Устройство для измерения времени запаздывания сигнала в фотоприемниках

 

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано в системах контроля параметров многоканальных фотоприемников, применяемых, например, в оптоэлектронных запоминающих устройствах. Цель изобретения - повышение достоверности измерения - достигается повышением точности определения экстремума и предотвращением случайного срабатьгоания регистра. Устройство содержит источник 1 излучения , оптоэлектронный модулятор 2, фотоприемник 3, перемножитель 4, усилитель 5, многофазный генератор 6, фильтр 7, регистратор 9 счетчика 10. Для достижения поставленной цели в устройство введены счетчик 11 циклон , блок 12 оперативной памяти, арифметический блок 13 и индикатор 14. Работа устройства поясняется вре- g менными диаграммами изобретения. 2 ил. в описании (Л к ГС о: со 00 СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1226395 (50 4 О 04 F 10/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

".-.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/" -::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) 1078403 (21) 3721213/24-2! (22) 06 .О1 .84 (46) 23.04.86.Бюл. 9 15 (72) В.П.Чалов, А.К.Есман, А.!0.Насонов и В.Ф.Ярмолицкий (53) 681.317.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1078403, кл.G 04 F 10/00, !982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАПАЗДЫВАНИЯ СИГНАЛА В ФОТОПРИЕМНИКАХ (57) Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано в системах контроля параметров многоканальных фотоприемников, применяемых, например, в оптоэлектронных запоминающих устройствах. (ель изобретения — повышение достоверности измерения — достигается повышением точности определения экстремума и предотвращением случайного срабатывания регистра. Устройство содержит источник 1 излучения, оптоэлектронный модулятор 2, фотоприемник 3, перемножитель 4, усилитель 5, многофазный генератор 6, фильтр 7, регистратор 9 счетчика 10.

Для достижения поставленной цели в устройство введены счетчик 11 циклов, блок !2 оперативной памяти, арифметический блок 13 и индикатор

14. Работа устройства поясняется вре-

Ю менными диаграммами в описании изобретения. 2 ил.

1226395 2 дования и статистические параметры сигналов на его входе X(t) .и выхо. де Y(t) является уравнение ВинераХопфа

Изобретение относится к области радиоизмерений, и может быть использовано в системах контроля параметров многоканальных фотоприемников, применяемых в оптоэлектрон-" ных запоминающих устройствах современных электронных вычислительных машин и является усовершенствованием устройства по основному авт.св °

Р 1078403.

Цель изобретения — повышение достоверности за счет повышения точности определения экстремума и предотвращения случайного срабатывания регистратора.

На фиг.! приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит источник 1 излучения, оптоэлектронный модулятор 2, фотоприемник 3, перемножитель

4, усилитель 5, многофазный генератор 6, фильтр 7 низких частот, формирователь 8 кода, регистратор 9, счетчик 10, счетчик 11 циклов, блок 12

1 оперативной памяти, вычислитель 13 и индикатор 14, причем источник 1 излучения оптически связан с оптоэлектронным модулятором 2 и фотоприемником 3, выход последнего подключен к первому входу перемножителя 4, второй вход которого соединен с выходом многофазного генератора 6 и с первым входом счетчика 10, выход перемножителя 4 подключен к входу фильтра 7 низких частот, соединенному через регистратор 9 с вторым входом счетчика 10, входом счетчика 11 и с первым входом формирователя 8 кода, первый вход усилителя 5 подключен к синхровыходу многофазного генератора 6, выходы формирователя 8 кода подключены к управляющим входам многофазного генератора 6 и адресным входам счетчика 10„ два входа вычислителя 13 соединены с выходами блока 12 оперативной памяти, а управляющий вход вычислителя 13 подключен к выходу счетчика 11, вход индикатора 14 соединен с выходом вычислителя 13.

Предлагаемое устройство позволяет производить корреляционную обработку информации, т.е, установить связь между корреляционными функциями шумов и переходными функциями. Основным уравнением, связьгвающим динамические характеристики объекта иссле10 где R " взаимная корреляционная функция входного и выходного сигналов; ь, — сдвиг (запаздывание) по времени; — время;

I5

К (1) — импульсная переходная функция исследуемой системы; — автокорреляционная функ20 ция входного сигнала.

