Устройство для формирования импульса окна селекции

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 11 196 3 К 5 26 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 51 фОРП 1 Р(1 ВЛН)5 11 ИИ 1 л 6 тся к импульсь использоваических сис - акустических тнось т быт акуст е науч 110 прои.1еьсие 1 ьефгегэ) ьаввььдр Т,1 нирован плаву- изоб- очности ХРЛЬС воко вьпцьсамиро Цельние 8С Т Г.П Ь Г ТК 5/19ЕЛЬГТЦК 5/26,кна селекции ация импульс;ь,0 597 1 инфорта:стовых ржит шину еь, Вину 2 ЬкльО 55 юи сизнал -э селекции ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТР 0110 ТВ 0 ЛЛ ПУЛЬСА 0 КНЛ О 1;ЛГК (57) Иэобретецис о ььоьь технике и може цо в да 1 ььнол 5 ерцььх темах, напрььмер в устрсьь"ьетвах поэици чих буровых устацо ретеьшя является п форьяьровация импулГ тР 55 ь тво лыи 515 ОР 5)Кь ГЕЛЕКЬШИ СОДЕ маььион 5 ых импу:ььсо1628196 сигналов, шину 4 импульса окна селекции, блок 5 сравнения длительности импульсов, блок 6 памяти, блок 11формирования импульса окна селекции,Поставленная цель достигается засчет введения шины 3 запуска и образования новых Функциональных связей,причем блок 5 сравнения длительности импульсов содержит элементы И 51- 105,Иблок 6 памяти - триггеры 6.16.Б памяти, элемент И 7, триггер 8 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовацо ц дальномерных акустических системах, например в гидроакустических 20устройствах позиционирования плавучих "уровых установок (ПБУ),Цель изобретения - повышение точности ормирования импульса окна селекции,25 На фиг, 1 показана структурная электрическая схема устройства; ца фиг. 2 - временные диаграммь 1, поясняющие работу устройства30Устройство (фиг,. 1) содержит шину 1 информационного импульса, ину 2 тактового сигнала, шину 3 запуска шину 4 импульса окна селекции. Ница 1 соедйцеца с первым входом блока 5 сравнения длительности импульсов, содержащего элементы И 5,1-5,Б, кпца 3 соединена с первым входом блока 6 памяти, который содержит И триггеров 6.1-6.1 Я памяти, элемент И 7, триггер 40 8 состояния, элемент 9 задержки, элемент ИЛИ 10, Бина 2 соединена с вторым входом блока 6 и первым входом блока 11 формирования импульса окна селекции, который содержит генератор 12 тактовых импульсов, счетчик 13 импульсов, триггеры 14,1 - 14. (11+1) строб-импульсов, многопозиционный переключатель 15 триггер 16 строб- импульса начальной установки, элементы И 17,1-17,(И+1), элемент ИЛИ 18, С второго по 01+1)-й входы блока 5 соединены соответственно с второго по (И+1)-й выходами блока 11, входы с (И+2)-го по (2 Ю+1)-й соединены- 55 соответственно с (0+2)-го по (2 Н+1)-й выходами блока 11, а выходы с первого по 11"й соединены соответственно с входами с четвертого по (0+3)-й состояния, элемент 9 задержки, элемент ИЛИ 10, а блок 11 формированияимпульса окиа селекции - генератор12 тактовых импульсов, счетчик 13импульсов, триггеры 14.1-14.(И+1)строб-импульсов, многопозиционный переключатель 15, триггер 16 строб-импульсов начальной установки, элементы И 171-17 (0+1), элемент ИЛИ 18.3 з,п. Ф-лы, 2 ил,блока 6, третий вход которо 1 о соедиш.ц с шиной 1, с первого по Н-йвыходы, выполненные инверсными, соответственно с второго по (И+1)-йвходами блока 11, выходы с (11+1)-гопо 2 И, выполненные прямыми соответственно с (И+2)-го по (2 М+1)-й входами блока 11,В блоке 5 первые входы элементовИ 5,1-5,И соединены с первым входомблока 5, второй вход элемента 5,ьсоединен с (+1)-м входом блока 5,где 1.