Двухпороговый экстраполяционный способ определения временного положения видеоимпульсов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 191 (111 С 04 Р 10 ИСАНИЕ РЕТЕНИЯ ЛЬСТ МУ СВИ АВТО, 836Н,П.Конищева ,8)основы радиолокаЛулевича. М,: с. 319-320.Чернявский А.ф. я в Физическом Энергоатомиздат,Ь 4) Д НЫЙ СП ПОЛОЖЕ (57) И ан олож ретен делен импул по о ют тФиксле ется за ключ калу вр ое знац ируют и г -Сущность способа том, что формируют ш фиксируют максимальн деоимпульса Я , Форм= Л, Ри второй 11 щие уровни, причем 0 а 1 гЛ, СДВИГаЮт ВИ время Е не меньшее стижения видеоимпулья к измерибыть испол временного в. е виый следя(1 г 1,на вляется и ения вре льсов эа ции о вре деоимпуль но (1 оимпу чем в м мак чет ендо льГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВУХПОРОГОВЫЙ ЭКСТРАПОЛЯЦИОНОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕННОГО НИЯ ВИДЕОИМПУЛЬСОВзобретение может быть испольпри определении временного ния видеоимпульсов. Цель изобя - повышение точности опрея временного положения видеосов - достигается тем, что вают значение спада сдвинутоеоимпульса с вторым следящим м, в момент сравнения Формирутий сигнал сравнения, которым уют значение времени с по шкаемени, сравнивают значение Изобретение относит тельной технике и може эовано при определении положения видеоимпульс Целью изобретения шение точности опреде го положения видеоимп использования информ ном положении спада вспада сдвинутого видеоимпульса с первым следящим порогом, в момент срав" нения формируют четвертый сигнал сравнения, которым Фиксируют значение временипо шкале времени и определяют временное положение видеоимпульса из математической формулы, приведенной в описании изобретения, Способ заключается также в том, что формируют шкалу времени, фиксируют максимальное значение видеоимлульса А, Формируют первый Б, = 4, А ивторой 11, =А следящие пороги, где 1 г л 0Л, (1, 0Лг 1. Сдвигают видеоимпульс на время 1; с не меньшее, чем время достижения видео" а импульсом максимального значения, сравнивают значение Фронта сдвинутого видеоимпульса с первым следящим порогом, в момент сравнения формиру- С ют первый сигнал сравнения, которым Фиксируют время с, по шкале времени, сравнивают значение Фронта сдвинутого видеоимпульса с вторым следящим порогом, в момент сравнения форми.руют второй сигнал сравнения, которым Фиксируют значение времениг по шкале времени. 2 ил.ного значения, последовательно срав-; нивают значения фронта сдвинутого видеоимпульса с первым и вторым сле" дящими уровнями, а в моменты совпа" дения формируют первый и второй сигналы совпадения, которыми Фиксируют значения времении е по шкале времени соответственно, последовательно сравнивают значение спада сдвинутого видеоимпульса с вторым и первым следящими уровнями и в моменты совпадения Формируют третий и четвертый сигналы совпадения, кото" рыми фиксируют значения времени 1 Э и е 4 по шкале времени соответственно й определяют временное положение видеоимпульса из зависимостиЛ,(, + е) - Л, И+ с э) 202 Д - Л ) 10 55 где Я, и Л, - относительные уровниизмерения,25Т, и.- времена пересечениясоответственно фронтоми спадом первого следящего порога;и е " времена пересечения 30соответственно фронтом и спадом второгоследящего порога;е - время смещения видеоимпульса. 35Способ сводится к линейной аппроксимации фронта и спада видеоимпульса по двум точкам, экстраполяции полученных прямых до пересечения сосью абсцисс и выборе в качестве 40. временного положения видеоимпульсасреднего арифметического точек пересечения.На Фиг. 1 показана Функциональная,схема устройства для реализации способа, на фиг. 2 - структурйая схемаблока памяти,Устройство (фиг. 1) содержит вход1 подачи напряжения , порога обнаружения, вход 2 подачи напряжения видеоимпульса, вход 3 "Старт", вход 4"Стоп", компаратор 5, элемент 6 лифтференцирования, элемент 7 задержки,триггер 8, ключ 9, генератор 10 импульсов, триггер 11, элемент 12 за"держкй) пиковый детектор 13) ампли"тудный квантователь 14, состоящийиз компараторов 15, 16 и делителянапряжения из последовательно соединенных резисторов 14,1(К, 14.2(К ),14.3(К ), значения которых связанысистемой уравнений;К 1=-л,элемент И 17, элемент 18 задержки,элементы И 19, 20, элементы 21 и 22дифференцирования, счетчик 23 импульсов, блок 24 памяти, элементыНЕ 25, 26, элемент 27 задержки, элементы ИЛИ 28-30, сумматор 31, элементы И 32-.34, группу элементовИ 35, триггеры 36, 37, элемент 38задержки, элемент ИЛИ 39. группуэлементов И 40, регистр 4 и группувыходов 42, - 42 устройстваВход 1 подачи напряжения порогаобнаружения соединен с первым входом компаратора 5.