Быстродействующий радиоимпульсный преобразователь фаза-код

Союз Советскик Социалистическиз РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В.И. Мордвс ва, В.ф. Сиверцев и Н.Н, Штар втоматизированннх систадиоэлектроники Заявител омский и управ(5 СТРОДЕЙСТВУИМЦИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АДИОИМПУЛЬСНЫ ЗА- КОД Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения разности фаз радиосигналов в фазовых системах.Для измерения разности фаз в слу- . чае коротких и одиночных радиоимпульсов используется метод с промежуточным преобразованием разности Фаз входных сигналов в частотно-независимые квадратурные компоненты. Формирова 10 ние частотно-независимых квадратурных компонент осуществляется двумя Фазовыми детекторами. Максимальное быстродействие достигается применением параллельной пространственно 5 интерполяционной обработки квадратурных компонент.Известен быстродействующий радио- импульсный преобразователь фаза-код, использующий известный метод преоб разования и содержащий формирователь квадратурных составляющих (два усилителя-ограничителя, два фазовых детектора и фазосдвигающие цепи), блок интерполятора и преобразователь позиционного кода в двоичный. Выходы формирователя квадратурных составляющих соединены с входами блока интерполятора, выходы интерполятора под- ф ключены к входам преобразователя по 30 зиционного кода в двоичный код, формирователь квадратурных составляющих преобразует радиоимпульсы, разность Фаз между высокочастотными заполнениями которых необходимо измерить, в видеоимпульсы с амплитудами, пропорциональными + а 1 п Чи + со 9, где 9 измеряемая разность фаэ. Сигналы с выходов формирователя квадратурных составляющих поступают в блок интерноляторов, осуществляющих сложение видеоимпульсов (+ влч, з совч) с определенными весами. В результате значения квадратурных составляющих пре" образуются в позиционный код, однозначно связанный с измеряемой разностью Фаэ соотношениемОм0 вЯл Ь л(И А-Ч)3Число единиц в позиционном коде равно числу интервалов, соответствующих измеряемой разности Фаэ. Число интервалов й кодируется в преобразователе позиционного кода в двоичный код. Измеряемюй фазовый сдвиг на выходе преобразователя определяется соотношением;На входы формирователя 1, являющиеся входами преобразователя фазакод, подаются сигналы;ОВх. Огпсо 5 (ФС +Ч )О у о = О с о яайгде О 11 - амплитуды огибающей радиосигнала;- частота заполнения; 60 360 о- 2 п - дискрет отсчета,- разрядность двоичногокода Г 11 .Недостатком такого преобразователя фаза-код является то, что велики резко возрастает с увеличением разрядности двоичного кода его аппаратурный объем.Пель изобретения - повышение надежности при сохранении высокогобыстродействия. 0Поставленная цель достигается тем,что в быстродейстнующий радиоимпульсный преобразователь фаза-код, содержащий формирователь кнадратурных составляющих, преобразователь позиционного кода в двоичный код, введены Кузлов выделения фазовых интервалов,причем каждый из узлов содержит интерполятор, блок логической обработки и Р пар элементов выборки и хранения, при этом выходы интерполятора,соответствующие границам фазовых интервалов, соединены с входами блокалогической обработки и с сигнальнымивходами каждой из Р пар элементоввыборки и хранения, управляющие входы которых подключены соответственно к выходам блока логической обработки, а. аналоговые выходы всех первыхиз Р пар и соответственно аналоговыевыходы всех вторых из Р пар элемен- ЗОтов выборки.и хранения соединены между собой и с входами интерполяторапоследующего узла выделения фазовыхинтервалов, а входы интерполяторапервого узла выделения фазовых интервалов подключены к выходам формирователя квадратурных составляющихи выходы блоков логической обработкивсех К узлов выделения фазовых интервалов подключены к входам преобразователя позиционного кода в двоичныйкод.На чертеже приведена схема быстродействующего радиоимпульсного преобразователя фаза-код.Быстродействующий радиоимпульсный 45преобразователь фаза-код содержитформирователь 1 квадратурных составляющих К узлов 2 выделения фазовыхинтервалов, преобразователь 3 позиционного кода в двоичный код. Каждый 50из узлов выделения фазовых интервалов содержит интерполятор 4, блок 5логической обработки Р пар элементов б выборки и хранения.Предлагаемый быстродействующий радиоипульсный преобразователь фазакод работает следующим образом.- разность фаз между высокочастотными заполнениями двух радиоимпульсных сигналов,Формирователь 1 преобразует входные импульсы, разность фаз между высокочастотными заполнениями которыхнеобходимо измерить, в видеоимпульсыс амплитудами, пропорциональчыми+ ь 1 и Ч и + со ь У. Видеоимпульсы с выходон формиронателя 1 поступают на входы интерполятора 4 первого узла 2 выборки фазовых интервалов. На выходеинтерполятора 4 устанавливается расраспределение потенциалов, подчиняющееся закону01 = О,.а;а= ь 1 п(Ч - 1 д 1)(1)360где д = ; р - общее число интервалов 11,2..