Дискриминатор временного положения периодических электрических сигналов

 

ДИСКРИМИНАТОР ВРЕМЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ -ПО авт. св. 600693, ш отличающийся тем, что, i/ с целью повышения точности, .блок хранения кодов снабжен двумя дополни .тельными выходами и введены два дополнительных коммутатора и. делитель частоты, причем дополнительные выходы блока хранения кодов через соответствующие дополнительные коммутаторы соединены с входами блока накопления кодов, а выход формирователя импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала через делитель частоты соединен с управлякяцими вхо-, дами дополнительных коммутаторов. (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

7 (19) (11) 3(ЯЭ Н 03 0 13/00 (61) 600693 (21) 3550716/18-09 (22):14.02.83 (46) 23 ° 06.84. Вюл. Р 23 (72) В.И. Агроскин, И.A. Волынчук и А.P. Давлицаров (53) 621.375(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 600693, кл. Н 03 D 1.3/00,1979 (прототип) . (54) (57 ) ДИСКРИМИНАТОР ВРЕМЕННОГО

ПОЛОЖЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ по авт. св. Р 600693, отличающийся тем, что, с целью повышения точности,,блок хранения кодов снабжен двумя дополни. тельными выходами и введены два дополнительных коммутатора к делитель частоты, причем дополнительные выходы блока хранения кодов через соответствующие дополнительные коммутаторы соединены с входами блока накопления кодов, а выход формирователя импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала через делитель частоты соединен с управляющими вхо-, дами дополнительных коммутаторов.

1099379

Изобретение относится к. Радиотехнике и может использоваться в фазоизмерительных устройствах, в частности в приемоиндикаторах фазовых радионавигационных систем.

По основному авт. св. Р 600693известен дискриминатор временного положения периодических электрических сигналов, содержащий источник сигналов управления частотной перестройкой дискриминатора,,генератор опор- 10 ного сигнала, формирователи импульсов отсчета характерных точек измеряемого и опорного сигналов и преобразователь временного интервала от характерной точки опорного сигнала 15 до характерной точки измеряемого сигнала в цифровой код, подключенный к формирователю импульсов отсчета характерных точек измеряемого сигнала и через формирователь импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала — к генератору опорного сигнала, блок храненнякодов,блок накопления кодов, комбинационный сумматор кодов, блок сравнения кодов и четыре коммутатора, причем выход пре- . образователя временного интервала от характерной точки опорного сигнала до характерной точки измеряемого сигнала в цифровой код через первый коммутатор подключен к первому входу 3(j комбинационного сумматора кодов, второй вход которого соединен с выходОм блока накопления кодов, а выход — с вторым коммутатором и первым входом блока сравнения кодов, входы I блока накопления кодов через третий и четвертый коммутаторы подключены соответственно к первому и второму выходам блока хранения кодов, вход которого подключен к источнику сигна-4О ла управления частотной перестройкой дискриминатора, управляющий вход третьего коммутатора соединен с выходом

Формирователя импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала, а управляющий вход четвертого коммута-.45 тора соединен с первым выходом блока сравнения кодов, второй выход которо" го соединен с управляющим входом второго коммутатора, второй вход — с вторым выходом блока хранения кодов (1), 50

Однако известный .дискриминатор имеет недостаточную точность дискрими-. нирования из-за наличия дополнительной инструментальной погрешности. .Бель изобретения - повышение точ- 55 ности.

