Преобразователь начальной амплитуды радиосигналов в интервал времени

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК а 9) ав ГОСПО САНИЕ И РЕТЕН нко оГССР11.71 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) С.И. Богомолов и А.А. Портя (71) Томский институт автоматизированных систем управления и ради электроники(56) 1. Авторское свидетельство Ф 411630, кл. Н 03 К 13/20, 09.2, Балматон Н,А., Заливако В.Н). Измерение параметров одиночных и периодических радиоимлульсов. - "Измерительная техника", 9 9, 1981, с. 46-48.(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАЧАЛЬНОЙ АМПЛИТУДЫ РАДИОСИГНАЛОВ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий последовательно соединенные блок заряда и элемент сравнения, блок выделения целого полупериода, накопительный конденсатор и блок разряда, первый вход которого соединен с выходом блока заряда и на канительным конденсатором, первыйвход блока заряда соединен с сигнальным входом устройства и с первым входом блока выделения целого полупериода, выход последнего подключен к вто"рому входу блока заряда, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности в него введеныпоследовательно соединенные формирователь импульсов и элемент совпадения, а также резистор и ключ, вход которого соединен с вторым выходом формирователя импульсов, вход последнего подключен к второму входу блока выделения целого полупериода и к входу синхронизации устройства, выходэлемента сравнения соединен с вторым входом элемента совпадения, первый вход которого подключен к второму входу блока разряда, причем параллельно накопительному конденсатору ф включена цепочка последовательно сое диненных резистора и ключа.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике при измеренииамплитуды свободных колебаний контура.5Известен преобразователь амплитуды радиосигналов в интервал времени,содержащий входной переключатель,Элемент сравнения, блок управления,10интегратор, резисторы интегрирующихцепей источники постоянного напряжения Щ,Недостатками известного устройства являются низкая точность преобразования и невысокое быстродействие.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяпреобразователь амплитуды радиосигналов в интервалы времени, содержащийпоследовательно соединенные блок заряда и элемент сравнения, блок выделения целого полупериода, накопительнь 1 Й конденсатор и блок разряда, первый вход которого соединен с выходом25блока заряда и накопительным конденсатором, первый вход блока зарядасоединен с сигнальным входом устрой. ства и с первым входом блока выделения целого полупериода, выход послед. него подключен к второму входу блоказаряда 2.Недостатком известного устройстваявляется низкая точность преобразования, обусловленная зависимостью по"грещности преобразования от Фазы . 35входного сигнала,Покажем это,. Отклик колебательного контура с резонансной частотой иои затуханием с(, после окончания радиоимпульса к моменту времени й=О в общем виде может быть представленОое эпМо Ж (1)где Ио и Я - соответственно начальныеамплитуда и Фаза свободных колебаний контура, 45При линейном заряде накопительногоконденсатора первой целой положительной полуволной сигнала (1) напряжениена нем к концу заряда достигает величины 50Я,-сй, (2)О,/Ь О,е чы,-ср 1 й,где Р - параметр заряда накопительно 55го конденсатора;Й - момент нуль-перехода сигнала1(1) с положительной производной,причем 1=./ио . Преобразование и вычисление интеграла приводят выражение (2) к видуКдо (3)ссгде Ас - постоянная величина, независящая оти равнаяА,=ыф-е 1 О,р.Из выражения (3) следует, что погрешность преобразования начальнойамплитуды свободных колебаний контура зависит от начальной фазы сигнала,причем с уменьшением добротности конотура 0= -- эта погреп ность возрастаБГет, Для контуров средней добротности0=30-50 погрещность составляет 5-1 ОХи не позволяет измерить начальную амплитуду свободных колебаний контурас более высокой точностью независимоот фазы этих колебаний,Цель изобретения - повьпление точности преобразования начальной амплитуды свободных колебаний контурав интервал времени.Поставленная цель достигается тем,что в преобраэователь начальной амплитуды радиосигналов в интервал времени, содержащий последовательно соепиненные блок заряда и элемент сравнения, блок вьделения целого нолупериода, накопительный конденсатор иблок разряда, первьп вход которогосоединен с выходом блока заряда и накопительным конденсатором, первыйвход блока заряда соединен с сигнальным входом устройства и с первымвходом блока вьделения целого лолупериода, выход последнего подключенк второму входу блока заряда, введены последовательно соединенные формирователь импульсов и элемент совпадения, а также резистор и ключ, входкоторого соединен с вторым выходомформирователя импульсов, вход последнего подключен к второму входу блокавьделения целого полупериода и к входу синхронизации устройства, выходэлемента сравнения соединен с вторымвходом элемента совпадения, первьпвход которого подключен к второмувходу блока разряда, причем парал"лельно накопительному конденсаторувключена цепочка последовательно соединенных резистора и ключа, 1091335На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства; на Фиг, 2 - временные диаграммы, характеризующие работу устройства.