Устройство для измерения временного положения импульса

Союз Советски нСфцидпнстнчесиинреспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 976427но делам нэобретеннй н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯИМ ПУЛЬСА Изобретение относится к системам точного измерения малых периодов времени и можетиспользоваться в области систем точного времени для синхронизации сигналов с помощью радиотехнических5 средств.Известно устройство, содержащее по; следовательно соединенные полосовой , фильтр,режекторный фильтр, формирователь отсчетной точки и регистратор,а также последовательно соединенные анализатор рассогласования параметров сигнала, накопитель и коммутатор, причем вход анализатора рассогласования параметров сигнала соединен с выходом формирователя отсчетной точки, выход коммутатора соединен с управляющим входом формирователя отсчетной точки, а управляющие входы ана лизатора и коммутатора соединены с со- ответствующими выходами регистратора 120Недостатком устройства является смещение временного положения отсчетной точки сигнала, приводящее к ошибке измерения. Известно устройство, в котором поло совой фильтр охвачен кольцом фазовой автоподстройки по пилот-сигналу, что стабилизирует его параметры и уменьшает смещение временного положения этсчетной точки сигнала. Устройство содержит коммутатор, формирователь пилот- сигнала, формирователь импульсов, усилитель-ограничитель, фазовый детектор, интегратор, формирователь отсчетной точ ки, регистратор, анализатор, накопитель, полосовой фильтр и режекторный фильтр 2.Недостатком известного устройства является то, что стабилизация амплитудно- ,частотной характеристики (АЧХ) полосового фильтра возможна только при условии одинакового ухода электрических параметров элементов фильтра от номинала, что маловероятно, так как температурные коэффициенты ухода электрических параметров элементов фильтра(индуктивности, резисторы) имеют равновероятное как положительное так и стрицательное значение; фазовым кольцом автоподстройки фазы не3ЙМ 4 сущей радиоимпульса не обеспечивается полной стабилизации АЧХ и,как следствие этого,временное положение отсчетной точкисигнала смещеноДругим недостатком устройства явля- .ется то, что пилот-сигналом не охватывается режекторный фильтр, перестройкакоторого влияет на временное положениеотсчетной точки,Целью изобретения является увеличение точности измерения временного положения импульса и, как следствие этого,увеличение дальности действия устройства,Указанная цель достигается тем, чтов устройство для измерения временногоположения импульса, содержащее последовательно соединенные первый коммутатор и полосовой фильтр, формировательотсчетной точки, выход которого соединен с первыми входами регистратора ианализатора рассогласования параметровскгнела, накопитель, второй коммутатор,второй вход анализатора рассогласованияпараметров сигнала соединен с первымвыходом регистратора, второй выход которого соединен с управляющим входом второго,коммутаторе, к другому входу которогочерез накопитель подключен выход анализатора рассогласования параметров сигнале, входы формирователя пилот-сигнала.и Зйформчрователя импульсов объединены исоединены с третьим выходом регистраторе, а выходы подключены соответственнок первому .и второму управляющим входампервого коммутатора,. третий вход котосрого является входом устройства, допол 3нительно введены накопитель и сумматор,причем выход анализатора рассогласования.параметров сигнала через дополни 1 тельный накопитель подключен к первому40входу дополнительного сумматора, второй вход которого соединен с выходомвторого коммутатора, а выход - с нервым входом формирователя отсчетной точки, выход полосового фильтра через режекторный фильтр подключен к второмувходу формирователя отсчетной точки.На фиг. 1 представлена функциональ-.ная схеме устройства для измерения временного положения импульса; на фиг. 2зависимость временного смещения отсчетной точки сигнала от дальности распрост"ранения над сушей.