Поставленная цель достигается тем, что в дискриминаторе временного положения периодических электрических сигналов; содержащем источник сигналов 60 управления частотной перестройкой дискриминатора, генератор опорного сигнала, формирователи импульсов отсчета характерных точек измеряемого и опорного сигналов и преобразователь;, 65 временного интервала от характерной точки опорного сигнала до характерной точки измеряемого сигнала в цифровой код, подключенный к формирователю импульсов отсчета характерных точек измеряемого сигнала и через формирователь импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала - к генератору опорного сигнала, блок хранения кодбв, блок накопления кодов, комбинационный сумматор кодов, блок сравнения кодов и четыре коммутатора, причем выход преобразователя временного интервала от характерной точки опорного сигнала до характерной точки измеряемого сигнала в циф-. ровой код через первый коммутатор подключен к первому входу комбинационного сумматора кодов, второй вход которого соединен с выходом блока накопления кодов, а выход подключен к второму коммутатору и первому входу блока сравнения кодов, входы блока накопления кодов через третий и четвертый коммутаторы подключены соответственно к первому и второму выходам блока хранения кодов, вход которого подключен к источнику сигнала управления частотной перестройкой дискриминатора, управляющий вход третьего коммутатора соединен с выходом формирователя импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала, а управляющий вход четвертого коммутатора соединен с первым выходом блока сравнения кодов, второй вы" ход которого соединен с упраяляющим входом второго коммутатора, а второй вход — с вторым выходом блока хранения кодов, блок хранения кодов снабжен двумя дополнительными выходами и введены два дополнительных коммутатора и делитель частоты, причем дополнительные выходы блока хранения кодов через соответствующие дополнительные коммутаторы соединены с входами блока накопления кодов, а выход. формирователя импульсов отсчета характерных точек опорного сигнала через делитель частоты соединен с управляющими входами дополнительных коммутаторов.

На Фиг.1 приведена структурная электрическая схема дискриминатора; на фиг.2 — временная диаграмма измеряемых сигналов1 на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу дискриминатора.

Дискриминатор временного положе ния периодических электрических сиг- налов содержит формирователи 1 и 2 импульсов отсчета характерных точек измеряемого и опорного сигналов, генератор 3 опорного сигнала, преобразователь 4 временного интервала от характерной точки опорного сигнала до характерной точки измеряемого сигнала в цифровой код, коммутаторы

1099379

5-8, комбинационный сумматор 9 кодов, - блок 10 накопления кодов, блок 11 хранения кодов, блок 12 сравнения .кодов, дополнительные коммутаторы

l3 и 14, делитель 15 частоты, Дискриминатор работает следующим образом.

Для измерения разности фаэ между несущими периодических импульсных сигналов A и В с периодом T несущей ,и периодом Tq повторения (фиг.2) 10 поочередно измеряют разность фаз меж.ду несущей сигнала A и опорным сигналом.и между несущей сигнала Б и тем же опорным сигналом. Предлагаемый дискриминатлр временного положения, )5 определяя мгновенное значение разности фаэ между несущей сигнала А (Б) и опорным сигналом, является чувствительным элементом такого фазового измерителя. 20

На вход преобразователя 4 с выхода формирователя 2 непрерьвно поступают опорные импульсы (фиг. За) с периодом Tö, соответствующим частоте опорного сигнала генератора 25

3, определяя начальные моменты пре . образуемых интервалов времени с„ (Фиг. 36). Ra второй вход преобразователя 4 с формирователя 1 поступают импульсы с периодом Т, соответствующим несущей час- 3(» тотв измеряемого сигнала (фиг. Зб), определяя конечные моменты времени преобразуемых интервалов времени.

По окончании преобразования код .й, п, пЭ, ..., отображающий эти 35 интервалы, с выхода преобразователя, 4 поступает через коммутатор 5, управляемый по входу 16 импульсы, следующими с периодом дискриминирования, например, в комбинационный 4О сумматор 9, после чего счетчик в пре" обраэователе 4 устанавливается по входу 16 в исходное состояние импульсами с периодом Тв, предшествующими импульсами запуска в преобразователе

4.

К моменту прихода кода и (n« n, п,...) на первый вход комбинационного сумматора 9 кодов на втором его входе имеется код N (Nq, 01, НЭ, ° ) поступающий с выхода блока 10 накоп- 50 ления кодов. Этот код является ре" зультатом многократного суммирования кода Ьп, выбираемого иэ блока ll хранения кодов. Это суммирование производится.с частотой опорного сигиа- 55 ла с помощью коммутатора 6, т. е. (2).

I где (х) — целая часть числа Х.

Коэффициент деления К„ делителя 15 частоты выбирается с учетом соотношения

N = К bn где К - текущий номер периода опорного сигнала с начала режима 60 измерения.