=,2, ,Б, третий вход элемента И 5,1. - с (+И+1)-м входом блока5, а выход элемента И 5,1 - с -мвходом блока 5,В б 1 оке 6 первый вход элементаИЛИ 10 соединен с первым входом блока 6, вход элемента 9, эадержкн соедц,ен с ирвым входом элемента И 7и вторым входом блока 6. Вход установ"кц тпц 1- ера 8 соединен с третьим входом блока 6, вход сброса - с выходомэлемента ИЛИ 10, а инверсный выходс вторым входом элемента И 7, выходкоторого соединен с входами сбросакаждого из трш геров 6,1-6,И, причемвход установки триггера 6. соединенс (1+3)-м входом блока 6, инверсныйвыход - с 1-м выходом блока 6, прямой выход - с (+И)-м выходом блокаь, а выход элемента 9 задержки - гвторым входом элемента ИЛИ 10. В блоке 11 выход генератора 12 соединен со счтным входом счетчика 13, с первого по И-й выходы которого соединены с замыкающими контактами многопозцционного переключателя 15, переключающий кснтакт которого соединен с входом устацэвки триггера 16, вход сброса которого соединен с входами сброса триг 1 гров 14, 1-14.(И+(1)50 где Н - расстояние между источникоми приемником акустическихсигналов, м;с - скорость звука в море, м/мс;Ь с - разрешающий временной интервал приема сигналов, определяемьй временным сдвигом между строб-импульсами, мс.+1), входом сброса счетчика 13 ипервым входом блока 11, а прямой выход - с первым входом элемента И 17.1с второго по (М+1)-й входы которого5соединены соответственно с второгопо (М+1)-й входами блока 11, а выход - с первым входом элементд ИЛИ 18выход которого соединен с первымвыходом блока 11, а с второго по 10(М+1)-й входы - с выходдми соответственно элементов И 17.1-17,(М+1), причем первый вход элемента 17. соединен с прямым выходом триггера 14,(3-1) и с 1-м выходом блока 11, где 153=2,3(М+1), второй вход - с(3+М)-м входом блока 11, третий входс инверсным выходом триггера 14, ис (3+М)-м выходом блока 11, причемс (М+ 1) -го по (М+М+ 1)-й выходы счетчика 13 соединены с входамц установки соответственно триггеров 14.114, (М+1),Бфровые обозначения нд временных диаграммах 1 иг, 2 соответствуют 25цифровым обозначениям элементов цпмн на Фиг. 1,Устройство работает следуюппм образом.В момент включения устройства 30триггер 8 устанавливдется н нулевоеположение импульсом сбросд, поступающим на его вход сброса с плы 3через элемент ИЛИ 1 П., При этом ндинверсном выходе триггера 8 устанавливается единичный потенциал, Тактовый сигнал запускает источник акустических сигналов (не показан) иодновременно по пице 2 через элементИ 7 осуществляет сброс триггеров 406,1.,6,М блока 6 памяти Такти ымсигналом осуществляется также сброссчетчика 13 и триггеров 16, 14,114. (М л 1) .Первоначальная длительность стробимпульса , устанавливается оператором коммутацией соответствующихвыходов счетчика 13 по соотношению При появле информационного сигнала на шине 1 последний сравнивается по длительности со строб-импульсами Си сб (1+1) на элементе И 5.1, В случае совпадения во времени инФормационного импульса, например со строб-импульсамии(иг. 2, случай "а" такт 1) на выходе элемента И 51 появляется импульс, осуществляюп 1 установку триггера 6.1, Все остдльные триггеры блока 6 остаются при этом в исходном состоянии,Таким образом, в первом такте осупествляется выбор и запоминание разрешения (единичного потенциала на прямом выходе триггера 6,1) ца прохождение в следуюнел такте через элемент И 17.2 строб-импульсов с, иопределяюппх временное положениелмпульсд окцд приемаон, Во втором такте цд выход элемента И 17,2 прохоЛдит импульс,.которьп через элемецт ИЛИ 18 поступает ца шину 4, Если же информационный сигнал не прошел через ранее установленное о, (Фиг.2случдй "б", такт 3), то с ьчкода элемента И 17,1 через элемент ИЛИ 18 нд вьход в етвертом такте проходит Лг.г, кдк и в первом тд,те, устройство рдботдет с "кол приема", временное положене которого определяется длитсцьцостьк строб-им-,у.