Вход 2 подачи напряжения видеоимпульса подключен к второму входукомпаратора 5 и сигнальному входуключа 9, выход компаратора 5 соеди-.нен с входом элемента 8 дифференцирования и с управляющим входом ключа 9, выход которого подключен ксигнальному входу пикового детектора 3 и к входу элемента 12 задержки,выход которого соединен с первымивходами компараторов 15 и 16. Выходпикового детектора 13 соединен сосвободным выводом резистора 14.3,общая точка резисторов 14,2 и 14.3соединена с вторым входом компара-тора 16, а общая точка резисторов14.1 и 14,2 подключена к второмувходу компаратора 15, свободный вывод резистора 14.1 соединен с обЩейшиной. Выход элемента 6 дифференци-.рования через элемент 7 задержкисоединен с единичным входом триггера8, прямой выход которого подключенк первым входам элементов И 32, 33 иВыходы компараторов 15 и 16 соединены с входами соответственно элементов 21 и 22 дифференцирования)выходы которых соединены с первымивходами элементов ИЛИ 29 и 30 соответственно, а также с входами элементов НЕ 25 и 26 соответственно, вы"ходы которых подключены к вторымвходам элементов ИЛИ 29 и 30 соответственно, выходы которых соединеныс вторыми входами элементов И 32 и33 соответственно. Выход элементаНЕ 25 соединен с вторым входом элемента И 34, выход которого подключенк входу элемента 38 задержки, выводкоторого соединен с нулевым входомтриггера 8,Выходы элементов И 32 и 33 соединены с единичными входами соответственно триггеров 36 и 37.Вход 4 "Бтоп" устройства соединенс входом элемента 27 задержки и снулевым входом триггера 11, прямойвыход которого подключен к первомувходу элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом генератора 10 импульсов, а выход - с первыми входами элементов И 19, 20 и свходом элемента 18 задержки, выходкоторого подключен к счетному входусчетчика 23 импульсов, обнуляющийвход которого соединен с выходомэлемента 27 задержки, а информационные выходы подключены к адреснымвходам блока 24 памяти,Прямые выходы триггеров 36 и 37соединены с вторыми входами элементов И 19 и 20 соответственно, выходыкоторых подключены соответственно кпервым и вторым входам считыванияблока 24 памяти, информационные выходы которого соединены с информационными входами сумматора 31 иобъединены элементом ИЛИ 28, выходкоторого подключен к нулевым входамтриггеров 36 и 37, а информационныевыходы сумматора 31 соединены спервыми входами соответствующих эле"ментов И 35, вторые входы которыхобъединены и подключены к выходуэлемента 38 задержки и к обнуляюще"му входу пикового детектора 13, авыходы являются группой выходов42-42 устройства и объединеныэлементом ИЛИ 39, выход которогосоединен с обнуляющим входом сумматора 31 и с первыми входами элементов И 40,вторые входы которых под"клюцены к соответствующим информационным выходам регистра 41, а выходы - к информационным входам сум-,матора 31. Отвод элемента 38 задерж-.ки соединен с нулевым входом тригге.ра 8,5963006Блок 24 памяти (фиг. 2) содержит,.первый вход 43 считывания и второйвход 44 считывания, дешифратор 45, 5группу адресных входов 46 -461где Е - разрядность сцетчика 23 импульсов, группу из 2 " щ-разрядныхрегистров 47, группу из 2 " щ-разряд-.