Преобразователь начальной амплитуды радиосигналов в интервал времени

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАЧАЛЬНОЙ АМПЛИТУДЫ РАДИОСИГНАЛОВ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ, содержащий последовательно соедиттЕнпые блок заряда и элемент сравнения, блок выделения целого полупериода , накопительный конденсатор и блок разряда, первый вход которого соединен с выходом блока заряда и -bllH- jj i - -n ; .5 . ,. „ i3 ;-;i;,;l.r v; . V ijMt.iiiOTCitA копительным конденсатором, первый вход блока заряда соединен с сигналь-. ным входом устройства и с первым входом блока выделения целого полупериода , выход последнего подключен к второму входу блока заряда., о т л и - . чающийся тем, что, с целью повышения точности в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов и элемент совпадения , а также резистор и ключ, вход которого соединен с вторым выходом формирователя импульсов, вход послед него подключен к второму входу блока выделения целого полупериода и к 9 входу синхронизации устройства, выход элемента сравнения соединен с вторым входом элемента совпадения, первый вход которого подключен к второму входу блока разряда, причем параллельно накопительному конденсатору включена цепочка последовательно соединенных резистора и ключа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН аю аи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ .,1, 111 Il "„ i+a, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

rIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3469105/18-21 (22) 09,07.82 (46) 07.05.84. Бюл, N - 17 (72) С.И. Богомолов и A.À. Портянко (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621 317(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство ГССР

Ф 411630, кл. Н 03 К 13/20, 09.11.71.

2, Балматов Н.A., Заливако В.Y).

Измерение параметр в одиночных и периодических радиоимлульсов. — "Измерительная техника", N - 9, 1981, с. 46-48. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАЧАЛЬНОЙ

АМПЛИТУДЫ РАЛИОСИГНАЛОВ В ИНТЕРВАЛ

ВРЕМЕНИ, содержащий последовательно соединенные блок заряда и элемент сравнения, блок выделения целого полупериода, накопительный конденсатор и блок разряда, первый вход которого соединен с выходом блока заряда и наканительным конденсатором, первый вход блока заряда соединен с сигнальным входом устройства и с первым входом блока выделения целого полупериода, выход последнего подключен к вто" рому входу блока заряда, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов и элемент совпадения, а также резистор и ключ, вход которого соединен с вторым выходом формирователя импульсов, вход последнего подключен к второму входу блока выделения целого полупериода и к входу синхронизации устройства, выход элемента сравнения соединен с вторым входом элемента совпадения, первый вход которого подключен к второму входу блока разряда, причем параллельно накопительному конденсатору Я включена цепочка последовательно сое. диненных резистора и ключа.

1091335

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в радиотехнике при измерении амплитуды свободных колебаний контура.

Известен преобразователь амплитуды радиосигналов в интервал времени, содержащий входной переключатель, элемент сравнения, блок управления, 10 интегратор, резисторы интегрирующих цепей„ источники постоянного напряжения (fj, Недостатками известного устройства являются низкая точность преобразования и невысокое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь амплитуды радиосигналов в интервалы времени, содержащий последовательно соединенные блок заряда и элемент сравнения, блок выделения целого полупериода, накопительнь1Й конденсатор и блок разряда, первый вход которого соединен с выходом

25 блока заряда и накопительным конденсатором, первый вход блока заряда соединен с сигнальным входом устрой. ства и с первым входом блока выделения целого полупериода, выход послед. него подключен к второму входу блока заряда (2) .

Недостатком известного устройства является низкая точность преобразования, обусловленная зависимостью погрешности преобразования от фазы 35 входного сигнала, Покажем это,. Отклик колебательного контура с резонансной частотой +o и затуханием с(, после окончания радиоимпульса к моменту времени t=O в общем виде может быть представлен

0(Е)-и,е " sin((d t-q) (l) где 11о и Я вЂ” соответственно начальные амплитуда и Фаза свободных колебаний контура. 45

При линейном заряде накопительного конденсатора первой целой положительной полуволной сигнала (1) напряжение на нем к концу заряда достигает величины 50

1, 11/()

- и, (2)

U,-P) ll,е q, п ы,-qj3t, где 8 — параметр з4 ряда накопительно55

ro конденсатора;

t — момент нуль-перехода сигнала

1 (1) с положительной производной,причем t„=. q /ы .

Преобразование и вычисление интеграла приводят выражение (2) к виду

Ov î (3) с с где Ас — постоянная величина, независящая от Ц и равная

Из выражения (3) следует, что .погрешность преобразования начальной амплитуды свободных колебаний контура зависит от начальной фазы сигнала, причем с уменьщением добротности кон о тура 0= — — эта погреп ность возрастаясГ ет, Для контуров средней добротности

Q=30-50 погрещность составляет 5-10_#_ и не позволяет измерить начальную амплитуду свободных колебаний контура с более высокой точностью независимо от фазы этих колебаний, Цель изобретения — повьпление точности преобразования начальной амплитуды свободных колебаний контура в интервал времени.

Поставленная цель достигается тем, что в преобраэователь начальной амплитуды радиосигналов в интервал времени, содержащий последова"ельно соепиненные блок заряда и элемент сравнения, блок выделения целого нолупериода, накопительный конденсатор и блок разряда, первьп» вход которого соединен с выходом блока заряда и накопительным конденсатором, первый вход блока заряда соединен с сигнальным входом устройства и с первым входом блока выделения целого лолупериода, выход последнего подключен к второму входу блока заряда, введены последовательно соединенные формирователь импульсов и элемент совпадения, а также резистор и ключ, вход которого соединен с вторым выходом формирователя импульсов, вход последнего подключен к второму входу блока выделения целого полупериода и к входу синхронизации устройства, выход элемента сравнения соединен с вторым входом элемента совпадения, первьп вход которого подключен к второму входу блока разряда, причем парал" лельно накопительному конденсатору включена цепочка последовательно соединенных резистора и ключа.

