Способ определения параметров экспоненциальных радиоимпульсов и видеоимпульсов и устройство для его осуществления

СООЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИИРЕСПУБ 71 ИН(191 (111 40 Д 1) С 01 Е 27/28 ЕТЕЙИ 3 ЯКИИЛВК ъ.У Э Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПС ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ1 РИ ГННТ СОИ 21) 4496994,21122) )д 1 О чв(56) Анкудинов Л.И., Кравец В,И., Семченко И,Я, Измерение коэЬфициента затухания экспоненциальных радио- импульсов по реакции резистивно-емкостного четырехполюсиика, - Измерительная ехника. 988, 6, с.3738,Дкундинов А.И. Кравец В,И Семченко И.Я., Измеритель коэ 44 ициента затухания одиночных экспоценциальных радио- и видеоимульсов, Измерительная техника, 1988, 8 с. 36-37, С 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПОНЕНЦИЛЛЬНЫХ РЛДИОИИПУЛЬСОВ И ВИДЕОИИ 1 УЛЬСОБИ УСТРОЙСТВО ДЛч ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано в аналоговых процессорах сигналов, анализаторах радио- и видеоиипульсов, Цель изобретения - расширей е Функциональных возможностей,повышение потенциальной помехоустойчивости и точности определения параметров экспоненциальных радио- и видеоимпульсов. Это достигается путемопределения коэффициента затухания,частоты несущей и амплитуды огибающей,. использования интегральных оценок импульсных сигналов, а такжеисключения мультипликативной погрешности измерения, Для этого в устройство содержащее аналого-цифровой,преобразователь 15, трехвходовой коммутатор 14, блок 16 управления и вычисления, введены первый 1 и второй2 операционные усилители, первый 11и второй 12 выпрямительные диоды,первый 5, второй 6 и третий 7 конденсаторы, первый 8, второй 9 и третий 1 О разрядные ключи, первый 3 ивторой 4 резисторы, а также квадратор 13. В устройстве измеряютсяинтегралы Р, Е от положительной1651240 и отрицательной полярности исследуемых импульсов, а также интеграл Е от квадрата значения входного имИзобретение относится к электрорадиоизмерениям и может найти применение в аналоговых процессорахсигналов, анализаторах радио- ивидеоимпульсов,Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей за счетвозможности определения коэффициентазатухания,.частоты несущей и амплитуды огибающей, повышение потенциальнои помехоустойчивости и точностиопределения параметров экспоненци- Хальных радио- и видеоимпульсов,На фиг, 1 представлена схема устройства для осуществления способа,на Фиг.2,3 - графики иллюстрирующиепособ определения параметров экспоненциальных радио- и видеоимпульсовсоответственно.Устройство содержит первый 1 ивторой 2 операционные усилители,х инверсным входам которых подключе" 30ны соответственно первый 3 и второй)4 резисторы, при этом первый 5 и второй 6 интегрирующие конденсаторыподключены к инвертирующему входупервого операционного усилителя, атретий интегрирующий конденсатор 7 "к инвертирующему входу второго операционного усилителя 2 а также подключенные параллельно интегрирующимконденсаторам 5 - 7 соответственнопервый 8, второй 9 и третий 10 разрядные ключи, вторые выводы первого5 и второго интегрирующих конденсаторов подключены соответственно через первый 11 и второй 12 выпрямительные диоды к выходу первого операционного усилителя 1, второй выводпервого резистора 3 соединен с вторымвыводом второго резистора 4 черезквадратор 13, вторые выводы интегрирующих конденсаторов 5 - 7 черезкоммутатор 14 напряжения и аналогоцифровой преобразователь 15 подключены к входу блока 16 управления ивычисления.Существо способа измерения состоит в использовании интегральных оценок импульсных сигналов, что обуславливает высокую помехоустойчипульса, а затем по результатам измерения определяют параметры импульсов. 3 ил,вость, а также эффективное подавление собственных шумов электронных компонентов.Радиоимпульс описывается математическим выражением ЕР(с)=Ешр ехр(-В Р с) зп(Сд й),а видеоимпульс Ее = Еехр (-В с),Математические основания способадля радиоимпульса состоят в замененесобственных интегралов от экспоненциально-тригонометрических функций времени табличного вида 1, Хди 1 определенными интегралами отвходного импульса Е, Ер и Е с верхним пределом интегрирования (временем интегрирования) Т, достаточным для затухания импульса с заданной степенью точностиО.) Оо-ЪВр /ЯмР ц+В -8 а) " йф1-егг а13 ) )Е(С)ййвБ --- - -ш ро РМ 4 В (Я+В 2)Искомые значения параметров радиоимпульса получаются из указаннойсистемы трех уравнений,Для видеоимпульса, искомые параметры также находят, заменяя известные табличные несобственные интег"ралы от экспоненциальной функциивремени определенными интегралами14 = ) Е(с)дй = Е-" ,Е,оВ 840 45 50 55 Для простоты везде полагается, что постоянные времеп интегрирования одинаковы, равны условно единице.Для вычисления укаэанных параметров видеоимпульсд можно использовать и другие соотношения, в частности, вместо квадрата разности модулей первого и второго интеграла использовать квадрат значения интеграла, отличного от нуля (для видеоимпульсов).Вид исследуемого импульса показан ца Фиг,2 а, на Фиг,2 б - сигнал на выходе интегратораосуществляющего интегрирование положительных полувслн р; диоимпульса, На Фиг,2 в - выходпой сигнал ,;цтегратора, интегрирующ"го отрицательные полуволны радиоимп 1 са у нс ФК 7 1 выходнои сигнал ца выходе интегратора, осуществляющего интегрирование квадра та напряжения входного радиокапульса.Как следует из графиков на фиг.2 а, к концу времени интегрирования Т, достаточного для затухаццл входного радиоимwульса до уровня собственных шумов аппаратуры, цд выходе трех интеграторов имеются некоторые значения напряжения Е , Е и Е , близкие к асимптотическцм, конечным.Аналогично на Фиг.За показан общий вид исследуемого входного видеоимпульса, на Фиг.Зб - график текущих значений интеграла от положительных значений входного сигнала, на Фиг.Зв - то же, от отрицательных значений входного сигнала, на фиг.Зг - текущие значения интеграла от квадрата входной величины.Как видно из Фиг.2 б,в и Зб,в, отличие радиоимпульса от видеоимпульса состоит в том, что у радиоимпульса оба интеграла Е и Е имеют ненулевое значение, в то время как у видеоимпульса один из первых двух интегралов Е или Е равен нулю (с точностью до некоторой, наперед заданной малей величины, обусловленной инструментальными погрешностями элементов устройств), Таким образом, имеется четкий критерий, позволяющий идентифицировать вид сигнала: радио- импульс или видеоимпульс.Устройство работает следующим образом.При поступлении исследуемого импульса на вход устройства блок 16 вы 5 10 15 20 25 30 рабатывает сигнал управления разрядными ключами 8 - 10. Последние замы"каются, разряжают конденсаторы 5 - 7и затем размыкаются (возможна и инаяпоследовательность операций управления: ключи 8 - 10 можно держатьзамкнутыми до момента поступления импульса, а затем сразу же разомкнуть),Чачинается такт интегрирования. Наконденсаторах 5 и 6 нарастает напряжение, пропорциональное "скользящему"интегралу от положительной и отрицательной полярностей входного напряжения, на конденсаторе 7 нарастаетнапряжение, пропорциональное сколь 11зящему интегралу квадрата входногонапряжения. В момент времени Т посигчалу блока 16 коммутатор 14 подключает вход АЦП 15 последовательнок катоду диода 11, аноду диода 12и выходу операционного усилителя 2производится аналого-цифровое преобразование и числовые эквиваленты интегралов Е, Е, Е поступают на входблока 16, где производится вычислениекоэффициента затухания несущей частоты и определение вида импульса. Возможно также определение максимального значения огибающей радиоимпульсаи амплитуды видеоимпульса,Время Т ц выбирается из условия достаточного затухания входного импульса. Формула изобретения 1. Способ определения параметров экспоненциальных радиоимпульсов и видеожпульсов по косвенным значениям, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, повышения точности и помехоустойчивости, производят измерение двух интегралов от положительной и отрицательной полуволны исследуемого экспоненциального импульса в течение периода времеци,достаточного для затухацил входного импульса с заданной степенью точности, одновременно измеряют третий интеграл от квадрата эначенил входного импульса за тот же период времени, по значениям интегралов вычисляют несущую частоту, коэффициент затухания и амплитуду огибающей радиоимпульса по Формулам)4, - --- (1(г-е,1,2"Е ЕЕ 1Е = 4ЙР Е, -Е а коэффициент затухания и амплитудувидеоимпульса по Формула л 20 Е,е(1 Е, -1 Е, )Р1 Ег 1где Я - частота несущей,Е - интеграл положительной полуволныЕ. - интеграл отрицательной нолуволны исследуемого импульсаЕ- интеграл квадрата значениявходного импульса,В а - коэффициент затухания,ЕМ , - амплитуда огибающей радиоимпульса,"В . - коэффициент затухания пидеоимпульсафЕ,цб- амплитуда вицеоимпульса.2. Устройство для определения параметров экспоненциальных радиоимп,льсов и видеоимпульсов содержащ:ь аналого-цифровой преобразователь) трехвходовой коммутатор, блок управления и вычисления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения Функциональных возможностей в него введены .два операционных усилителя,квадратор, два выпрямительных диода, два постоянных резистора, три интегрирующих конденсатора и три управляемых разрядных ключа, причем неинвертирующие входы обоих операционных усилителей соединены с общей шиной устройства, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый резистор подключен к входной клемме устройства, анод первого диода соединен с катодом второго диода и с выходом первого операционного усилителя, первый и второй выводы первого и второго конденсаторов подключены соответственно к катоду первого и аноду второго выпрямительных диодов, вторые выводы первого и второго конденсаторов соединены с инвертирующим входом первого операционного усилителя, вход квадратора подключен к входу устройства, через второй выход квадратора резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, выход третьего операционного усилителя через третий конденсатор подключен к ее инвертирующему входу, первый, второй и третий разрядные ключи подключены параллельно первому, второму и третьему конденсаторам, катод первого диода соединен с первым входом коммутатора, анод второго диода соединен с вторым входом коммутатора, выход второго операционного усилителя соединен с третьим входом коммутатора, выход коммутатора соединен с входом аналого-циФрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу блока управления и вычисления, выходы управления которого подключены к управляющим входамразрядных ключей коммутатора и аналого-циФрового преобразователя, инФормационный выход блока вычисления и управления является информационным выходом устройства,1651240 Редактор С.П За Производственно-издательский комбинат ."Патент", г. Ужгород агарина, 1 1605Госу Составитель Н.Михалева Техред А.Кравчук Корректор Н.Ревска Тираж 421 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5.