Устройство для измерения временного положения импульса

(51)М. Кл. 6 01 5 3/10 9 еудврстеенный квинтет СССР до делен нэебретеннй и еткрытнйДата опубликования описания 30. 2,8(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ИМПУЛЬСА 1Изобретение относится к системамточного измерения. малых интерваловвремени, используемым, например,вобласти систем точного времени длясинхронизации сигналов с помощьюрадиотехнических средств. 5 По основному авт.св. В 576553 известно устройство для измерения временного положения импульса, содержащее последовательно соединенные 1 О полосовой фильтр, режекторный фильтр, блок формирования отсчетной точки, регистратор, а также последовательно соединенные анализатор знака рассогласования параметров сигнала, накопитель и коммутатор, при этом вход анализатора знака рассогласования параметров сигнала соединен с выходом блока формирования отсчетной точки, выход коммутатора соединен с управляющим входом блока Формирования отсчетной точки, а управляющие входы анализатора и коммутатора соединены с соответствующими выходами регистратора 13.При работе устройства сигнал и помеха поступают на полосовой и режекторный фильтры, где помеха фильтру. ется, и .далее - на блок формирования отсчетной точки, на выходе которого образуется разнополярный сигнал по алгоритму Оя (с) - К ОВ (й), гдеЦ, (с)- производная от Оа (с), а К - весовой коэффициент,.определяющий временное положение отсчетной точки.Неискаженным является сигнал на выходе блока. Формирования.отсчетной точки, у которого стробируемые определенными импульсами амплитуды по обе стороны от отсчетной точки равны АЕ = Аъ. Однако вследствие изменений параметров сигналов при их распространении и при изменении параметров Фильтров возникают искажения в форме огибающей радиоимпульса к наступает рассогласование амплитуд (А Ф Ая), что эквивалентно смещению8946 1 О 15 20 временного положения.отсчетной точки и в итоге приводит . к ошибкам, изме" рения.Рассогласование амплитуд А. и Аз приводит также к ухудшению отношения сигнал/шум для меньшей из полуволн и, соответственно, .к ухудшению вероятности.правильного отсчета временного положения .импульса. В анализаторе.выделяется сирнал,рассогласования:того или иного -знака, который затем, после накопленияв накопителе,.-поступает через. коммутатор на управляющий. вход бяока. Фор .мирования для коррекции параметровсигнала,При расиространении радиосигналовнад трассой с плохой проводимостью(например, Гористая местность, зонавечной мерзлоты, смешанная. трассаучастка суша-море) рассогласование,огибающей и фазы сигналов может. достигать 4"4,5 мкс. В то же время,при воздействии узкополосных помехи перестройке режекторного фильтра .по частоте уход характерной точки,вследствие искажений амплитудно-.час".тотной характеристики. всего тракта . характеристикой режекторного фильтра,составляет 2-2,5 мкс, а общий. уход на рабочей частоте 100 кГц. составляет 6-7 мкс, т.е. превышает Те/2, где Тд - период несущей. Уход отс,:. четной точки больше, чем Т/2, соответствует,. как известно, потере устранения, многозначности фазовых отсчетов, и, следовательно, ведет к снижению точности измерения-временных интервалов, так как подстройка в известной устройстве может вестись только в пределах То/2.Цель изобретения = повышение точности измерения временного, положения. импульса.Указанная. цель достигается .тем, что в.устройство для-измерения временного положения импульса-дополнн тельно, введены последовательно соединенные блок вычитания, первый усилитель-ограничитель,. Фазовый детек- . тор, интегратор и аттенюатор, а .также второй усилитель-ограничитель и источник опорного напряжения, подклю. ченный к аттенюатору, выход которого соединен со вторым входом режекторного фильтра, своим выходом подключенного к первому входу блока вычитания, второй вход которого соединен с вы 30 4ходом полосового фильтраи со входомвторого усилителя-.ограничителя, выходкоторого подключен ко второму входуфазового детектора,На фиг. приведена структурнаясхема предлагаемого устройства; нафиг 2 - структурная схема известного устройства; на Фнг.З ." эпюры сигналов; на фиг.4 - 7 - пояснение работы устройства.Устройство для измерения временного положения импульса содержитполосовой фильтр 1, режекторныйфильтр 2,блок 3 формирования, ре-гистратор 4, анализатор 5.рассогласования,. накопитель 6,.коммутатор 7,блок 8 вычитания, первый усилительограничитель 9, второй усилитель-:гограничитель 10, фазовый. детектор11, интегратор 12, аттенюатор 13 иисточник 14 опорногр напряжения.Устройство работает следующим .образом.На вход режекторного фильтра 2от антенны через полосовой фильтр 1поступает смесь полезного сигнала 15(Фиг.Зр) и узкополосной помехи, Режекторнй фильтр 2 настривается начастоту помехи,При этом изменение;временного положения отсчетной точки, обусловлен".ное искажением частотной характеристики тракта частотной характеристикой режекториого Фильтра 2; котороевыражается в изменении амплитуд полуволн 16,17 (фиг.3,6), имеет зависимость, представленную кривой 18(фиг.4).Как видно.из эпюры Фиг.4, смещениеотсчетной точки д й 1, достигает. максимума.при йриближении частоты помехи к несущей частоте сигнала Г, . Здесьд 1 = - , где ф, - частота помехи.