Устройство для измерения временногоположения импульса содержит последовательно соединенные коммутатор 1, полосовой фильтр 2, режекторный фильтр 3,формирователь 4 отсчетной точки, регистратор 5, а также последовательно соеди 27 фйенные анализатор 6 рассогласования параметров сигнала, накопитель 7, коммутатор 8, сумматор 9, яричем выход сумматора 9 соединен с управляющим входом формирователя 4 отсчетной точки, вход анализатора 6 рассогласования параметров сигнала и коммутатор 8 соединены с соответствующими выходами регистратора 5, накопитель 10, вход которого соединен с другим выходом анализатора 6 рассогласования параметров сигнала, а выход соединен с вторым входом сумматора 9, формирователь 11 пилот-сигнала и формирователь 12 импульсов, входы которых соединены с третьим выходом регистратора 5, а выходы соединены соответственно с первым и вторым управляющим входом коммутатора 1.Устройство работает следующим образом.Сигнал и помеха поступают от антенны через коммутатор 1 на полосовой 2 и режекторный 3 фильтры, где помеха фильтруется, и далее - на формирователь 4 отсчетной точки и регистратор 5, в котором осуществляется временной поиск сигнала, синхронизация местной временнйй шкалы с временной диаграммой прихо-. дящих радиоимпульсов и устранение многозначности фазовых отсчетов.Уменьшение смещения временного цоложения отсчетной точки осуществляется периодическим прерыванием обычной работы устройства с помощью коймутатора 1, на управляющий вход которого поступают широкие селекторные импульсы от формирователя 12 импульсов, запускаемого регистратором 5. Эти импульсы переключают коммутатор 1 так, что на вход: полосового фильтра 2 поступает пилот- сигнал, представляющий собой либо копию принимаемого сигнала, либо серию коротких импульсов, формирующих в полосовом фильтре 2 копию принимаемого сигнала. При отклонении АЧХ полосового фильтра 2 от заданной отсчетная точка пилот- сигнала смещается так же, как у принимаемого сигнала. Преобразованный пилот- сигнал с выхода формирователя 4 отсчетной точки подается на вход анализатора 6 рассогласования параметров сигнала, на другой вход которого поступают с регистратора 5 стробирующие импульсы, с помощью которых оцениваются параметры преобразованного пилот-сигнала (смещение отсчетной точки). Анализатор 6 рассо ф гласования параметров сигнала анализирует фактическое смещение отсчетной точки пилот сигнала по общему воздействию59764 всех режекторных фильтров и расстройки полосового фильтра 2, вырабатывает сит- налы ошибки, которые накапливаются внакопителе 10 и через сумматор 9 подаются на управляющий вход формирова- З теля 4 отсчетной точки.Таким образом, если в известном усзсройстве пилоь-сигналом, в виде отрезка синусоиды, устранялось только влияние изменения АЧХ полосового фильтра на 0 временное положение отсчетной точки путем стабилизации АЧХ, то в предлагаемом устройстве устраняется влияние не толькоо изменения АЧХ полосового фильтра, но и влияние перестройки режекторного 1 фильтра на временное положение отсчетной точки путем корректировки параметров формирователя отсчетной точки управляющими напряжением, величина которого пропорциональна смещению отсчетной точ- р ки пилот-сигнала, представляющего собой копию реального радиоимпульса, Поскольку соотношение сигнал-шум цри работе спилот-сигналом выбирается значительно , больше единицы и анализируется фактичес:2 з кое смещение отсчетной точки, то коррекция ее временного положения производится с высокой степенью точности.Коррекция параметров формирователя 4 отсчетной точки, учитывающая измене- зо ние АЧХ полосового фильтра 2 и перестройку режекторных фильтров 3, производится до режима устранения многозначности фазовых отсчетов принимаемых радиоимпульсов, что облегчает сам процесс устранения многозначности и уменьшает ошибку измерения временного положения импульса.После устранения многозначности фазовых отсчетов принятых радиоимпульсов, также как и в известном устройстве, производится коррекция временного положения отсчетных точек по их смещению, вызванному искажением радиоимпульсов в процессе распространения по трассе, Коррекция производится следующим образом. Преобразованный радиоимпульс с выхода формирователя 4 отсчетной точки подается на анализатор 6 рассогласования параметров сигнала, на второй выход которого с регистратора 5 поступа 1 от стробирующие импульсы, с помощью которых оцениваются параметры преобразованного радиоимпульса (смещение отсчеэной точки). Анализатор 6 рассогласования параметров сигнала вырабатывает сигна- фф лы ошибки, которые с второго выхода поступают на накопитель 10 и далее через коммутатор 8 подаются на сумматор 9, где они суммируются с сигналомошибки, вырабатываемыми анализатором6 по пилот-сигналу. Суммарный сигналошибки с сумматора 9 подается на уп,"равляющий вход формирователя 4 отсчетной точки сигнала для коррекции еевременного положения. Коммутатор 8включается поступпением на его управляющий вход команды от регистратора 5только после того, как осуществится временной поиск сигнала и устранится многозначность фазовых отсчетов, В противном случае будет происходить ложнаякоррекция в неустановившеися режимеследящих систем регистратора 5.