ьса цапчальцой установки , Гсл. в гроцесСсе рдботь временное положение информдци нного сгдла изменяется, а импульс рдзрсшеция появляетс" цд выхсде одного из М элементов И 5,15.М, то в следующем такте через .лемецтл ИЛИ 18 проходит импульс приемалоКн длительностью б прошедший через однц из элементов И 17,27,(М+1), получивший разрешение в предыдущем такте. Таким обрдзом, осуществляется автоматическое слежение эа временным положением информационного сигнала, что позволя т в очередном такте сф рмировать импульс ,и, длительностьЛкоторого определяется величиной разрешающего временного интервала. Еак правило, в гидроакустических системах позиционирования ПБУ выход Формирователя окна приема подключают к входу блока приема информационных сигналов, поэтому точность Формирования окна приема определяет и точность селекции информационных сигналов.(2) где Р - плотность вероятности появления помех и определяется, как отношение числа импульсов помех к числу периодов следования тактовых импульсов Т;дЬ с - время ожидания сигнала, мс,Пусть Т=2000 мс, Р=б,Дс =йс =48 мс, тогда решая уравнение (2), получим, что 1 с =0,07 (7 отс ), т.е, в первом такта точность селекции саставляЛет 7 от ь, и только через К тактов происходит адаптация устройства. лТак как формирование сад и . . рассматриваемомустройстве не связано с проведением операции аналогового преобразования, то точность формирования импульса окна селекции, а значит, и точность селекции определяется только стабильностью генератора и выбранным временным сдвигамЛ Л л Ьс между строб-импульсами с , , с (п+1). При этом величина 1 С может быть существенно минимизиргвана и выбирается исходя из условий работы объекта позиционирования (скорости его перемещения, Т, уровня цумов и таад.), Так, например, в рдссматЛ ргваемом случае оптимален выбор Дс = =2 мс. Подставляя Ь с, в армулул(2), найдем, что с =0,003 (0,3% от). Таким образом, при использовании данного устройства в селекторах информационных сигналов адаптация происходит зд один такт, а точность селекции вьцце точности селекции с Произвсдем сравнительную оценку точности селекции при использовании известногоданага устройств ри функционирсвднии их в составе гдрсакустческсгс устройства и зцоирсвдния ПБУ, Пусть расстояние между источникам и приемником акустических сигналов 11=л 50 м, время похождениялинфармдциспнсгс сигндла ь =300 мс, Тдклкак Ь =1 б% от Ъ, тс пительнасть строб-импульса начальай установки лво не может быть задана точнее, чем Ьь =48 мс (16 , оть ), Известно,что среднпогрешность; вызванная помехами 1,д (стосительное изеениелджитс,.стп с нд и хаце . срмдцс- ного триггера), определяется пс фор- муле1 О 15 1, Устройство дпя формирования импульса окна селекции, содержащее блок срдвея длительностей импульсов, блок памяти блок формирования импульса окна селекции, первый вход которого соединен с шиной тактавогс сигнала, а первый выхсд - с шиной импульса окна сеекц , а также шину информационного импульса, г т л и ч д ю ш е е с я ;ем, что, с цепью повышения точности фсрмирсвдния импульса окна селекции, в него введеа цинд запуска, соединенная с первым входом блока дмят, второй вход которого саеднен с цпс тактового сигнала, третий вход - с шиной инфармационнага мпульс"д, д входы с четвертого по (11+3)-й - соответственно с первого по 11- выходами б;ока сравнения длительности импульсов, герьцй вход которого соединен с циной формациснога импульса, входы с параго по (11+1)- - соответственно с нт рого по (1+1)-й вс кодакаблока формирования импульсд анна селекции, входы с (К+2)-го по (211+1) - й - соответственно с (1+2) -го по (2 Г 1+1) -й выходами блока формирования импульса окна еелекцп с второго гс (11+1)-й входы