Преобразователь начальной амплитуды радиосигналов в интервал временисодержит подключенные к сигнальномувходу устройства последовательно соединенные блок 1 заряда, элемент 2сравнения, второй вход которого подключен к нулевой шине, элемент 3 совпадения, выход которого является выходом устройства, а к входу синхронизации подключен второй вход блока4 выделения целого полупериода, выход которого подключен к второму входу блоказаряда, а первый вход блока 4 подключен к сигнальному входуустройства, к выходу блока 1 зарядаподключенынакопительный коденсатор 205 и последовательно соединенные резистор 6 и ключ 7, вход которогосоединен с вторым выходом формирователя Я импульсов, вход последнегоподключен к входу синхронизации, а 25первый вход формирователя 8 импульсовподключен к второму входу блока 9разряда и второму входу элемента 3совпадения,Преобразователь начальной амплиту ды радиоимпульсов в интервал времениработает следующим образом,На первые входы элемента 1 зарядаи блока 4 выделения целого полупериода поступает сигнал (1). На вход синх 35ронизации поступает сигнал, соотвегствующий моменту окончания воздействия радиоимпульса на колебательныйконтур (т.е, моменту начала существования в контуре только свободныхколебаний). Блок 4 выделения целогополупериода формирует импульс, совпадающий во времени с первым послеокончания импульса синхронизации целым положительным полупериодом измерительного сигнала, Этот импульс поступает на второй вход элемента 1 заряда, разрешая заряд накопительного конденсатора 5 для положительных значе"ний сигнала (1). Причем за время,равное половине периода сигнала (1)накопительный конденсатор 5 зарядится до величины, определяемой выражением (3),Начиная с момента С окончания за 55ряда накопительного конденсатора 5,4+равного: - 1 ндко 2 И 1" о 1 пительный конденсатор 5 начинает раз" ряжаться через последовательно соединенные резистор 6 и замкнутый ключ7 управляемый формирователем 8 имл пульсов. с постоянной времени с до мо мента времени С, равного, например,3 /и.Выбор момента 1 определяется тем, чтобы к этому моменту успел закончиться один целый положительный полу- период сигнала (1) при любом значении фазы. Напряжение на конденсаторе 5 к моменту времени С 3 достигает величины /лИ=О е (5) где а 1 - время экспоненциального разряда конденсатора 5 и равнол4= 3 2= .1, (6)Выражение (5) с учетом выражений (3) и (6) принимает окончательный вид2 б-( (ри ь с 8 еИз выражения (7) следует, что при выполнении условия с= -к- можно добиться независимости величины заряда накопительного конденсатора от фазы свободного колебания к определенному моменту времени й 3, в результате чего повышается точность преобразования амплитуда колебания - величина заряда конденсатора.Начиная с момента времени й после окончания импульса с выхода формирователя 8 импульсов, размыкается ключ 7, а разрешающее напряжение с выхода формирователя 8 импульсов поступает на второй вход блока 9 разряда и первый вход элемента 3 совпадения. При этом накопительный конденсатор 5 линеййо разряжается до нуля, причем на выходе элемента 2 сравнения будет формироваться сигнал до момен-. та достижения напряжением на конденсаторе 5 нулевого уровня, Этот сиг" нал поступает на второй вход элемента 3 совпадения, на выходе которого фор" мируется импульс, который начинается с момента 19 и оканчивается при достижении напряжения на конденсаторе 5 нулевого уровня. Так как в течение этого периода времени конденсатор 5 линейно разряжается до нуля от величины, описываемой выражением (7), то и время этого разряда будет также линейно зависеть от начальной амплитуды свободных колебаний при любой ихначальной фазе. В результате этого повышается точность преобразования начальной амплитуды свободных колебаний в интервал времени,На фиг. 2 представлены эпюры на пряжений в характерных точках устройства, где в соответствии с изложенным приняты следующие обозначения: 8, Н эпюра напряжения на сигнальном входе устройства и характеризует свободное колебание на выходе резонансного контура; В 7, В 9 - эпюры напряжений на входах, соответственно ключа 7 и блока 9; Вых.1 - Вых. 4 - эпюры напряжений на выходах, соответственно, блока 1, элемента 2, элемента 3 и блока 4.Таким образом введение в преобразователь начальной амплитуды радиосигналов в интервал времени формирователя импульсов, элемента совпаде" ния, резистора и ключа позволяет между зарядом и линейным разрядом накопительного конденсатора осуществлять.экспоненциальный разряд этого конденсатора до определенного момента времени с постоянной разряда, равной постоянной времени контура. Это позволяет уменьшить зависимость преобразования начальной амплитуды в интервал времени от фазы колебаний, что вконечном счете повышает точность этого преобразования. В реальных условиях не удается добиться точного выполнения соотношения ь =-1/М . Однакодаже при отклоненииот номинального значения на 107., что достаточнолегко выполнить, погрешность преобразования начальной амплитуды радиосигналов в интервал времени на порядок меньше, чем в базовом обьекте ипрототипе,1091335 дых Г Вы Со маров авит ль А Матс Корректор А. Лвят Подписное Редактор М, ЯновиЗа каэ 3100/54.а РФилиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Тир НИИПИ Государст по делам изоб 13035 Москва