Таким образом, в предлагаемом устройстве, по сравнению с известным, осущестмвляется коррекция временного положенияотсчетной точки сигнала не только приизменении АЧХ полосового фильтра, нои при действии режекторных фильтров,что облегчает устранение многозначнооти фазовых отсчетов и уменьшает ошибку изм.рения временного положения ижпульсаИз графика (фиг. 2) видно, что сме.щение отсчетной точки в 5 мкс (условиенарушения однозначности определенияфазового отсчета) достигается на удалении от передающей станции в 1500 км.Поскольку суммарное смещение отсчетной точки сигнала(обусловленное изменением АЧХ полосового фильтра 2 с действием режекторных фильтров 3 Г и искажением сигнала в процессеего распространения по трассе -Гр) недолжно превышать 5 мкс, то, уменьшаяи Ърф, уменьшается ошибка измерения временного положения импульса иувеличивается дальность действия устройства,В известном устройстве временноесмещение отечетной точки сигнала обусловлено действием режекторных фильтров(если АЧХ полосового фильтра стабилизирована) и искажением радиоимпульсав процессе распространения его по трассе, Принимаемйрф равной 2,5 мкс, тогдана смещение отсчетной точки сигналаостается менее 2,5 мкс, так как(рФ+ Р) 5Но графику (фиг,2) дальность действия устройства равна 750 км. При работе устройства на больших удалениях от передающей станции общее смещение отсчетной точки становится более 5 мкс и возникает ошибка в определении временноо поло жения импульса.В предлагаемом устройстве смещение отсчетной точки сигнала за счет действия режекторных фильтров Грф скорректировано и ошибка определения временного положения импульса определяется вре менным смещением отсчетной точки сигМала только за счет его распространения по трассе, тогдаЕ Ри ошибка в определении временного положения импульса появляется уже на удалениях от передающей станции свыше 1500 км (фиг. 2),Таким образом, в предла 1 аемом устройстве уменьшена ошибка измерения временного положения импульса, позволяющая увеличить дальность действия устройства, по сравнению с известным устройством примерно в 2 раза. 20формула изобретенияУстройство для измерения временного положения импульса, содержащее последо вательно соединенные первый коммутатор и полосовой фильтр, формирователь отсчет. ной точки, выход которого соединен с пер. выми входами регистратора и анализатора рассогласования параметров сигнала, на- зо копитель, второй коммутатор, второй вход анализатора рассогласования параметров сигнала соединен с первым выходом регистратора, второй выход которого соединен управляющим входом второго коммутатора, к другому входу которого через накопитель подключен выход анализатора рассогласования параметров сигнала, входы формирователя пилотсигнала и формирователя импульсов объединены и соединены с третьим выходомрегистратора, а выходы подключены соответственно к первому и второму управляющим входам первого коммутатора, третий вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с цепью точности измерения временного положения импульса, в него дополнительно введены накопитель и сумматор,причем выход анализатора рассогласования параметров сигнала через дополньтельный накопитель подключен к первомувходу дополнительного сумматора, второйвход которого соединен с выходом второгокоммутатора, а выход - с первым входом формирователя отсчетной точки, выход полосового фильтра через режекторныйфильтр подключен к второму входу формирователя отсчетной точки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР576553, кл. Я 04 Г 10/04, 1975.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке2883804/18-21,кл, б 04 Г 10/04, 1960,076427 Ау ж 427венного комитетаретений и открытЖ, Раушская 002/75 Ти ВНИИПИ Государст по делам нэ 113035, МоскваПодписное Р ака б.,ПП Патент, г. Ужгород, ул ктна Составитель Л. Плетнева ор В. Иванова Техред З.Палий Корректор Н. Б