Периодомер

(51)4 С 01 К 23/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(4 б) 23. 11.87, Бюл, У 43 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института радиофи. зики и электроники АН УССР (72) В.Ф.Соболь, Е.И.Мирошниченко, В.В.Сиволап и А.П.Иинтишинов (53) б 21,317 (0888)(5 б) Авторское свидетельство СССР У 731390, кл. С 01 К 23/00, 1977.Авторское свидетельство СССР Кф 813291 ь кл. 0 01 В. 23/ОО, 198 1.(57) Изобретение относится к цифровой радиоиэмерительной технике и позволяет повысить точность измеренияпериода с неизвестной начальной фазой при малых отношениях сигнал-шум.801354123 А 1 й фиксированной по длительности выборке сигнала. Периодометр содержитформировательнуль-пересечений,элемент 2 запрета, регулируемый элемент 4 .задержки, триггер 9, счетчик10 импульсов, генератор 1 эталонныхметок времени, элемент 12 совпадения,счетчик 13 числа нуль-пересечений иделитель 15. В устройство введеныформирователь б нуль-пересеченийэлемент 7 запрета и регистры 8 и 15интервала времени и суммарного времени. Благодаря этому устройство позволяет реагировать на отрицательныенули и исключить влияние ложных нулей в окрестности, отрицательныхнуль-пересечений. Кроме того, в устройстве используются только цифровыеузлы, что позволяет изготовить егов интегральном исполнении. 2 ил.11 135412Изобретение относится к цифровойрадиоизмерительной технике.Целью изобретения является повыше.ние точности измерения периода сиг- -нала с неизвесТной начальной фазойпри малых отношениях сигнал-шум ификсированной по длительности выборке сигнала.На фиг.1 представлена функциональ Оная схема периодомера, на Фиг,2временные диаграммы его работы,Периодомер содержит первый формирователь 1 нуль-пересечений, первыйэлемент 2 запрета, элемент ИЛИ 3, 15регулируемый элемент 4 задержки, счетчик 5 интервала времени, второй формирователь 6 нуль-пересечений, второй элемент 7 запрета, регистр 8 интервала времени, триггер 9, счетчИк10 импульсов, генератор 11 эталонныхметок времени, элемент 12 совпадения,счетчик 13 числа нуль-пересечений,регистр 14 суммарного времени, делитель 15, вход 16, вход 17 разрешения измерения и выход 18.Выход первого формирователя 1нуль-пересечений соединен с сигнальным входом первого элемента 2 запрета, выход которого соединен с тактирующим входом триггера 9, первым входом элемента 12 совпадения и однимиз входов элемента ИЛИ 3, выход которого соединен с входом запуска регулируемого элемента 4 задержки, выход которого соединен с входом управления первого элемента 2 запрета ивходом управления второго элемента7 запрета, выход которого соединенс вторым входом элемента ИЛИ 3, выход генератора 11 эталонных метоквремени соединен сосчетными входами счетчика 10 импульсов и счетчика5 интервала времени, вход параллельный записи информации которого соединен с выходом делителя 15, первыйвход которого соединен с информационным выходом счетчика 13 числа нульпересечений, а второй вход - с выходом регистра 14 суммарного време 50ни, вход управления записью которогосоединен с выходом элемента 12 совпадения, второй вход которого соединен с выходом триггера 9 и входомразрешения счета счетчика 10 импуль55сов выход которого соединен с информационным входом регистра 14 суммарного времени, выход счетчика интервала времени соединен с информа 3 2ционным входом регистра 8 интервала времени, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого элемента 4 задержки, вход которого соединен с объединенными входами установки в ноль счетчика 5 интервала времени и входом управления записью регистра 8 интервала времени, сигнальный вход второго элемента 7 запрета соединен с выходом второго Формирователя 6 нуль-пересечений, вход которого соединен с входом первого формирователя нуль-пересечений, Исследуемый сигнал подается на вход 16 формирователя 1 нуль-пересечений, строб разрешения измерения подается на вход 17 установки в ноль триггера 9, оценка периода исследуемого сигнала Формируется на выходе устрой ства 18.