ных регистров 48, 2 " групп элементовпо щ элементов И 49 в каждой, 2"групп по щ элементов И 50 в каждой,группу из щ элементов ИЛИ 51, информационные выходы 52-52блокапамятиАдресные входы 46-46соединены с входами дешифратора 45, первый вход 43 считывания соединен спервыми входами элементов И 49 всех2-х групп элементов, второй вход 44 20 считывания соединен с первыми входами элементов И 50 всех 2 группэлементов, 1-й (1 = 1,22 ) выходдешифратора 45 соединен с вторымивходами всех элементов И 49 и 50 25 1-й группы элементов, 1-й (1 = 1,2щ) разрядный выход -го регистра47 соединен с третьим входом 1-гоэлемента И 49 -й группы элементов,1-й разрядный выход -го регистра48 соединен с третьим входом 1-гоэлемента И 50 1-й группы элементов,одноименные элементы И 49 и 50 всехгрупп элементов объединяются соот"ветствующим элементом ИЛИ 51 группы,выходы которых служат информационными выходами 52, -52 блока памяти.Устройство работает следующимобразомВ исходном состоянии на вход по"лается пороговое напряжение обнару"жения, На выходе компаратора 5 нулевой уровень, который запираетключ 9, На выходе пикового детектора - нулевой уровень. Генератор 10импульсов запущен. Триггеры 8, 11,36, 37 - в нулевом состоянии.Нулевой уровень с прямого выходатриггера 11 запирает по первомувходу элемент И 17, блокируя даль"нейшее прохождение импульсов с выхо"да генератора 10 импульсов. Нулевойуровень с выхода триггера 8 запирает го первому входу элементы И 32,33 и 34, блокируя прохождение импульсов с выходов элементов 21 и22 дифференцирования, Формируемыхпоследним из возможных перепадовсостояний компараторов 15 и 16, про-исходящих под воздействием помех.Вторые входы элементов И 32, 33 и 34 являются импульсными. Нулевые уровни с прямых выходов триггеров 36 и, 37 запирают по вторым входам элементы И 19 и 20,Первые входы элементов И 19 и 20 - импульсные. Импульсными входами также являются первые входы элементов И 40 и вторые входы элемен тов И 17 и 35. Счетчик 23 импульсов обнулен.Сцетчик 23 импульсов одновременно выполняет функцию счетчика адреса блока 24 памяти, в 1-й регистр 47 15 которого занесен дополнительный код числаЛ ЛТ2 ТВ л 1520а в -й регистр 48 - дополнительныйкод числаЛ,аТ 1252(Л,р-Л )где= 1,22 1;Е - разрядность сцетчика 23 импульсов; 30йТ - период следования импульсовгенератора 10 импульсов.В регистр 41 и в сумматор 31 записан дополнительный код значениягде е - время задержки элемента 12задержки.Первые входы элементов И 49 и50 - импульсные,Цепи начальных установок на фиг.1и 2 не показаны.Все элементы устройства реагируют только .на импульсы положительнойполярности, а импульсы отрицатель-.ной полярности гасятся диодной развязкой во входных цепях элементов,При поступлении на вход 3 "Старт"запускающего импульса триггер 11переключается в единичное состояние.единичный уровень с прямого выходатриггера 11 отпирает элемент И 17 и,импульсы с выхода генератора 10 импульсов поступают на счетный входсцетцика 23 импульсов (формируется.шкала времени).Каждое значение кода счетчика 23импульсов отслеживается формированием единичного уровня на соответствующем выходе дешифратора 45 блока 24памяти. При превышении. напряжением фрон-та видеоимпульса, поступившим навход 2, напряжения порога обнаружения на выходе компаратора 5 Формируется единичный перепад напряжения,из которого элемент 6 дифференцирования формирует импульс, поступающий на в%од элемента 7 задержки,Единичным уровнем с выхода компаратора 5 отпирается клюц 9, обеспечивающий поступление видеоимпульсана входы элемента 12 задержки и пикового детектора 13, Пиковый детектор 13 Формирует уровень максимального значения видеоимпульса Л, иподает его на вход делителя напряжения, собранного на резисторах 14,1,.14,2, 14.3. При этом в общей точкерезисторов 14.1 и 14.2 формируетсянапряжение первого следящего уровобщей точке резисторов 14,2 и 14.3 - напряжениевторого следящего уровня Бг = Лкоторые поступают на вторые входысоответственно компараторов 15 и16, на выходах которых установлен;нулевой уровень,В элементе 12 задержки видеоимпульс задерживается на время с, неменьшее, чем время достижения иммаксимального значения (априори из"вестное), измеряемого по уровню порога обнаружения,Время задержки элемента 7 задержки меньше времени задержки элемента12 задержки на время срабатываниятриггера 8.Импульс с выхода элемента 7 задержки переключает триггер 8 в единичное состояние, единичный уровеньс выхода которого отпирает элементы И 32, 33 и 34Напряжение видеоимпульса с выхода элемента 12 задержки поступаетна первые входы компараторов 15 и16.