Уравнение (1) в частотной форме имеет вид «х( где S — спектральная плотность

« входного и выходного сигналов;

S„„ — спектральная плотность входного сигнала;

) — частота;

И(л ))- частотная характеристика;

ЗО

По максимальному показанию индикатора 14 устройства определяют экстремальное значение корреляционно" л л го интеграла, означающее где — время запаздывания сигнала

Ç5 в фотоприемнике.

Измерение запаздывания, как от малых величин задержки до больших, так и наоборот — от больших величин задержки к малым позволяет определить экстремальное значение корреляционного интервала в виде среднего арифметического.

Использование корреляционного метода обработки информации с двухсторонним подходом к определению экстремума позволяет решить поставленную цель, повысить достоверность измерения в сравнении с известными устройствами.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

Первый цикл измерений.

По коду команды ЭВИ формирователь

8 кода формирует первый код запуска первого цикла измерений, который запускает многофазный генератор 6, с синхровыхода. которого поступает электрический сигнал через усилитель! 226395 л а gi +(Т-bg) (2) 25

3

5 на управляющий вход оптоэлектронного модулятора 2.

Модулятор 2 устанавливается на пропускание света. Сформированный оптический сигнал, соответствующий электрическому сигналу на управляющем входе оптоэлектронного модулятора

2, поступает на вход фотоприемника 3.

Задержкой сигнала в оптоэлектронном модуляторе 2 можно пренебречь, так 10 как постоянная времени электрооптического эффекта лежит в пикосекундном диапазоне. Преобразованный оптический сигнал испытуемым фотоприемником 3 в электрический поступает на один из входов перемножителя 4.

На другой вход перемножителя 4 поступает последовательность импульсов, сдвинутых один относительно другого на интервал времени АУ, определяе- 20 мый необходимой точностью измерения времени запаздывания сигнала в испытуемом фотоприемнике 3.

Счетчик 10 подсчитывает эти импульсы.

С выхода перемножителя 4 сигнал поступает через фильтр 7 низких частот на регистратор 9, который фиксирует экстремальное значение поступающего сигнала, (максимальное показание регистратора 9 означает, что сигналы, поданные на первый и второй входы перемножителя 4 тождественны).В момент максимума сигнала в регистраторе 9 вырабатывается

35 импульс, с помощью которого останавливают счетчик 10 и разрешают запись полученной информации на первый регистр памяти блока 12 оперативной памяти, подготовленный для записи информации сигналом, поступившим с формирователя 8 кода в начале цикла измерений; определяют с помощью счетчика l! конец первого цикла измерений; выдают разрешение на формирователь 8 кода циклов для запуска второго цикла измерений.

Второй цикл измерений.

В начале второго цикла измерений формирователя 8 кода вьщает соответствующую команду на многофазный генератор 6, который формирует импульс на запуск оптоэлектронного модулятора 2 такой же, как и в первом цикле, а импульсы, поступающие на перемножитель. 4, также имеют от л ,носительный сдвиг на Л, но первый импульс сдвинут на максимальную величину Т, второй импульс на Т -h L третий на T-25,L и т.д.

Далее устройство работает аналогично работе в первом цикле измерений. Полученное число импульсов сдвига записывается во второй регистр памяти блока 12 оперативной памяти.

Счетчик 11 считает число циклов измерения и после прохождения второго цикла сформированным электрическим сигналом разрешает работу вычислителя 13, который получает информацию из двух регистров блока

12 оперативной памяти и осуществляет следующее вычисление:

1 упу 2 где ь „ — время запаздывания сигнала в Фотоприемнике; а — число импульсов сдвига первого цикла измерений;

Ь вЂ” число импульсов сдвига во втором цикле измерений;

A i — сдвиг импульса К+1 относительно К-го;

Т вЂ” время, превышающее с которого начинается обратный сдвиг импульсов во втором цикле измерений.

Полученный результат выводится на индикатор 14.

Сущность работы устройства поясняется временными диаграммами, приведенными на фиг.2. Первому циклу соответствуют диаграммы а --е обозначающие: а — синхросигнал, поступающий из ЭВМ по входной управ-. ляющей шине; B — код цикла; - сигнал с фотоприемника 3; < â сигнал с первого выхода многофазного генератора 6; g — сигнал с второго выхода многофазного генератора 6;

e — сигнал на входе регистратора.

Второму циклу соответствуют диаграммы ж — о, обозначающие: с- сигнал с фотоприемника 3; — сигнал с первого выхода многофазного генератора 6; и — сигнал с второго выхода многофазного генератора 6;

Х вЂ” сигнал с третьего выхода многофазного генератора 6; .о- сигнал на входе регистратора 9.