На Фиг.7 представлена зависимость величины смещения отсчетной точки М от величины полосы вырезания режекторного фильтра 2, Величина смещенияАФя прямо пропорциональна ширине полосы вырезанияЕсли привести в необходимое соответствие изменение величины полосы вырезания, частоту настройки фильтра и смещение отсчетной точки, то можно.Ъстабилизировать,скорректировать и уменьшить это смещение.С этой целью сигнал и помеха со входа и выхода режекторного Фильтра0 Ьния с интегратора Оя,суммарное сопротивление. аттенюатора Р изменяется по закону, который изображен на фиг.6 (кривая 19), причем 20 - изменение сопротивления участка. сток-исток триода 21, а 22 - для триода 23, а так как при, параллельном соединении сопротивлений суммарное всегда меньше меньшего, то изменение общего сопротивления аттенюатора имеет один максимум в точке пересечения кривых 20 и 21. Соответствующим под-. бором опорных, напряженнй можно добиться того, чтобы максимум кривой 19 соответствовал частоте Го ,т.е. несущей частоте сигнала.Таким образом, при перестройке режекторного фильтра 2 по диапазону частот, полоса режекции изменяется, становясь более широкой .на краях полоси и сужаясь при приближении к несущей. Временное смещение (Фиг.7) прямо пропорционально ширине полосы .режекции, таким образом, происхо. - 23 дит коррекция изменения величинысмещения временного положения отсчетной точки и, следовательно, стабилизация отношения сигнал/шум для стробируемых полуволн А и Ао 3 р фиг ЗЯ 6 )Смещение отсчетной точки, обусловфленное режекторными фильтрами может достигать 2-2,5 мкс, что эквивалент" но разбалансу полуволн А 1 и А дб 503, т.е. ухудшение отношения .сигнал/шум для одной из.полуволн. Известно, что шумовая ошибка измерения .фазы на выходе фазоследящих фильтров, выраженная во времени,может быть представлена в виде Формулы Пслб- -Я Кэс Г 43.Где ОЭ, Рц - соответственно круговая частота высокочастотного,заполнения радиоимпульсов и частота сле"дования импульсов;ЯКэ - отношение сигнал/шум;Пс - эффективная полоса пропускания замкнутой системыслежения за фазой, Гц.Следовательно, описанная коррекцияпримерно в 2 раза уменьшает значение Яшумовой ошибки измерения фазы и востолько же раз повышает точностьопределения .радионавигационного параметра. 5 894 бЗ 2 поступают на входы блока 8 вычи. тания, выход которого имеет фаэовую характеристику резонансного контура с фазой, равной нулю при настройке режекторного Фильтра 2 на.частоту по .мехи.При этом на выходе блока 8 вычитания образуются радиосигналы, Фазовыйнабег заполнения которых зависит от ширины полосы режекторного фильтра1 ф2, Сигнал и помеха со входа режек-. торного фильтра 2 и полученная таким образом смесь сигнала и помехи с выхода блока 8 вычитания поступают на второй и первый усилители-ограничи ф тели 10 и 9.соответственно, которые нормируют эту смесь независимо от амплитуды на входе устройства, и далее - на фазовый детектор 11.Поскольку режекторный Фильтр 2 фф настроен-на помеху, то фазы напряжений помехи на обоих входах Фазового детектора 11 равны, и на выходе интегратора 12 соответствует сигнал рассогласования.В то же время для сигнала напряжение на выходе интегратора 12 зави- . сит от частоты настройки режекторно-. го фильтра 2.Действительно, так как частота Го сигнала с большой точностью поддерживается. равной 100 кГц, например, дпя навигационной системы типа "Лоран-С", то совпадение Фаз напряжений сигнала иа входах Фазового детектора возможно только при настройке режекторного фильтра 2 на частоту помехи, равную несущей Го .При перестройке режекторного Фильт ра 2 влево и вправо относитепьно не- щ сущей, фаза сигнала на выходе блока 8 вычитания изменяется так, что знак изменения фазы определяется знаком ржстройки режекторного фильтра 2 относительно несущей сигнала.В результате на выходе интегратора 12 образуется напряжение рассогласования, зависящее от знака и величины расстройки.Это напряжение поступает на аттенюатор 13.Если аттенюатор 13 выполнить (фиг.5) в виде параллельно включенных полевых триодов с разной проводимостью, на истоки которых подано от источника 14 опорного напряжения опорное напряжение Цм и Оооз соответствующей полярности, то при подаче на затворы триодов напряже894630Использование предлагаемого устройства,позволяет уменьшить смеще:ще отсчетной точки возникающее при перестройке режекторного фильтра по диапазону частот, в результате чего общее смещение отсчетной точки не превышает Тр/2, и коррекция в основном кольце подстройки происходит без ошибок.Формула изобретенияУстройство для измерения временного положения импульса до,авт.св. В 576553, о т л и. ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения временного положения импульса , в устройство. дополнительно введены последовательно соединенные блок вычитания, первый усилитель- ограничитель, фазовый детектор, интегратор и аттенюатора также второй усилитель-.ограничитель и источник опорного .напряжения, подключенный к аттенюатору, выход которого соединен со вторым входом режекторного фильтра,.своим выходом.подключенного .к первому входу блока вычи тания, второй вход которого,соединен с выходом полосового фильтраи со входом второго усилителя-ограничителя, выход которого подключен ко второму входу фазового детектора.15Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 576553, кл. 6 01 5 3/10, 06,01.76