При совпадении напряжения фронтасмещенного во времени видеоимпульсас напряжением первого следящегоуровня на выходе компаратора 15 формируется единичный уровень, из которого элементом 21 дифференцированияФормируется импульс, который черезэлементы ИЛИ 29 и И 32 переключаеттриггер 36 в единичное состояние.Импульс отрицательной полярности,возникающий на выходе элемента НЕ 25,гасится элементом ИЛИ 29, выполнен 1596300ным по диодной схеме с диодной развязкой во входной цепи элемента И 34.Единичный уровень с выхода триггера 36 отпирает элемент И 19. Оче 5 редной ближайший импульс с выхода генератора 10 импульсов через элементы И 17 и 19 поступает на первый вход считывания блока 24 памяти, считывает дополнительный код из 1,-го регистра 47, где 1, - текущее знаценче счетцика 23 импульсов, который через 1,-ю группу элементов И 49 и элементы ИЛИ 51 поступает на информационные входы сумматора 31, в котором Формируется значение 10 при этом ЛТ 1, =Импульс с выхода элемента И 17задерживается элементом 18 задержкина время выбора информации из блока24, после цего поступает на счетный вход счетчика 23 импульсов,На (1,+1)-м выходе дешифратора45 устанавливается единичный уровень.30Импульсы с информационных выходов52-52 блока 24 памяти объединяются элементом ИЛИ 28 и сформированный импульс обнуляет триггер 36, нулевой уровень с выхода которого запирает элемент И 19,При совпадении напряжения фронтасдвинутого видеоимпульса с напряжением второго следящего уровня навыходе компаратора 16 формируется 40единичный перепад напряжения, покоторому элементом 22 дифференцирования Формируется импульс, переключающий через элементы ИЛИ 30 и И 33триггер 37 в единичное состояние. 45Единичный уровень с выхода триггера 37 отпирает элемент И 20.Очередной ближайший импульс с выхода генератора 10 импульсов черезэлементы И 17 и 19 поступает на 50второй вход 44 считывания блока 24памяти, считывает дополнительныйкод из 1-го регистра 48, где 1 д -текущее значение счетчика 23 импульсов, и выдает его через 1 -ю группу 55элементов И 50 и элементы ИЛИ 51на информационные входы сумматора31, в котором формируется значение2(Л - Л, ) Дальнейшая работа узлов устройст"ва аналогична описанной,При совпадении напряжения спада сдвинутого видеоимпульса с напряжением первого следящего уровня на выходе компаратора 15 формируется единичный нулевой перепад напряжения, по которому элементом 21 диф" Ференцирования формируется импульс отрицательной полярности, который где 1 аТ =тИмпульсы с информационных выходов- 52, -52 , блока 24 памяти объединяются элементом ИЛИ 28 и сформирован-ный импульс обнуляет триггер 37,нулевой уровень с выхода которогозапирает элемент И 20.,При совпадении напряжения спадасдвинутого видеоимпульса с напряжением второго следящего уровня навыходе компаратора 16 формируетсяединичный нулевой перепад напряжения, из которого элементом 22 диф"ференцирования формируется импульсотрицательной полярности, которыйпоступает на вход элемента НЕ 26 игасится элементом ИЛИ 30,Импульсы положительной полярности с выхода элемента НЕ 26 черезэгементы ИЛИ 30 и И 33 переключаюттриггер 37 в единичное состояние.Единичный уровень с выхода триггера37 отпирает элемент И 20.Очередной ближайший импульс с выхода генератора 10 импульсов черезэлементы И 17 и 19 поступает на второй вход 44 считывания блока 24 памяти, считывает дополнительный кодиз 1-го регистра 48, где 1 - теку"щее значение кода счетчика 23 импульсов, и через 1 з-ю группу элементов И 50 и элементы ИЛИ 51 поступает на информационные входы суммато"ра 31, который Формирует значениепоступает на вход элемента НЕ 25 и гасится элементом ИЛИ 29.Импульс положительной полярности с выхода элемента НЕ 25 через элемент И 34 поступает на вход элемента 38 задержки, а через элементы ИЛИ 29 и И 32 переключает триггер 36 в единичное состояние.Единичный уровень с выхода триг гера 36 отпирает элемент И 19,Очередной ближайший импульс с выхода генератора 10 импульсов. через элементы И 17 и 19 поступает на первый вход считывания блока 24 памяти, 15 считывает дополнительный код из 1 -го регистра 47, где 1 д - текущее значение кода счетчика 23 импульсов, и через 1-ю группу элементов И 49 и элементы ИЛИ 51 поступает на инфор мационные входы сумматора 3 1,. в котором Формируется значение временного положения видеоимпульса 2( Л,р - Л,устройст-. 