В момент времени t, сигналом из

ЭВМ (а) формируются коды циклов (два импульса) (б), необходимые для

1226395 запуска многофазного генератора в двух различных режимах.

В момент времени t по сигналу кода первого цикла многофазного

5 генератора 6 через усилитель 5 устанавливается на пропускание света оптоэлектроннь?й модулятор 2 и с выхода фотоприемника 3 поступает сигнал (В) .

1О

В момент времени h< с первого выхода (всего II выходов) многофазного генератора 6 электрический сигнал (Z} поступает на один из входов перемножителя 4 и счетчик 10. На второй вход перемножителя поступает сигнал (Б) с фотоприемника (или фотоячейки, если имеют дело с матрицей) . Регистратор 9 по сигналу с выхода фильтра. 7 низких час Тот регистрирует область перекрытия сигналов.

Затем в момент времени 2 е, ь г::оступает второй импульс с второго выхода многофазного генератора 6 (Ч)

ЧЕРЕЗ ИНтЕрВаЛ ВРЕМЕНИ раВНЫй 1ь л относительно первого импульса (ьь: определяется необходимой точностью измерения) на один из входов перемножителя 4 и счетчика 10,.

Точно так же регистратор 9 фикси-рует Область перекрытия его с импульсом фотоприемника 3 и т,д.

В МОмент Времени а ььь ре1"истра— тор 9 укаэььвает максимальную область

3I перекрытия a..-го импульса с ис ледуе- мым. Счетчик показывает число ими. пульсов Ы . Зная интервал 6 I. време-ни сдвига импульсов один относительно другого с вь?хода многофазнаго

ДД генератора 6, определяют время задержки сигнала в испытуемом фотоприемнике (оно равно произведению числа импульсов на их сдвиг, т,е.

g-?уь) .

11о приходу импульса разрешения с регистратора 9 на формирователь 8 кода последний вырабатывает сигнал запуска Второго цикла (второй импульс О, фиг.2) в момент времени

50 и с фотОприемника 3 ВнОВь посту пает сигнал (c} на второй вход перемножителя 4.

В момент времени Т с первого выхоДа многофазного генератОра 6 электри

55 ческий сигнал (g) поступает на первый Вход перемно>кителя 4 и счетчик

10. Затем в момент времени Т- ф поступает второй импульс с второго выхода многофазного генератора 6 (к}, сдвинутый на интервал времени ь относи".åëüíî первого импульса Т.

В момент времени Т вЂ” 2 "?1ь поступает импульс с третьего выхода многофазного генератора (K,) и так далее, до те?с пор, пока сигналы с выхода многофаэного генератора 6 и фотоприемника 3 не оказываются тождественными (0) . Это может произойти в

?ж.:е?-:".. времени Т-Ь

Аналогично, ?сак и в первом случае, и зная интервал 0 - времени сдвига импульсОВ е числО импульсОВ Ь и Т время, заведомо превышающее время задержки испытуемого фотоприемника, определяют время задержки сигнала в испытуемом фотоприемнике. Оно равно

Т-Ь Ь

Б арифме тич е с к ом блоке определяют экстремальное значение корреляционного сигнала в виде среднего арифметическогс р.зэультатов двух циклов измерения.

Ф o p ì ó ë à изобретения

Устройство для измерения времени запаздывания сигнала в фотоприемниI;,.1õ па авт.св.N- !078403, о т л и— ч а с rq е е с я тем, что, с целью по=-ь?пения достовернасти, в него введены формирователь кода, счетчик циклов, блок оперативной памяти, арифметический блок и индикатор, пр .?-чем вьхоцы формирователя кода п >дкл:очень? ?с управляющим входам многофазного генератора и адресным входам блока оперативной памяти, информационные входы которого соединены с выхацами разрядов счетчика, а первый B второй BbIxogbl подключены

;.Оответственно к первому и второму входам арифметического блока, выход котopolo соединен с входом индикатора,, а управляющий вход подключен к выходу счетчика циклов, вход которого соединен с управляющим входом блока зперативной памяти, выходом регистратора и первым входом формирователя кода, второй вход которого подключен к входной шине управления.

1226395

Составитель Л.Плетнева

Техред И.Попович Корректор H-Муска

Редактор E.Ïàïï

Заказ 2129/45 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород, ул.Проектная,4