Измеритель длительности одиночных радиоимпульсов

 

Изобретение относится к измерительной технике. Может быть использовано в аппаратуре, работающей в условиях априорной неопределенности о несущей частоте и амплитуде радиоимпульсов . Целью изобретения является повышение быстродействия и пропускной способности измерителя длительности одиночных радиоимпульсов. Устройство содержит полосовой фильтр 1, детектор 2, п идентичных каналов и единые для них решающий блок 13, запоминающий блок 12, блок 11 вьаделения двух наибольших из входных напряжений, блок 10 формирования импульсов считывания и сбора. Каналы содержат: магнитные усилители 3.1З .п, фильтры 4.1-4.П нижних частот, пороговые блоки 6.1-б.п, пиковые детекторы 7.1-7.П со сбросом, аналоговые ключи 9.1-9.п. Введение в каждый из каналов амплитудного компаратора 8.1 (i 1, ...,п) и ключа 5, Л образование новых функциональных свя С зей позволило достичь поставленную цель. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1273844

1Я) 4 G 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3914464/24-21 (22) 24. 06. 85 (46) 30. 11. 86. Бюл. И 44 (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова .(72) А.П.Дятлов, В.А.Алехин, А.И.Макеев и И.В.Бессонов (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 920627, кл. С 01 К 29/02, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1223167, кл. С 01 К 29/02, 9.01.85. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ОДИНОЧНЫХ РАДИОИИПУЛ ЬСОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Может быть использовано в аппаратуре, работающей в условиях априорной неопределенности о несущей частоте и амплитуде радио импульсов. Целью изобретения является повышение быстродействия и пропускной способности измерителя длительности одиночных радионмпульсов °

Устройство содержит полосовой фильтр

1, детектор 2, и идентичных каналов и единые для них решающий блок 13, запоминающий блок 12, блок 11 выделения двух наибольших из входных напряжений, блок 10 формирования импульсов считывания и сбора, Каналы содержат: магнитные усилители 3,13.п, фильтры 4.1 4.п нижних частот, пороговые блоки 6.1-6.п пиковые детекторы 7.1-7.п со сбросом, аналоговые ключи 9.1-9.п. Введение в каждый из каналов амплитудного компаратора 8.i (i = 1, ..., и) и ключа 5, образование новых функциональных свя зей позволило достичь поставленную

"цель. 5 ил.

1273844

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре, работаюшей в условиях априорной неопределенности о несущей частоте и амплитуде радиоимпульсов (РИ) и в условиях, когда диапазон измеряемых длительностей РИ составляет несколько порядков.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и пропускной способ- ности измерителя длительности одиночных радиоимпульсов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема измерителя длительности одиночных радиоимпульсов, содержащего полосовой фильтр 1, детектор

2, масштабные усилители 3.1-3.п, фильтры 4.1-4.п нижних частот, ключи

5.1-5,п, пороговые блоки 6.1-6.п, пиковые детекторы 7.1-7.п со сбросом амплитудные компараторы 8.1-8.п, аналоговые ключи 9.1-9.п, блок 10 формирования импульсов считывания и сброса, блок 11 выделения двух наибольших из входных напряжений, запоминающий 12 и решающий 13 блоки.

На фиг. 2 представлен пример возможной реализации амплитудного компаратора, который содержит транзистор 14, диод 15, резистор 16, интегральный компаратор 17 напряжений.

На фиг. 3 представлена функциональная схема блока формирования импульсов считывания.и сброса, которая содержит логический и-входной элемент

ИЛИ 18, дифференцирующую цепь 19, одновибратор 20, дифференцирующую цепь 21, одновибратор 22.

На фиг. 4 представлены временные диаграммы напряжений в характерных точках на выходах функциональных узлов и функциональной схемы устройства, поясняющие его принцип действия и дающие наглядное представление о получаемом положительном эффекте.

На фиг. 5 изображены временные диаграммы, поясняющие принцип формирования импульсов считывания и сбро à в блоке 10 формирования импуль,сов считывания и сброса.

