Устройство для измерения длительности импульса

,8016 51) С 01 К 29/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ комсомолаВ, Невежин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Воронежский государственный университет им. Ленинского(54) УСТРОИСТВО ЛЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА(57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано вустройствах измерения длительностиимпульса; входящих в состав радио-,гидролокациоцной и другой аппаратуры.Цель изобретения - повышение точностиизмерения длительности импульса, искаженного паразитной ампцитудцой мо 2дуляцией в условиях действия широкополосной аддитивной помехи большойумеренной мощности - достигается засчет введения второго сумматора 18,второго генератора управляющих импульсов 5, усилителя 6, третьего ичетвертого расшири телей импульса 7и 21, второго управляемого ключа 13перемножителя 14, второго блока амплитудных отношений 15, экспоненциального усилителя 20. Кроме того,устройство содержит переключатель 1первый генератор управляющих импульсов 2,генератор линейно изменяющегонапряжения 3, усилитель-цнвертор 4,первый управляемый ключ 8, первый ивторой расширители импульсов 9 и19,первый и второй квадраторы 10 и 1первый блок амплитудных отношений 1первый сумматор 12, полосовой филь16.14 ил,40 Изобретение относится к радиотехнике и может бьть использовано я устройствах измерения длительности импульса, входящих в состав радиогидро 5локационной и другой аппаратуры,Цель изобретения - повышение точности измерения длительности импульса, искаженного паразитной амплитудной модуляцией, при наличии широкополосных помех больших и умеренныхмощностей.На фиг, 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг. 2-14времеменные диаграммы, поясняющиевид преобразований, которым подвергается искаженный мультипликативнойпомехой импульс при прохожденииразличных элементов предлагаемогоустройства.Предлагаемое устройство содержитпереключатель 1, первый генератор 2управляющего импульса, генератор 3линейно изменяющегося напряжения(ГЛИН), усилитель-инвертор 4, второй 25генератор 5 управляющего импульса,усилитель 6, первый расширитель 7длительности импульсов (интегратор),первый управляемый ключ 8, второйрасширитель 9 длительности импульсов,первый квадратор 10, первый блок 11амплитудных отношений, первый сумматор 12, второй управляемый ключ 13,перемножитель 14, второй блок 15 амплитудных отношений, полосовой фильтр16, второй квадратор 17, второй сумматор 18, третий расширитель 19 длительности импульсов, экспоненциальныйусилитель 20 и четвертый расширительдлительности импульсов 21,Положение 1 переключателя 1 соответствует работе устройства (при умеренном уровне широкополосных помех),когда генератор 2 управляющего импульса срабатывает от переднего фронтаизмеряемого импульса, Положение 11переключателя 1 соответствует работеустройства (при большом уровне помех),когда генератор 2 управляющего импульса срабатывает от импульса, синхронизированного с передним фронтом измеряемого импульса, При работе устройства в режиме 11 оно обладает наибольшей эффективностью,Входная клемма устройства черезпереключатель 1, генератор 2 управ 55ляющего импульса и генератор 3 линейно изменяющегося напряжения 3 соединена с первым входом блока 11 амплитудных отношений и входом усилителя 6, Второй вход блока 11 амплитудных отношений соединен с входной клеммой через квадратор 10, расширитель 9 длительности импульсов и управляемый ключ 8, Вьжод блока 11 амплитудных отношений соединен .с входом сумматора 12, второй вход которого через расширитель 19 длительности импульсов, сумматор 18, квадратор 17 и полосовой фильтр 16 соединен с выходом управляемого ключа 8. При этом второй вход сумматора 18 соединен с выходом усилителя-инвертора 4, вход которого соединен с выходом генератора 2 управляющего импульса. Выход сумматора 12 через экспоненциальный усилитель 20 соединен с входом управляемого ключа 13, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 5 управляющего имульса, а вход последнего - с выходом генератора 2 управляющего импульса. Выход управляемого ключа 13 соединен с входом расширителя длительности импульсов 21 и первым входом перемножителя 14, второй вход которого подключен к выходу усилителя 6, а выход перемножителя 14 подключен к входу расширителя 7 длительности импульсов, Входы блока 15 амплитудных отношений соединены с выходами третьего 7 и четвертого 21 расширителей длительности импульсов. Управляющие входы управляемого ключа 8 и расширителей 7, 9, 19 и 21 длительности импульсов соединены с выходом генератора 2 управляющего импульса.