3 его на Импульсы с выходо И 35 объединяются эл и сформированный имп сумматор 31, считыва код значения - е из через элементы И 40 сумматор 31. элементовментом ИЛИ 39льс обнуляетт дополнительныйрегистра 41 ианосит его в Дальнейшая работа узлов 0 ва аналогична описанной.Импульс с вывода элемента 38 задержки, задержанный на время распространения импульса с выхода элемента НЕ 25 до единичного входа триггера З 5 36, переключает триггер 8 в нулевоесостояние.Нулевой уровень с выхода триггера 8 запирает элементы И 32, 33 и 34.Импульс с выхода элемента 38 за,держки, суммарно задержанный на период следования импульсов генератора 10 импульсов, плюс время выборки информации из блока 24 памяти плюс время выполнения операции сложения 45 в сумматоре 3 1, обнуляет пиковый детектор 13, считывает код временного положения видео импульсов с разрядных выходов сумматора 31 и через элементы И 35 выдает50 выходы 42, -42устройства В момент совпадения напряжения спада видеоимпульса с напряжением порога обнаружения на выходе компаратора 5 Формируется единичный отрицательный перепад напряжения, из которого элементом 6 дифференцирования формируется импульс отрицательной полярности, поступающий на вход элемента 7 задержки. Установившийся нулевой уровень на выходе компаратора 5 запирает ключ 9. Импульс отрицательной полярности с выхода элемента 7 задержки гасится диодной развязкой во входной цепи триггера 8.Устройство оказывается подготовленным к определению временного положения очередного видеоимпульса.По завершению измерений на вход 4 "Стоп" устройства поступает сигнал, который переключает триггер 11 в нулевое состояние и подается на вход элемента 27 задержки.Нулевой уровень с прямого выхода триггера 11 запирает элемент И 17, Сигнал с выхода элемента 27 задержки, время задержки которого больше времени задержки элемента И 17 задержки на время сложения в счетчике 23 импульсов, обнуляет последний,Способ позволяет увеличить точность измерения временного положения видеоимпульса в два раза .Формула и зоетенияДвухпороговый зкстраполяционныйспособ определения временного положения видеоимпульсов, в котором формирчют шкалу времени, фиксируют максимальное значение видеоимпульсаА , Формируют первый 11, = Я, А ивторой 11 = Л, Л, следящие пороги,причем ЛЛ"0Л 1, 0Л 1,сдвигают видеоимпульс на .времяне меньшее, чем время достижения видеоимпульсом максимального значения,сравнивают значение Фронта сдвинутого видеоимпульса с первым следящимпорогом, в момент сравнения формируЮт первый сигнал сравнения, которымфиксируют время , по шкале времени, сравнивают значение фронта сдвинутого видеоимпульса с вторым следящим порогом, в момент сравнения фориируют второй сигнал сравнения, который фиксирует значение времени е по шкале времени, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения временногоположения видеоимпульсов за счетиспользования информации о временномположении спада видеоимпульса сравнивают значение спада сдвинутоговидеоимпульса с вторым следящим по"рогом, в момент сравнения формируюттретий сигнал сравнения, которымфиксируют значение времени йз по шка" 0ле времени, сравнивают значение спадасдвинутого видеоимпульса с первымследящ,м порогом, в момент сравненияформируют четвертый сигнал сравнения,которым фиксируют значение времений по шкале времени и определяютвременное положение видеоимпульса изсоотношения2(Л -Л, ) где Л,и Л " относительные уровниизмерения;с - времена пересечения Фсоответственно фронтоми спадом первого следящего порога;- времена пересечения 3соответственно фронтоми спадом второго следящего порога сс - время смещения видеоимпульса,Л (С, + ,) - Лт( 2+ 3)о15963 00 Редактор И.Банд гЗаказ 2909 Тираж 350 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, И, Раушская наб., д. Й/5 омбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,101 11 Производственно-из ьс Сост Техр итель 10 Ли И. Ходанич ин Корректор И. Самборская