которогс соедилеы соотьетс. - венно с первого но 1-й выходами блока памяти, выполненными прямыми, а входы с (1+2)-го по (211+1) -й - соответственна с (1+1)-гс по 2 Г 1-й выходами блока памяти, вьполе;ньц и инверсными.2. Устройство по п, 1, о т л ич д ю щ е е с я тем, что блок сравнения длительности импульсов содержит 11 элементов И, первье входы которых соединены с первым входом блока срав 20 25 30 35 40 45 50 55 использованием известного устройства в 20 раз,При вьсоких уровнях помех использование в селекторах известного устройства прототипа приводит к сбоямработе гидроакустического устройстза пози 1 ионироваия, что в своюочередь может привести к неконтролируемым смещениям ПБУ, а значит,к возникновению аварийных ситуаций,поломке бурового инструмента, потерескважины и т,д, Использование даннго устройства позволяет существенна повысить эффективность проведениябуровых работ на ПБУсрмула изобретенияпения длительности импульсов, второй вход .-го элемента И соединен с (1+1)"м входом блока сравнения длительности импульсов, где1,2К, третий вход д-го элемента И - с (+0+1)-м входом блока сравнения длительности импульсов, а выход -го элемента И - с -м выходом блока сравнения длительности импульсов.3. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, блок памяти содержит И триггеров памяти, элемент ИЛИ, первьп вход которого соединен с первым входом блока памяти, элемент задержки, вход которого соединен с первым входом элемента И и вторым входом блока памяти, а также триггер состояния, вход установки которого соединен с третьим входом блока памяти, вход сброса - с выходом элемента ИЛИ, а инверсньп выход - с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входами сброса каждого из М триггеров памяти, вход 25 установки -го триггера памяти соединен с (+3)-м входом блока памяти, инверсный выход - с .-м выходом блока памяти, прямой выход - с (+И)-м выходом блока памяти, причем выход элемента задержки соединен с вторым входом элемента ИЛИ . 4, Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок формирования импульса окна селекции содержит генератор тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов,с первого по М-й выходы которого соединены с замыкающими контактами многопозиционного переключателя, переключающий контакт которого соединен с входом установки триггера строб-импульса начальной установки, вход сброса которого соединен с входами сброса каждого из (Я+1) триггеров строб-импульсов, входом сброса счетчика импульсов н первым входом блока формирования импульса окна селекции, а прямой выход - с первым входом первого элемента И, с второго по (И+1)-й входы которого соединены соответственно с второго по (И+1)-й входами блока формирования импульса окна селекции, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом блока Формирования импульса окна селекции, а с второго по (И+1)-й входв - с выходами соответственно с второго по (0+1)-й элементов И, причем первый вход 3-го элемента И соединен с прямым выходом (3-1)-го триггера строб-импульсов и с 3-м выходом блока Формирования импульса окна селекции, где 3=2,3(И+1), второй вход - с (3+0)-м входом блока формирования импульса окна селекции, третий вход - с инверсным выходом 3-го триггера строб-импульса и (1+И)-м выходом блока формирования им.ульса окна селекции, причем с (М+1)-го по (М+М 1)-й выходы счетчика импульсов соединены с входами установй соответ.твенно с первого по (В+1)-й триггеров строб-импульсов.1628196 Сост:иитель С,Еудови рехред Л.Олийнык Корре "р 1,1,али едактор одписно цраж 462 Заказ НИИ 1 Государственного комитета по изобретениям и от:рытиям нри ГКТ ССС 113035, Москна, Ж, Раушская наб., д, 4/5