Устройство работает следующим образом.На вход измерителя длительности импульса поступает аддитивная смесь х(г.) = з(Г) + п(г.) импульса з(С) и широкополосной помехи п(С), Измеряемый импульс искажен паразтной амплитудной модуляцией так, что его можно описать формулой:(с), О йЕи, , О,1 где И - амплитуда неискаженной частио импульса;(.) описывает случайный закон амплитудной модуляции и обладает спектром мощности, сосредоточенном в диайазоне частот -2/2, 7 /21, причем мультипликативные искажения предполагаются быстрыми, так что, С 2 д /2 й1, 1684732При прецппеции входным сигналом некоторого уровня (пръекл 4)чятель 1 в положении 1) или прц поступлении импульса синхронизированцого с переднимУ5 фронтом измеряемого имцульГа (переключатель 1 в положеци 11), генератор 2 управляющгго импульса вырабатывает управляющий сигнал х(б), изображенный ца фи . 2 Длительцост. пер" 10 вого положительного импульса в уп равляюпем сигнале выбирается равной наибольшей возможной длительности измеряемого импульса Т. Расстояние от заднего ронта положительного импуль - са до переднего фронта второго (отрицательного) импульса тр выбцраетсн минимал.пм, цо достятсъ 4 ныл 4 д 7 я считывания результато и,мерсция. Таким образом, Тр - это эрея ицдика ции, Длит ельность Е 3 ТОрг;Го (4)ТРИ 14 а тельного) импульса выбирается минимальной, цо достаточъ,)й для упраГ- ния блоками схемы. В исходном состояънии (дъо включения генератора 2 управ ляющего сигнала) ключи 8 3 закрыть)управляющий сигнал на входах распкрите.4:й 7,9,19 и 21 длительности импульсов входе ГЛИЕ 1 3 и генераторе 5 управляюпего импульса отсутствует. При пояг ленни положительного импульг.а управляюпъь.го сигнала х (4.) оркрьъасГя ключ 8 и ОГт;)Гтся Отк 1)итьем Б тГ:еци времени ТВ этом интервале врмеци на расширитель 9 длительности импульсов и полосовой фильтр 16 поступает аппитивная гмесь х(:)=з(.)+п, где з(Т) описывается формулой (1), а п(С) - пирокополосная помеха, Полосовой фильтр 16 имеет полосу пропус кания, равную полосе -Я/2; Ч 2 /2 , занимаемую спектром мощности паразитной амплитудной модуляции измеряемого импульса (1), и должен обеспечивать коэффициент передачи К . В результа те на выходе блока 16 имеем сигнал хЕ) =К 1 х 4-), 84 . г)Я а дп (7 /2)211-4:КРПри этом сигнал (2) на выходе блока 16 отличается от входной смеси измеряемого импульса,и аддитивной помехи х(:) лишь тем, что подавлены все спектральные составляющие аддитивцой помехи и(.), лежащие вне полосы частот- Л/2; Л /21, и амплитуда изменена н 1, раз.Расшцрцтець 9 длительности импульсов представляет собой интегратор с(4) х (к) = К,с длительностью, ограниченной максимально возможцой длительностью измеряемого сигнала Т,Таким образом, ца выходе блока 11 амплитуъцьх отнопеций Ьормруется сигнал х Ф равныи который подается на один из входов суматора 1На второй вход сумматора 12 поступает влходной сигнал х, ),Я расширителя 19 длительности импульса, входной ГцГНаП КОтОрОГО ПрЕдСтаВЛяЕт СОбой выход сумматора 18, т,е. алгебраическую сумму сигнала с вьхода усилителяицвертора 4 р равного отрицательной постоянной величине - К, и выходного сигнала х 7(1.) квадратора 17, на вход которого поступает сигнал х, (:) (2), Таким образом, на второй вход сумматора 12 поступает сигнал х,(с), равный лх 1 ) 1 ъх 4) - 84 бе 18) так что на выходе сумматора 12 формируется сигнал х (ь 4,);2 7 хх е)=х Ь )7 Кър)+1 (х е)-84 Не, 17)ОС выхода сумматора 12 сигнал (7) поступает на усилитель 20 с экспоненциальной динамической характеристикой, формирующий выходной сигнал х (С:)2 о вида х 14) = ехр к х, Ь)=ехРК х ьх)/К )+ 1)х, 4)-К 184 18)о С выхода экспоненциального усилителя 20 на последующие блоки схемы болыпоЙ постГъяъцсъй )1 ъемец 1, ца Лыков ;е которого формируется сигналлх (4) =х(с)де.(319оДалее этот сигнал возводится в квадрат в блоке 10 и выходной сигнал квалратора 10 поступает на вхсъд блока 11 амплитудных отношений. Огцовременно на второй вход блока 11 с ць)- хода генератора 3 линейно изменяющегося напряжения поступает линейно изменяющийся сигнал1 б 84732 та времени Т, так что при Т 11Тна выходах интеграторов формируютсясигналы: на выходе интегратора 7Фх (Т) = КфК ь х (с) сс; (10)т,не выходе интегратора 21х (1)х (ь) с 1,. (11)тВ результате на выходе блока 15отношений формируется сигнал х (Т) - х (С) /х (1) .