Способ измерения временного положения видеоимпульсов

.Коолока- СоветСтати- римениздат,ОГО зме евторы ния, в змерительльэовано в игн ние точно ения виде руктурнаяспособ,1/1(12 - 11 угЧ 1lг значения к 1 ии /(11 в мселен 1 ы еЧ 12,ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕПОЛОЖЕНИЯ ВИДЕОИМПУЛЬСОВ Изобретение относится кой технике и может быть испадиолокации.Цель изобретения - повышти измерения временного полоимпульсов,На чертеже изображенахема устройства, реалиэующег Сущность способа эак что формируют шкалу врем цируют видеоимпульс, фор производной видеоимпуль его значения, сравнивают з видеоимпульса с первым порогом измерения, в мо формируют первый сигнал с рым фиксируют значение вр ле времени и значе производной виреоимпульс вают значение фронта ви лючается в том, ени, дифференмируют квадрат са и измеряют начение фронта фиксированным мент сравненияравнения, котоемени Т 1 по шкание квадрата а ч (11)г, сравнидео имг 1 ульса с(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиолокации, Цель изобретения - повышение точности измерения временного положения видеоимпульсов. По способу, включающему формирование шкалы времени и формирование сигналов сравнения в моменты т 1 и тг пересечения фронтом видеоимпульса первого и второго порогов измерения, дополнительно формируют квадрат производной видеоимпульса и фиксируют его значение в моменты времени 11 и Тг, после чего рассчитывают момент Т 0 начала видеоимпульса по формуле, приведенной в описании изобретения. 1 ил. м фиксированнь 1 м порогом и р момент сравнения формируют второй с ал сравнения, который фиксируют значение времени тг по шкале времени и значение квадрата производной у(тг),г определяют временное положение видео- импульса из соотношенияч 1( с 1 )2 т 1 + ч(тг )г т гУ 1( )2 +ц 1/1 (Т )2Покажем, что новый способ обеспечивает уменьшение погрешности измерения. Для этого представим выражение для определения временного положения видеоирпульса по способу-прототипу в вире11 М г - 12 l 1+У,11 - Ч 111 т, -1/2 - Ч 1рой элемент 13 дифференцирования, первый элемент 14 задержки, третий элемент 15 дифференцирования, второй 16 и третий 17 триггеры, квадратор 18, счетчик 19 импульсов, аналого-цифровой преобразователь 20, первый элемент ИЛИ 21, второй элемент 22 задержки, первую 23 и вторую 24 группы элементов И, элемент И 25, блок 26 умножения, второй элемент ИЛИ 27, первый накапливающий сумматор 28, третий элемент 29 задержки, третью группу элементов И 30, второй накапливающий сумматор 31, четвертый элемент 32 задержки, четвертую 33 и пятую 34 группы элементов И, блок 35 деления, шестую группу элементов И 36, выходные шины 37,1 - 37,т, где гп - разрядность кода времени, Причем шина 1 соединена с единичным входом триггера 7, шина 2 соединена с нулевым входом триггера 7 и с входом элемента 22, выход генератора 6 соединен с первым входом элемента И 11, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера 7, а выод - .с входом элемента 14, с первым входом элемента И 25 и с первыми входами всех элементов И 23 и 24. Выходы элементов 14 и 22 соединены соответственно со счетным и обнуляющим входами счетчика 19, разрядные выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И 23. Шина 3 соединена с первыми входами ком параторов 8 и 12 и с входом элемента 15, выход которого через квадратор 18 соединен с входом АЦП 20, разрядные выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И 24, Шина 4 соединена с вторым входом компараторэ 8, выход которого соединен с входом элемента 9, выход которого соединен с единичным входом триггера 16, Прямые, выходы триггеров 16 и 17 объединены элементом ИЛИ 21, выход которого соединен с третьими входами всех элементов И 23 и 24 и с вторым входом элемента И 25, выход которого соединен с входом элемента 29. Выходы элементов И 23 соединены с первой группой входов блока 26. Выходы элементов И 24 соединены с второй группой входов блока 26, со счетными входами сумматора 28 и объединены элементом ИЛИ 27, выход которого соединен с нулевыми входами триггеров 16 и 17. Разрядные выходы блока 26 соединены с первыми входами соответствующих элементов И 30. Первый отвод элемента 29 соединен с тактовым входом