Периодомер работает следующим образом.При поступлении на вход 16 исследуемого сигнала (Фиг,2 эпюра 1) на выходе Формирователя 1 нуль-пересечений формируются короткие импульсы в момент перехода сигнала через ноль с положительной производной (Фиг,2 эпюра 2 - "ложные" нули обозначены крестиком), на выходе формирователя 6 нуль-пересечений формируются короткие импульсы в момент перехода сигнала через ноль с отрицательной производной (фиг.2, эпюра 3), Импульсы с выходов Формирователей 1 и 6 через элементы 2 и 7 запрета соответственно и через элемент ИЛИ Э за" пускают регулируемый элемент 4 задержки. Регулируемый элемент 4 задержки запускается первым (любым) импульсом, прошедшим на вход запуска. Длительность импульса Т, формируемого на входе регулируемого элемента 4 задержки (Фиг.2, эпюра 4), соответствует на первом шаге измерения априорным сведениям об исследуемом сигнале с учетом Флуктуаций нуль-перехода. На время действия этого импульса элементы 2 и 7 запрета запираются, что позволяет не пропустить на вход измерителя "аномальных" нулей, Таким образом на вход измерителя поступает "очищенный" поток нуль-пересечений (Фиг.2, эпюра 5). Импульс запуска, поступающий на регулируемый элемент 4 задержки (фиг,2, эпюра 6), поступает также на счетчик 5 интервала времени и регистр 8 инкаждого цикла измерения, так и подругому алгоритму, в зависимости отнеобходимой точности. Таким образом, устройство позволяет реагировать на "отрицательные"нули (нуль-переходы с отрицательнойпроизводной) и исключить влияние"ложных" нулей в окрестности "отрицательных" нуль-пересечений, чем идостигается положительный эффект -повышение точности измерения периодасигнала с неизвестной начальной фазой при малых отношениях сигнал-шум з3541тервала времени. По переднему фронтуэтого импульса производится перепись информации из счетчика 5 интервалавремени в регистр 8 интервала времени, а по заднему фронту - обнуление5счетчика 5 интервала времени. Выходгенератора 11 эталонных меток соединен со счетным входом счетчика 5 интервала времени, в котором за отрезок времени от импульса до импульса(фиг.2, эпюра 6) накапливается информация, пропорциональная этому временному отрезку. После переписиэтой информации в регистр 8 интервала времени, она служит управляющим кодом для регупируемого элемента 4задержки, формирующего импульсы Тс определенной длительности, На первом шаге измерения регулируемый элемент 4 задержки формирует импульс Т длительность которого соответствует априорным сведениям об исследуемом сигнале (с учетом флуктуаций момента нуль-переходов). На каждом последующем шаге измерения длительностьимпульсв Т соответствует .коду, сформированному на предыдущем шаге измерения в счетчике 5 интервала времени. Тем самым осуществляется оперативная регулировка помехозащищенности измерителя в зависимости от частоты сигнала и отношения сигнал-шум,На вход собственно измерителя поступает "очищенный" поток нуль-пересечений (фиг.2, эпюра 5), Измеритель35 производит подсчет целого числа периодов Я, укладывающихся в фиксированный измерительный интервал, и общего времеи Тб от ааа перго 40 периода и до конца последнего. В делителе 15 после окончания интервала наблюдения производится вычисление среднего значения периода за времяТнаблюдения Т -- -, что является 45у ифоценкой исследуемого сигнала.фиксированная длительность интервала наблюдения задается стробом разрешения измерения (фиг.2, эпюра 7), который подается на вход установки в ноль триггера 9. При отсутствии строба разрешения триггер 9 удерживается в нуле, а при его наличии первый же импульс нуль-перехода (фиг.2, эпюра 5) устанавливает в " 1" триггер 9 (фиг.2, эпюра 8), После этого элемент 12 совпадения пропускает все импульсы нуль-перехаллд 234(фиг.2, эпюра 5) на счетчик 13 числануль-переходов, фиксируя тем самымколичество целых периодов от началаинтервала наблюдения (фиг.2, эпюра9),Триггер 9, установившись в "1",дает разрешение не только на элемент12 совпадения, но и на разрешениесчета