Код Ьп отображает остаток от вычитания из периода То целевого чис- . .ла периодов Т в том же масштабе, что и код и. 65

Суммарный код п2(3.„) +N2(3 ) на выходе комбинационного сумматора 9 для текущего преобразуемого интервала времени (> ) оказывается равным коду n„, отображающему первый преобразуемый интервал времени ь,, если исключить из него в необхо; димых случаях, описанных ниже, код

М, отображающий период Т. Исключение целевого числа периодов производится с помощью блока 12 сравнения кодов. Если код n+N на выходе комбинационного сумматора 9 оказывается больше кода М, то пРоизводится опе-, рация вычитания Н-М (с помощью коммутатора 7, подающего код М из блока 11 хранения кодов на вход вычитания блока 10 накопления кодов) . Если код n+N меньше кода М, то он проходит через коммутатор 8 кода на выход дискриминатора, являясь ко (ом единичного значения временного рас;согласования.

При изменении временного положения измеряемого сигнала эа время между моментами дискриминирования (То) соответственно изменяется выходной код единип.ого значения временного рассогласования.

По прошествии определенного числа .(К„) периодов Т опорного сигнала на выходе делителя 15 частоты выра-. батывается импульс, обеспечивая с помсщью дополнительных коммутаторов 13 и 14 добавление (вычитание) к коду N, выработанному в блоке 10 накопления кодов, соответственно кодов Kдо и КМЬ М, храняшихся в блоке

11 хранения кодов. Код b представляет собой отброшенную часть кода b n .поправки на несинхронность (т.е. часть кода, находящуюся эа пределами разрядной сетки кода bn). Код о М представляет собой отброшенную часть кода М периода Т. Коэффициент Кц определяется выражением

К„ 2 "/2 0 где Кц — число разрядов блока 11 хра нения кодов (и, соответственно, коммутаторов б, 7, 13 и 14 и блока 10 накопления кодов), К4 - число разрядов преобразователя 4.

При необходимости Фазовых измерений на другой несущей частоте производится по входу 17 перестройка дискриминатора на работу по другой несущей. Работа дискриминатора происходит аналогично, но с тем отличием, что иэ блока 11 хранения кодов выби1099379

ФигЛ

ВНИИПИ .) аказ 4383/43 Тираж 862 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул..Проектная, 4 рают другие значения кодов d n, М, К„б„ и К„SМ, соответствующие новой частоте.

Таким образом, эа сче введения в известный дискриминатор (который является базовым объектом), дополнительных элементов и связей повышается точность дискриминирования. В обоих дискриминаторах кроме основной инструментальной погрешности, определяемой младшим разрядом преобразо- 10 вателя 4, имеется также дополнительная, связанная с несинхронностью частот опорного и измеряемого сигналов и увеличивающаяся с течением времени, прошедшего с момента н-чала 5 режима измерения. Одна<о в предлагае. мом дискриминаторе рост дополнительной инструментальной погрешности происходит с меньшей скоростью.

В базовом дискриминаторе преобразователь 4 выполнен восьмиразрядным (т.е. К4=8), а блок 11 хранения кодов " шестнадцатиразрядным (т.е.

=16), При такой же разрядности преобразователя 4 и блока ll в предлагаемом дискриминаторе выигрыш в 25 уменьшении дополнительной инструментальной погрешности за одно и то же время t режима измерения составляет

8 tцлл 46t„ „256 раз.

На практике требуемое время режи- Зр ма измерения составляет величину

t=(1-2) мин, и, как будет показано далее, в этих условиях базовый дискриминатор оказывается неработоспособным.

Максимальное время t режима изгнал мерения, в течение которого дополнительная инструментальная погрешность базового дискриминатора не превышает . основной, определяется из уравнения (T/2"" ) (t /Т ) а Т/2 4 (4)

Период дискриминирования (и, следова- тельно, период опорного сигнала) Т целесообразно выбирать обратно пропорциональным полосе aF пропускания радиоприемного устройства (подключенного ко входу 18, так как дискриминирование с большими интервалами врени связано с потерей информации при приеме сигналов на фоне флуктуационных помех, а дискриминирование с меньшими интервалами не дает дополнительной информации (например, при Ь Г = 50 Гц целесообразно выбрать

T =-д =,20 мс). При К«= 8, Кн =16 для базового дискриминатора,л„=

"-5 с, т.е. при требуемом времейй режима измерения t я (1-2) мин он оказывается неработоспособным.

Для предлагаемого дискриминатора „олопределяется из уравнения

Т/2 4 ) (t ax/То ) (2 4/2 ) T/2 «(5) откуда Ф. g„ 20 мин, T â. при требуемом времейй t = (1-2) мин предлагаемый дискриминатор работоспособен.