В устройстве (фиг. 1) вход фильтра 1 является входом, а выход через детектор 2 подсоединен к входам усилителей 3.1-3.п объединенным между собой, выход каждого усилителя 31 подсоединен через 1 и фильтр 4.1 к входу соответствующего ключа 5,i, сигнальным входом соответствующих

Ю

50 блоков б,i детекторов 7.i — к инверсному входу соответствующего компаратора 8.i, выходы всех ключей 5.15.п соединены с "землей", а управляющие входы соединены между собой и подключены к шине "Сброс", являющейся первым выходом блока 10, к этой же шине подключены все управляющие входы детекторов 7.1-7.п, управляющие входы блоков 6.1-6.п подключены к шине, на которую подается пороговое напряжение Бд,, выход каждого блока б.i соединен с входом стробирования соответствующего детектора 7.i, выход которого непосредственно подключен к прямому входу соответствующего компаратора 8.i и к сигнальному входу ключа 9.i, выходы ключей 9.1-9.п соединены с соответствующими входами блока 10, управляющие входы ключей 9.1-9.п подключены к шине считывания, являющейся вторым выходом блока 10, а их выходы подключены к соответствуннцим входам блока 11,. первый и второй выходы которого соединены с соответствунмцими первым и вторым входами блока 13, а третий и четвертый выходы — с первым ! и вторым входами блока 12, первый и второй выходы блока 12 подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока 13, на выходе которого формируется результат оценки длительности радиоимпульса. На базу, являющуюся управляющим входом такого ключа, подается импульс сброса с шины "Сброс" от блока 10. Нормально на этой шине должно быть напряжение, запирающее транзисторы, а во время действия импульса сброса — от-. пирающее.

В качестве амплитудных компараторов можно применить, например, интегральный компаратор, включенный, например, по схеме (фиг. 2), где транзистор 14 вместе с диодом 15 и резистором 16 образуют эмиттерный повторитель, обеспечивающий смещенное на

hU по отношению к входу изменение, напряжения на входе интегрального компаратора. Это необходимо, чтобы предотвратить ложные срабатывания компаратора 8.1-8.п при равных или мало отличающихся входных напряжениях. Величину SU следует выбирать порядка десятых долей вольта. ПеРвый и второй входы (фиг. 2) являются инверсным и прямым входами компаратора

1273844

8.i соответственно, выход — выходом компаратора 8.i.

»

Блок 10 формирования импульсов считывания и сброса может быть выполнен, например, как на фиг. 3. Он содержит и-входовой логический элемент ИЛИ 18, входы которого связаны с соответствующими выходами компаратора 8.1-8.п а выход через дифференцирующую цепь 19 подключен к входу одновибратора 20, выход которого является первым выходом "Сброс" блока

10 и подключен также через дифференцирующую цепь 21 к входу одновибратора 22, выход которого является вторым входом "Считывания" блока 10.

Измеритель одиночных радиоимпульсов работает следующим образом.

Входной радиоимпульс, отселектированный по радиочастоте фильтром 1 и продетектированный детектором 2, поступает одновременно на входы усилителей 3.1-3.п всех и каналов обработки, имеющих коэффициенты усиления:

25 к . = к /к -

1»» » где К, - коэффициент усиления усилителя 3.1, величина которого не имеет принципиального значения и может бытМ принята равной единице, К = Е /f;, — коэффициент, определяемый отношением частот среза, f.; и f;,, смеж- 35 ных фильтр ов 4 . i и 4.(i + 1),которые выбираются в соответствии с

40 соотношением

f =К .f

» м 1

1/t f — частота среза ФНЧ согласованного с минимальной длит.ель- 45 ностью импульса

t и м»»»»

i — номер канала.

В каждом канале после усиления в усилителе З.i видеоимпульсы проходят 50 фильтр 4.i и поступают на сигнальный вход блока 6.i. При этом ключ 5.i заперт и не влияет на работу канала.

При превышении сигналом на выходе фильтра 4.i порогового уровня U 55 о (фиг. 4), подаваемого на управляющий вход блока б.i последними» сраба-" тывает и на его выходе появляется прямоугольный импульс "Строб", длительность которого равна времени нахождения блока 6.i в сработавшем состоянии. Этот импульс, поступая на стробирующий вход детектора 7.i, разрешает измерение этим детектором уровня сигнала на выходе 1-го фильт ра, соединенного выходом с сигнальным входом детектора 7.i, Напряжение на выходе детектора 7.i повторяет напряжение на выходе фильтра 4.i в процессе его нарастания и фиксирует максимальное его значение в пределах

"строба" (момент с на фиг. 4). В этот момент времени t, совпадающий с моментом окончания входного импульса, напряжения на выходах всех детекторов 7.1-7.п достигают значений, необходимых для выполнения последующих операций по оценке длительности импульса t . Определение момента времени ц4 начала выполнения этих операций осуществляется амплитудными компараторами 8.1-8.п, которые срабатывают при достижении на их входах обратной разности напряжений аН > b,П (фиг. 4). Эта разность напряжений возникает и быстро нарастает вследствие того,.что напряжение на выходе детекторов 7. 1-7.п после момента времени t остается нез изменным, в то время как на выходе фильтров 4.1-4.п напряжение уменьшается. Величина hU, невелика и определяется требуемой помехоустойчивостью компараторов 8. 1-8.п. Вследствие разной скорости убывания напряжения на выходах фильтров 4. i моменты срабатывания компараторов 8.i, не совпадают, но все они находятся после момента с окончания импульса.