1091335

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, характеризующие работу устройства.

Преобразователь начальной амплиту- 5 ды радиосигналов в интервал времени содержит подключенные к сигнальному входу устройства последовательно соединенные блок 1 заряда, элемент 2 сравнения, второй вход которого под- lo ключен к нулевой шине, элемент 3 совпадения, выход которого является выходом устройства, а к входу синхронизации подключен второй вход блока

4 выделения целого полупериода, вы- 15 ход которого подключен к второму входу блока l заряда, а первый вход блока 4 подключен к сигнальному входу устройства, к выходу блока 1 заряда подключены накопительный коденсатор 2О

5 и последовательно соединенные резистор 6 и ключ 7, вход которого соединен с вторым выходом формирователя Я импульсов, вход последнего подключен к входу синхронизации, а 25 первый вход формирователя 8 импульсов подключен к второму входу блока 9 разряда и второму входу элемента 3 совпадения.

Преобразователь начальной амплиту-Зр ды радиоимпульсов в интервал времени работает следующим образом.

На первые входы элемента 1 заряда и блока 4 выделения целого полупериода поступает сигнал (1). На вхоД синх35 ронизации поступает сигнал, соответствующий моменту окончания воздействия радиоимпульса на колебательный контур (т.е. моменту начала существования в контуре только свободных 4О колебаний). Блок 4 выделения целого полупериода формирует импульс, совпадающий во времени с первым после окончания импульса синхронизации целым положительным полупериодом изме- 45 рительного сигнала. Этот импульс поступает на второй вход элемента 1 заряда, разрешая заряд накопительного конденсатора 5 для положительных значений сигнала (1). Причем за время, равное половине периода сигнала (1) накопительный конденсатор 5 зарядится до величины, определяемой выражением (3).

Начиная с момента окончания за 55 ряда накопительного конденсатора 5, о + и равного = „1 нако2ц1" о1 пительный конденсатор 5 начинает раз ряжаться через последовательно соединенные резистор 6 и замкнутый ключ

7 управляемый формирователем 8 им9 л пульсов. с постоянной времени а до мо мента времени t равного, например, = Зп /и.

Выбор момента t определяется тем, чтобы к этому моменту успел закончиться один целый положительный полупериод сигнала (1) при любом значении фазы(. Напряжение на конденсаторе 5 к моменту времени С3 достигает величины g/n

И =Осе (5) где 6t — время экспоненциального разряда конденсатора 5 и равно

l 2a-(p .4 = Ь 2= 1, <6>

Выражение (5) с учетом выражений (3) и (6) принимает окончательный вид

gn-g (p

u..ь с е

Из выражения (7) следует, что при выполнении условия о = -к- можно доC биться независимости величины заряда накопительного конденсатора от фазы свободного колебания к определенному моменту времени t, в результате чего повышается точность преобразования амплитуда колебания — величина заряда конденсатора.

Начиная с момента времени tg после окончания импульса с выхода формирователя 8 импульсов, размыкается ключ 7, а разрешающее напряжение с выхода формирователя 8 импульсов поступает на второй вход блока 9 разряда и первый вход элемента 3 совпадения. При этом накопительный конденсатор 5 линеййо разряжается до нуля, причем на выходе элемента 2 сравнения будет формироваться сигнал до момен-. та достижения напряжением на конден саторе 5 нулевого уровня. Этот сигнал поступает на второй вход элемента

3 совпадения, на выходе которого фор" мируется импульс, который начинается с момента tg и оканчивается при достижении напряжения на конденсаторе

5 нулевого уровня. Так как в течение этого периода времени конденсатор 5 линейно разряжается до нуля от. величины, описываемой выражением (7), то и время этого разряда будет также линейно зависеть от начальной амплитуды свободных колебаний при любой их

1091335 начальной фазе. В результате этого повышается точность преобразования начальной амплитуды свободных колебаний в интервал времени.

На фиг. 2 представлены эпюры напряжений в характерных точках устройства, где в соответствии с изложенным приняты следующие обозначения: 6, П эпюра напряжения на сигнальном входе устройства и характеризует свободное колебание на выходе резонансного контура; В 7, В 9 — эпюры напряжений на входах, соответственно ключа 7 и блока 9; Вых.1 — Вых. 4 — эпюры напряжений на выходах, соответственно, блока 1, элемента 2, элемента 3 и блока 4.

Таким образом введение в преобразователь начальной амплитуды радиосигналов в интервал времени формироBaTeJIR импульсов, элемента совпаде" ния, резистора и ключа позволяет между зарядом и линейным разрядом накопительного конденсатора осуществлять .экспоненциальный разряд этого конденсатора до определенного момента времени с постоянной разряда, равной по. стоянной времени контура. Это позволяет уменьшить зависимость преобразования начальной амплитуды в интервал времени от фазы колебаний, что в конечном счете повышает точность этого преобразования. В реальных условиях не удается добиться точного выполнения соотношения ь =-1/М . Однако даже при отклонении от номинального значения íà 10Х что достаточно легко выполнить, погрешность преобразования начальной амплитуды радиосигналов в интервал времени на порядок меньше, чем в базовом обьекте и прототипе, 1091335

Вх<

gg,7

Ьк7

Pvz. Г

Составитель А. Комаров

Редактор М, Янович Техред TËàòo÷êà Ко)директор А. Дзятко

Заказ 3100/54 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб, д. 4/5

Р

2. ц илипл ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4