(13) ф о р м у л а изобретения сигнал поступает через ключ 11 который открывается с задержкой на времяТа ( Т относительно переднего фронтаположительного импульса управляющегосигнала х(Т), где Т - минимальновозможная длительность измеряемого импульса. Задержка обеспечивается тем,,что генератор 5 управляющего импульсафорьйруют управляющий сигнал, отличный 0ат нуля на интервале С Т Т 1 (фиг. 3). Перемножитель 14 формирует произведение х (с) сигнала хЙ), полученного из выходного сигнала ГЛИН усиле нием в К раз усилителем 6 и сигнала х Я) с выхода ключа 13:Я Таким образом, на вход интеграторов 7 и 21 входные сигналы хЙ) и х,(с,) начинают поступать после момен Таким образом, величина х,5(Т) представляет собой измеренное значение35неизвестной длительности входного импульса,После окончания в момент времениТ положительного импульса управлляющего сигнала ху(с) ключ 8 закрывается,прекращается 1 ормирование линейно изменяющегося сигнала ГЛИН 3, а отрицательным импульсом управляющего сигнала в момент времени Т + Тясбрасываются (обнуляются) интеграторы 7, 459, 19 и 21Измеритель приводится висходное состояние и готов к работе. 50Устройство для измерения длительности импульса, содержащее усилительинвертор, первую и вторую входную шины, которые через последовательно соединенные переключатель и первый55 генератор управляющего импульса подключены к входу генератора линейно изменяющегося напряжения, последоватеЛьно соединенные первый расширитель Этот сигнал зависит от времени и, высо приС Т. Когда с. ) Т, этот сигнал представляет собой постоянную величину, численно равную измеренному значению длительности входного импульса. Если выходной сигнал предлагаемого устройства х, (С) выразить через входную смесь импульса и помехи х(.), то в интервале времени от Т до Т + Т получают длительности импульсов, первый квадратор, первый блок амплитудных отношений и первый сумматор через первыйуправляемый ключ подключены к первойвходной шине, последовательно соединенные полосовой фильтр и второйквадратор подключены к выходу первогсз управляемого ключа, выход второгорасширителя длительности импульсовподключен к второму входу первогосумматора, управляющий вход первогоуправляемого ключа соединен с входомгенератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен свторым входом первого блока амплитудных отношений, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения точностиизмерения импульса, искаженного паразиткой амплитудной модуляцией в условиях действия широкополосной аддитивной помехи большой и умеренной мощности, в него дополнительно введенывторой сумматор, второй генератор управляющего импульса, усилитель, второй управляемый ключ, экспоненциальньпя усилитель, перемножитель, третий1684732 хФиг. Ъ фиг фиг и четвертый расширители длительности импульсов и второй блок амплитудных отношений, причем первый и второй входы второго сумматора подключены соответственно к выходу второго квад 5 ратора и выходу усилителя инвертора, а выход - к входу второго расширителя длительности импульсов, выход первого сумматора соединен с входом экспонен- (О циального усилителя, выход которого подключен к входу второго управляемого ключа, управляющий вход которого соединен с выходом второго генератора управляющих импульсов, вход которого подключен к входу генератора линейно изменякпцегося напряжения, а также к управляющим входам первого, второго,третьего и четвертого расширителейдлительности импульсов, второй входперемножителя черен усилитель подключен к вьп:оду генератора линейно изменяющегося напряжения, первый вход леремножителя соединен с выходом второго управляющего ключа и входом четвертого расширителя импульсов, выходкоторого подключен к второму входублока амплитудных отношений, первыйвход которого подключен к выходу третьего расширителя длительности импульсов, вход которого соединен с выходом-переиножителя, выход второго блокаамплитудных отношений является выходом устройства.1 б 84732 Ревская актор каэ 3505 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Умгород, ул, Гагарина, 101 Соста чолинскай Техре