Поэтому выходы всех компараторов

8.i объединяются в блоке 10 п-входовых элементов ИЛИ 18 (фиг. 3), на выходе которого формируется прямоугольный импульс, передний фронт которого совпадает с наиболее ранним моментом „. (фиг. 5). В этот мо1» мент времени дифференцирующая цепь

19 (фиг. 3) формирует короткий импульс, которым запускается одновибратор 20, вырабатывающий на выходе импульс с длительностью . Выход одновибратора 20 является вторым выходом блока 10 (фиг. 1) и подключен к шине "Считывание". Импульс на шине "Считывание" отпирает аналоговые ключи 9 на время t, достаточ44

Формула

11 Ц до . р, Ц1о

S 12738

I ное для выполнения логических и арифметических операций в блоках 11, 12 и 13. Через ключи 9.1-9.п напряжения с выходом детекторов 7 .1-7;п поступают на соответствующие входы блока 11, где осуществляется их вза имное сравнение и выделение двух наибольших из них U u U . Эти

1О йО напряжения, появляясь на выходах блока 10, поступают на соответствую- 10 щие входы блока 13. Одновременно с этим на третьем и четвертом выходах блока 10 формируются сигналы, которые, поступая на первый и второй входы блока 12, считывают из него 15 и направляют на его первый и второй выходы напряжения, соответствующие коэффициентам!ol и я . Эти напряг жения, поступая на третий и четвертый блока 13, участвуют в выполнении f 20 арифметической операции по выработке оценки длительности импульса в соответствии с алгоритмом, обоснованным в прототипе;

Одновременно с появлением импульса на шине "Считывание" он поступает на вход дифференцирующей цепи 19

30 (фиг. 3), на выходе которой формируется короткий импульс, совпадающий с задним фронтом импульса считывания. Он запускает одновибратор 20, выход которого является первым выхо- З5 дом блока 10 (фиг. 1) и подключен к шине "Сброс". Появляннцийся на этой шине импульс, длительностью t,g, поступает одновременно на входы всех ключей 5. i и отпирает их,шунтируя на 40

"землю™ выходы всех фильтров 4.i и обеспечивая этим быстрый разряд накопительных элементов фильтров 4. 1-4.п.

Одновременно этим же импульсом сбрасываются I напряжения с выходом пико45 вых детекторов 7. 1-7.п. Длительность импульса сбрОса tzg должна быть достаточной для разряда накопительных элементов в фильтрах 4.i и детекто.рах 7.i.

По окончании импульса сброса (момент t на фиг. 4q) завершается цикл однократного измерения

« 3 начавшийся в момент t поступления

1 импульса. на вход измерителя.

6 из обр ет ения

Измеритель длительности одиночных радиоимпульсов, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр, вход которого является входом устрой- ства, и детектор, подключенные параллельно к выходу детектора индентичные по структуре и каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные масштабный усилитель, фильтр нижних частот, пороговый блок, пиковый детектор со сбросо14, сигнальный вход которого соединен с выходом фильтра нижних. частот, а вход стробирования соединен с выходом порогового блока, и аналогичный ключ, а также единые для всех каналов решающий блок, запоминающий блок и блок выделения двух наибольших из входных напряжений, входы которого соединены с выходами аналоговых ключей и каналов, первый и второй выходы соединены с первым и вторым входами решающего блока, третий и четвертый выходы соединены с первым и вторым входами запоминающего блока, первый и второй выходы которого соединены с третьим и четвертым входами решающего блока, выход которого является выходом измерителя, а также блок формирования импульсов считывания и сброса, первым выходоМ соединенный через шину

"Сброс" с входами управления канальных пиковых детекторов со сбросом, а вторым выходом соединенный через шину считывания с входами управления аналоговых ключей каналов, о т л ич а ю щ н и с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и пропускной способности измерителя, в каждый из и каналов введены амплитудный компаратор и ключ, вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот этого канала, выход ключа соединен с общей шиной, а вход управ-. ления соединен с первым выходом блока формирования импульсов считывания и сброса, инверсный вход амплитудного компаратора подключен к выходу фильтра нижних частот этого канала, прямой вход подключен к выходу пикового детектора со сбросом этого канала, а выходш всех амплитудных компарато— ров соединены с входами блока формиI рования импульсов считывания и сброса, 1273844

Фиг.Я

1273844

Ц ty tet

Редактор Т.Митейко

Заказ 6472/43

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

Ии ф

Составитель В.Антохин.

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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