45 - коэффициент деления делителя 7чика 11.Первый вход устройства (цепь опор- становится равным единице;ного сигнала) соединен со входом ре- - коэффициент деления делителя 9гист а 1 сдвига, выход каждой ячейки увеличивается в два раза;ги стра- с помощью мультиплекЧора 2 вклюр егистра сдвига, кроме последней,соединен со входом следующей ячейки, 50 чается с еду щл ю ая ячейка регистра 1выход каждой ячейки соединен также сдвига, и число включенных разрядова им об азом в два расо входом мультиплексора 2, причем увеличивается так рй =лйгде йк - число разрядов.за.между входом регистра Если продолжается движение к экстй номером К К - число раз ремуму в том же направлении (слева/ к )овто яется.рядов между входом регистра и выхо- направо), то процесс п рдом предыдуще яче ки;й й и выход мульти- Если движение происходит в обратномплексора соединен с2 о входом логичес направлении (справа налево), то поского блока 3 прео разовани3 б зования сигнал- ледовательность событий соответственчастота и второго регистра 4 сдви- но изменяется.га, выход которого соединен с другим60Из диаграммы (Фиг. ) иди .2 в но чтовходом логического локаб ок 3 третий частота на выходе устройства, совпадаювход логического локаб а 3 соединен щим с выходом вспомогательного делиб 5теля 9, пропорциональна значению задержки, в то время как частота тактировки регистра 1, равная частоте выхода основного делителя 7, изменяется всего в два раза, оставаясь высокой при любых значениях измеряемойзадержки, Частота Г определяетсячастотой наивысшей учитываемой гармоники входных сигналов устройства(больше нее в четыре раза) . Числоразрядов ячейки регистра 1, деленноена частоту Г, больше постоянной времени апериодического линейного зве- )Она, эквивалентного системе делитель7 частоты - регистр 1 сдвига; в своюочередь, эта постоянная времени определяется требуемой точностью устройстваЧисло ячеек регистра 1 равно 2, 15Ргде Р - число старших разрядов бсчетчика. На старший управляющий входосновного делителя подана константаединица 1, чтобы ограничить диапазон изменения коэффициентов деления.Достоинством описанного устройстваявляется то, что частота тактировкирегистра сдвига мало меняется при изменении измеряемой задержки, вследствие чего повышается точность измерения больших задержек или, еслиустройство является подсистемой измерителя путевой скорости, малых скоростей. Относительная ошибка измерения скорости мало зависит от значенияизмеряемой скорости. Это позволяет,в частности, испольэовать устройствов системе измерения путевой скороститранспортного средства, диапазон изменения скоростей которого близок к100, а также в дальномерах с большим 35диапазоном измеряемых расстояний.Устройство легко камплексируетсяс фгрубымфф измерителем, Для этогодостаточно выход ффгрубого 1 измерителя периодически (с помощью логических блоков) соединить с установочными входами старших разрядов счетчика,При одинаковом диапазоне измеряемых задержек и точности суммарноечисло старших и младших разрядов счетчика меньше, чем число разрядов счетчика устройства 2.Кроме выхода схемы, измеренноезначение. задержки, при наличии высокостабильного тактового генератора,можно снимать со счетчика в форме с плавающей запятой, т.е, с относительной ошибкой, мало зависящей от значения измеряемой задержки. При использовании только импульсного выхода устройство не требует высокостабильного тактового генератора.Формула изобретенияКорреляционное устройство для определения задержки, содержащее регистр сдвига, информационный вход которого является первым входом устройства, тактовый генератор, выход которого подключен к счетному входу первого делителя частоты, выход которого соединен с управляющими входами первого и второго регистров сдвига и со счетным входом второго делителя частоты,выход которого подключея ко входу блока индикации, логический блок преобразования фсигнал-частота, первый вход которого является вторым входом устройства, второй и третий входы подключены соответственно ко входу и выходу второго регистра сдвига, первый и второй выходы логического блока преобразования сигнал-частота соединены соответственно с первым и вторым входами реверсивного счетчика, выходы младших разрядов которого подключены к соответствующим установочным входам первого делителя частоты, а выходы старших разрядов соединены с соответствующими установочными входами второго делителя частоты, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона определяемых задержек, в устройство введен мультиплексор, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам первого регистра сдвига, выход мультиплексора соединен со входом второго регистра сдвига, а управляющий вход подключен к выходам реверсивного счетчика.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Патент СИИ Р 3906213, НКИ235-1 В 1, 1975.2. Заявка ФРГ М 2345106,кл. С 01 р 3/64, 1976.тель В. ЖовЗ.Чужик остав ехоед Гриценк Заказ 6942/39ЦНИИПЯ Гос в ССС ИЭОЗ 5, -35 на 5илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная Тиражударственнпо деламМосква Ж 84о комитета СизобретенийРаушская скийорректор Аодписноевета Инниоткрытийб с д