счетчику 10, который только после этого начинает заполняться импульсами от генератора 11. Установленное, таким образом, начало работы счетчика 13 числа нуль-переходови счетчика 10 с помощью триггера 9устраняет влияние начальной фазы сигнала на точность измерений,Импульсы, поступающие на входсчетчика 13 числа нуль-переходов(фиг.2, эпюра 9), поступают такжена вход управления записью регистра14 суммарного времени, в которомфиксируется текущее значение суммарной длительности всех зафиксированных периодов. После окончания времени наблюдения в регистре 14 суммарного времени остается суммарная длительность целого числа периодов Тзафиксированных на интервале наблюдения, а в счетчике 13 числа нульпересечений их количество В. Послеэтого на выходе 18 делителя 15 устанавливается значение Т оценки пери. Тода исследуемого сигнала ТВсртех случаях, когда период сигналаизменяется значительно от одного цикла измерения к другому, бывает полезным использовать информацию о периоде, полученную в предыдущих циклах измерения. Для этого в измерителепредусмотрена связь с выхода делителя 15 на вход записи информациисчетчика 5 интервала времени, этусвязь можно использовать как послеПериодомер,содержащий первый формирователь нуль-пересечений, выход которого соединен с сигнальным входом первого элемента запрета выход которого соединен с тактирующим входом триггера и первым входом элемента совпадения, выход которого соединен со счетным входом счетчика числа нуль-пересечений, регулируемый элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента запрета, генератор эталонных меток времени, выход которого соединен со счетным входом импульсов, делитель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения периода сигнала и неизвестной начальной фазой при малых отношениях сигнал-шум и фиксированной по длительности выборке сигнала, в него введены второй формирователь нуль- пересечений, второй элемент запрета, элемент ИЛИ, счетчик интервала времени, регистр интервала времени и регистр суммарного времени, причем вход записи информации счетчика ин-. тервала времени соединен с выходом делителя, первый вход которого соединен с информационным выходом счет 5 13 и фиксированный по длительности выборке сигнала.Кроме того, предлагаемое устройство использует только цифровые узлы, что позволяет изготовить его в интегральном исполнении. Формула изобретения 541236чика числа нуль"пересечений, а второй вход - с информационным выходомрегистра суммарного времени, входуправления записью которого соединенс выходом элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходомтриггера и входом разрешения счетасчетчика импульсов, выход которогосоединен с информационным входом регистра суммарного времени, выход генератора эталонных меток времени соединен со счетным входом счетчикаинтервала времени, выход которогосоединен с информационным входом регистра интервала времени, выход которого соединен с управляющим входомрегулируемого элемента задержки, входзапуска которого соединен с объединенными входами установки в "О" счет"чика интервала времени и управлениязаписью в регистр интервала времени,и с выходом элемента ИЛИ, два входакоторого соединены соответственно с 25 выходами первого и второго элементовзапрета, сигнальный вход второго элемента запрета соединены с выходомвторого формирователя нуль-пересечений, вход которого соединен с входом З 0 первого формирователя нуль-пересечений,вход управления второго элементазапрета соединенс выходомрегулируемого элемента задержки, входом периодомера являются объединенные входы формирователей нуль-пересечений, входомЗБстроба разрешения работы являетсявход установки в "О" триггера, выхо"дом периодомера является выход делителя.1354123 Составитель Е Техред Л.Олийн нкин ректор С,Черни акаэ 5689/4 аз 730арственногэобретенийва, Ж,В Проектная,роиэводственно-полиграфическое приятие, г.уагор Редактор А.Воров Ти НИИПИ Госуд по делам и 3035, Моск Подписнокомитета СССРи открытийаушская наб., д. 4/