блока 26, второй отвод - с вторыми входами всех элементбв И 30, а выход - с установочным входом блока 26, Выходы элементов И 30 соединены со счетными входами сумматора 31, разрядные выходы сумматоров 31 и 28 соединены с первыми входами одноименных элементов И 33 и 34 соответственно,выходы которых соединены соответственнос первой и второй группами входов блока5 35, разрядные выходы которого соединеныс первыми входами соответствующих элементовИ 36, выходы которых являются выходными шинами 37.1 - 37,гп. Первый отводэлемента 32 соединен с вторыми входами10 всех элементов И 33 и 34, второй отвод - собнуляющими входами сумматоров 28 и 31и с инициирующим входом блока 35, третий, отвод - с вторыми входами всех элементовИ 36, а выход - с установочным входом бло 15 ка 35,Блок 26 умножения и блок 35 делениямогут быть выполнены в виде блоков постоянной памяти, адресные входы которых разделены на две группы, причем на обеих20 группах входов и на выходах включены регистры.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии на шины 4 и 525 подают напряжения первого и второго порогов измерения соответственно, На вь 1 ходах компараторов 8 и 12 - нулевые уровни.Триггеры 7, 16 и 17, счетчик 19, накапливающие сумматоры 28 и 31 обнулены, Входы30 начальных установок на чеотеже не показаны, Нулевой уровень с прямого выхода триггера 7 закрывает элемент И 11, Генератор 6запущен, Нулевые уровни с прямых выходов триггеров 16 и 17 приводят к нулевому35 уровню на выходе элемента ИЛИ 21, который запирает элементы И 23, 24 и 25. Вблоках 26 умножения и 35 деления обнулены входные и выходные регистры,Начало измерений сопровождается по 40 ступлением сигнала "Пуск" на шину, который переводит триггер 7 в единичноесостояние. Единичный уровень с прямоговыхода триггера 7 открывает элемент И 11 иймпульсы с выхода генератора 6 подсчиты 45 ваются в счетчике 19 (формируется дискретная шкала времени).Напряжение видеоимпульса подаетсяна шину 3, дифференцируется элементом 15и полученное напряжение возводится в50 квадрат квадратором 18, после чего преобразуется в цифровую форму с помощью АЦП20 (формируется текущее значение квадрата производной видеоимпульса Ч (т) ).При совпадении напряжения фронта55 видеоимпульса с напряжением первого порога измерения Ч 1 на выходе компаратбра8 появляется единичный положительный перепад напряжения, из которого элементом 9 дифференцирования формируется положительный импульс первый сигнал50 55 сравнения), который переводит триггер 17 в единичное состояние, Отрицательный импульс с выхода инвертора 10 гасится входной цепью диодной развязки элемента 32 задержки (не показана), Единичный уровень на прямом выходе триггера 17 приводит к появлению единичного уровня на выходе элемента ИЛИ 21, который открывает те из элементов И 23 и 24, на вторых входах которых присутствуют единичные уровни с разрядных выходов счетчика 19 и АЦП 20 соответственно, а также элемент И 25.Очередной ближайший импульс с выхода генератора 6 проходит через элемент И 11, подается на элементы 14 и 29, а также считывает через элементы И 23 с разрядных выходов счетчика 19 значение времени т 1 и через элементы И 24 значение квадрата производной огибающей Ч (11) с разрядных выходов АЦП 20. Коды считанных значений подаются на входы блока 26 (заносятся в адресные регистры), а код значения Ч (т 1), кроме того, подается на входы накапливающего сумматора 28,Из кодовых импульсов на выходе элементов И 24 элемент ИЛИ 27 формирует импульс, который обнуляет триггер 17, что приводит к появлению нулевого уровня на выходе элемента ИЛИ 21, который закрывает элементы И 23, 24 и 25.Задержанный на время считывания импульс с выхода элемента 14 увеличивает значение счетчика 19 на единицу,Задержанный на время занесения кодов в регистры блока 26 импульс.с первого отвода элемента 29 поступает на тактовый вход блока 26 умножения, считывает результат умножения с 1 Ч (т 1) из постоянного запоминающего блока и заносит его в выходной регистр блока 26 умножения,Дополнительно задержанный на время переходных процессов в блоке 26 импульс с второго отвода элемента 29 считывает результат умножения т 1 Ч (т 1) с блока 26 и через элементы И 30 заносит его в накапливающий сумматор 31,Дополнительно задержанный на время считывания импульс с выхода элемента 29 поступает на установочный вход блока 26 и обнуляет его входные и выходные регистры.