р - номер выхода интерполятора,соответствующий номеру интервала,которому принадлежит значение измеряемой разности фаз,Напряжения, определяемые соотношением (1), подаются на входы узла 2 логической обработки. С помощью элементов блока 5 определяется номер 1-го интервала, на котором распределение (1) меняет знак "+" на и для которого формируется логический уровень у = 1, а для всех остальных интервалов логический уровень у, = О. В результате на выходах Р олока 5 формируется позиционный код, который подается на входы преобразователя позиционного кода в двоичный код. На выходе преобразователя имеет и разрядов двоичного кода.Фиксация значений О и О, соответствующих границам вйбранного фазового интервала, которому принадлежит измеряемое значение разности фаз, осуществляется с помощью Р пар элементов б выборки и хранения. Управление узлами выборки и хранения бло ка 5 осуществляется позиционным кодом, поступающим на управляемые входы с Р выходов блока 5 на управляемые входы Р пар элементов б. Аналоговые выходы всех первых из Р пар и соответственно аналоговые выходы всех вторых из Р пар элементон б соединены между собой, так что одновременно в группе, состоящей из Р элементов открыт только один из элементов, а именно тот, управляющий вход которого соединен с тем из Р входов блока логической обработки 5, которому н позиционном коде соответствует логический уровень у = 1.Напряжение на выходах элементов б выборки и хранения; являющихся выходами узла 2 выбора интервала, удовлетворяют логическим уравнениема0 = а.у.На этом первый цикл преобразования заканчивается и элементы б переходят в режим хранения, причем дли 5тельность цикла преобразования недолжна превышать времени хранения информации в ых. В режиме храненияэлементы памяти элементов б отключены от выходов интерполятора 4, а следовательно, следующего значения разности. фаз входных сигналов. Сигналы(С = 01-л0 = О; ) с выходов узла 2выбора интервалов поступают на входыинтерполятора последующего устройства выбора фазового интервала К - 1,осуществляющего определение измеряемого значения разности фаз с точдностью до заданного дискрета360 о 360 оЗатем цикл повторя 2 п-а Р Рется. Например, К = 3, т,е, преобразователь фаза-код содержит три фузла выбора интервалов 2, в которых одновременно на разных этапах осуществляется преобразование трех значений разности фаз входных сигналов. Причем в третьем узле выбора интервалов осуществляется преобразование первого значения разности фаз, являющегося результатом преобразования во ,втором устройстве выбора интервалов, во втором узле - преобразование второго значения разности фаз, являющегося результатом преобразования в первом узле, а в первом узле может быть начата обработка следующего значения разности фаз входных сигналов (тре тьего значения). Следовательно,с мовыходе третьего узла интервал между двумя последовательными измерениями (быстродействие ПФК) остается постоянным и равным времени преобразования в одном узле выбора интервалов. На выходе преобразователя 3 позиционного кода в двоичный код получаем (п + п) разрядов двоичного кода. Если число узлов выбора интервалов равно К, то общее число разрядов двоичного кода М равной = и+ п,2+ пОбласть неопределенности возможных значений определяется величиной дис. крета 6, где д= 360/2". Измеренное значение разности фаэ определяется соотношениемпким 1,цй=о Использование новых элементов К узлов выборки интервалов - позволяет сократить объем аппаратуры эа счет одновременной Обработки нескольких сигналов на разных этапах преобразования.Формула изобретенияБыстродействующий радиоимпульсный преобразователь фаза-код, содержащий формирователь квадратурных составляющих, преобразователь позиционного кода в двоичный код, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности при сохранении высокого быстродействия, в него введены К узлов выделения фазовых интервалов, причем каждый из узлов содержит интерполятор, блок логической обработки и Р пар элементов выборки и хранения, при этом выходы интерполятора соединены с входами блока логической обработки и с сигнальными входами каждой из Р пар элементов выборки и хранения, управляющие входы которых подключены соответственно к выходам блока логической обработки, а аналоговые выходы всех первых иэ Р пар и соответственно аналоговые выходы всех вторых из Р пар элементов выборки и хранения соединены между собой и с входами интерполятора последующего узла выделения фазовых интервалов, а входы интерполятора первого узла выделения фазовых интервалов подключены к выходам формирователя квадратурных составляющих и выходы блоков логической обработки всех К узлов выделения фазовых интервалов под" ключены к входам преобразователя позиционного кода в двоичный код.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Фаэовые методы измерений в радиотехнике. Труды радиотехнического института АН СССР. М., 1977.855528 Составитель Н. МедведеваВолощук Техред Ж. Кастелевич Корректор Г. Решетник ктор 4 Патент", г. Ужгород, ул. Проек филиал каз 6898/62 ВНИИ по 113035раж .732 ПодписноеГосударственного комитета СССРлам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д.