При совпадении напряжения фронта видеоимпульса с напряжением второго порога измерения на выходе компаратора 12 появляется единичный положительный перепад напряжения, из которого элемент 13 формирует положительный импульс (второй сигнал сравнения), который переводит триггер 16 в единичноЕ состояние, Это приводит к единичному уровню на выходе эле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 мента ИЛИ 21, который открывает элементыИ 23,24 и 25,Дальнейшая работа устройства аналогична описанной. При этом в накапливающем сумматоре 28 будет подсчитанозначение Ч (11) +Ч (12), а в накапливающем1 2 1 2сумматоре 31 - значение Ч (11) 11+Ч (12) 12,1 2 1 2При совпадении напряжения спада видеоимпульса с напряжением второго порогаизмерения Ч 2 на выходе компаратора 12появляется единичный отрицательный перепад напряжения, из которого элемент 13формирует отрицательный импульс, который гасится входной цепьЮ диодной развязки триггера 16 (не показана).При совпадении напряжения спада видеоимпульса с напряжением первого порога измерения на выходе компаратора 8появляется единичный отрицательный перепад напряжения, из которого элемент 9формирует отрицательный импульс, который гасится входной цепью диодной развязки триггера 17 и который, инвертированныйинвертором 10, проходит на первый отводэлемента 32 и считывает коды с разрядныхвыходов накапливающих сумматоров 28 и31, занося их через элементы И 34 и 33соответственно в адресные регистры блока35 деления,Задержанный на время занесения импульс с второго отвода элемента 32 обнуляет накапливающие сумматоры 28 и 31, атакже считывает результат деления(Ч (т 1) т 1+Ч (12) 2 ИЧ (11) +Ч (12)из постоянного запоминающего блока и заносит егов выходной регистр блока 35,Дополнительно задержанный на времясчитывания импульс с третьего отвода элемента 32 считывает результат деления сблока 35 и через элементы И 36 выдает егона выходные шины 37.1 - 37.гл.Дополнительно задержанный на времявыдачи импульс с выхода элемента 32 обнуляет регистры блока 35,Устройство готово к измерению временного положения очередного видеоимпульса,По завершении измерений на шину 2устройства подается сигнал, который поступает на вход элемента 22 и переводит триггер 7 в нулевое состояние, Нулевойуровень с прямого выхода триггера 7 закрывает элемент И 11.Время задержки элемента 22 большевремени задержки элемента 14 на времяпереходных процессов в счетчике 19, Импульс с выхода элемента 22 обнуляет счетчик 19.Устройство в исходном состоянии,Введение новых операций в предлагаемом способе позволяет по сравнению соаказ 4394 ВНИИПИ Гос итета ква, Ж роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 способом двойной выборки повысить точность определения временного положения видеоимпульсов, При этом дисперсия ошибки временного положения видеоимпульсов уменьшается в (Ч 2 +тЧ 1 )(1+п 3 )/(Ч 2-Ч 1) п 3 раз, где Ч 1 и Ч 2 - первый и второй пороги измерения, пз =Ч (т) /Ч (т 2), при этом Ч (т) и Ч "(т 2) - крутизна фронта видеоимнульса в точках пересечения с порогами измерения Ч 1 и Ч 2 соответственно,1Формула изобретения Способ измерения временного положения вйдеоимпульсов, всоответствиис которым формируют шкалу времени, сравнивают значение фронта видеоимпульса с первым фиксированным порогом измерения, в момент сравнения формируют первый сигнал сравнения, которым фиксируют значение времени т по шкале времени, сравнивают значение фронта видеоимпульса с вторым фиксированным порогом измерения, в момент сравнения формиру ют второй сигнал сравнения, которым фиксируют значение времени 12 по шкале времени, отл ичающийся тем,что,с целью повышения точности измерения временного положения видеоимпульсов, виде оимпул ьс дифферен цируют, формиртуютквадрат производной видеоимпульса Ч (1), измеряют его мгновенные значения, фикси, руют измеренные значения в моменты формирования первого и.второго сигналов 15 сравнения и определяют временное положение видеоимпульса из соотношения Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС