Устройство для измерения длительности импульса

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах измерения длительности импульса , входящих в состав радио-, гидролокационной и другой аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности измерения длительности импульса, искаженного паразитной ампгтитудной модуляцией в условиях действия широкополосной аддитивной помехи большой и умеренной мощности - достигается за счет введения второго сумматора 18, второго генератора управляющих импульсов 5, усилителя 6, третьего и четвертого расшири телей импульса 7 и 21, второго управляемого ключа 13, перемножителя 14, второго блока амплитудных отношений 15, экспоненциального усилителя 20. Кроме того, устройство содержит переключатель 1, первый генератор управляющих импульсов 2,генератор линейно изменяющегося напряжения 3, усилитель-инвертор 4, первый управляемый ключ 8, первый и второй расширители импульсов 9 и 19,первый и второй квадраторы 10 и 17, первый блок амплитудных отношений 11, первый сумматор 12, полосовой фильтр 16.14 ил. с S to

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИИ (g))q G 01 R 29/02 ва-ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (2 i ) 4706331/21 (22) 14.06.89 (46) 15.10.91, Нюл, tl- 38 (7i) Воронежский государственный университет им. Ленинского ком сомола (72) А.П. ТриФонов и Ю,В, Невежин (53) 621,317.33(088 8} (56) Авторское свидетельство СССР

1402967, кл. С 01 R 29/02, 1988о

Авторское свидетельство СССР

У 1251016, кл, 0 04 Е 10/00, 1986. (54) УСТРОИСТВО ЛЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройстнах измерения длительности импульса;- входящих в состав радио-, гидролокационной и другой аппаратуры.

Цель изобретения — повышение точности измерения длительности импульса, искаженного паразитной амппитудной мо„„SU„„ I 684732 A 1

2 дуляцией в условиях действия широкополосной аддитивной помехи большой и умеренной мощности — достигается за счет введения второго сумматора 18, второго генератора управляющих импульсов 5, усилителя 6, третьего и четвертого расшири телей импульса 7 и 21, второго управляемого ключа 13, перемножителя 14, второго блока амIL итудньтх отношений 15, экспоненциального усилителя 20. Кроме того, устройство содержит переключатель l, первый генератор управляющих импульсов 2,генератор линейно изменяющегося напряжения 3, усилитель-инвертор 4, первый управляемый ключ 8, первый и с второй расширители импульсов 9 и ф

19,первый и второй квадраторы 10 и 17, первый блок амплитудных отношений 11, первый сумматор 12, попосовой фильтр С (16.14 ил.

1684732

Изобретение относится к радиотехнике и может бь»ть использовано я устройствах измерения длительности импульса, входящих в состав радиогидро5 локационной и другой аппаратуры.

Цель изобретения — повышение точности измерения длительности импульса, искаженного паразитной амплитудной модуляцией, при наличии широкополосных помех больших и умеренных мощностей.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2-14 времеменные диаграммы, поясняющие вид преобразований, ко горым подвергается искаженный мультипликативной помехой импульс при прохождении различных элементов предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство содержит переключатель 1, первый генератор 2 управляющего импульса, генератор 3 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), усилитель-инвертор 4, второй генератор 5 управляющего импульса, усилитель 6, первый расширитель 7 длительности импульсов (интегратор), первый управляемый ключ 8, второй расширитель 9 длительности импульсов, первый квадратор 10, первый блок 11 амплитудных отношений, первый сумматор 12, второй управляемый ключ 13, перемножитель 14, второй блок 15 амплитудных отношений, полосовой фильтр

16, второй квадратор 17, второй сумматор 18, третий расширитель 19 длительности импульсов, экспоненциальный усилитель 20 и четвертый расширитель длительности импульсов 21.

Положение I переключателя 1 соответствует работе устройства (при умеренном уровне широкополосных помех), когда генератор 2 управляющего импульса срабатывает от переднего фронта измеряемого импульса. Положение II переключателя 1 соответствует работе устройства (при большом уровне помех), когда генератор 2 управляющего импульса срабатывает от импульса, синхронизированного с передним фронтом измеряемого импульса. При работе устройства в режиме II оно обладает наибольшей эффективностью.

Входная клемма устройства через переключатель 1, генератор 2 управ55 ляющего импульса и генератор 3 линейно изменяющегося напряжения 3 соединена с первым входом блока 11 амплитудных отношений и входом усилителя

6, Второй вход блока 11 амплитудных отношений соединен с входной клеммой через квадратор 10, расширитель 9 длительности импульсов и управляемый ключ 8. Вьжод блока 11 амплитудных отношений соединен .с входом сумматора

12, второй вход которого через расширитель 19 длительности импульсов, сумматор 18, квадратор 17 и полосовой фильтр 16 соединен с выходом управляемого ключа 8. При этом второй вход сумматора 18 соединен с выходом усилителя-инвертора 4, вход которого соединен с выходом генератора 2 управляющего импульса. Выход сумматора 12 чер з экспоненциальный усилитель 20 соединен с входом управляемого ключа 13, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 5 управляющего им»»ульса, а вход последнего — с выходом генератора 2 управляющего импульса.

Выход управляемого ключа 13 соединен с входом расширителя длительности импульсов 21 и первым входом перемножителя 14, второй вход которого подключен к выходу усилителя 6, а выход перемножителя 14 подключен к входу расширителя 7 длительности импульсов, Входы блока 15 амплитудных отношений соединены с выходами третьего 7 и четвертого 21 расширителей длительности импульсов. Управляющие входы управляемого ключа 8 и расширителей 7, 9, 19 и 21 длительности импульсов соединены с выходом генератора 2 управляющего импульса.

Устройство работает следующим образом.

На вход измерителя длительности импульса поступает аддитивная смесь

x(t) = s (t) + и (t) импульса s (t) и широкополосной помехи »»(t). Измеряемый импульс искажен параз«тной амплитудной модуляцией так, что его можно описать формулой:

v, + ((с), О и tf„n; (<)

О, 0 »,, где U — амплитура неискаженной части о импульса; (t) описывает случайный закон амплитудной модуляции и обладает спектром мощности, сосредото»е»»но»» в диапазоне чдстот (- 2/2, Q /?1, причем мультипликативные искажения предполагаются быстрыми, так что, ;7 L д /2 и )) 1.

1684732

При преньппени» входным сигналом 1!екоторого уровня (переклп)чятель 1 в положении I) или при поступлении импульса синхрониз»рова»»ного с перел»11»м

5 фронтом измеряемого имнульеа (переключатель 1 в положени» II) гснератор 2 управляющего импульса вырабатывает управляющий сигнал хе(:.), изображенный ня фи(. 2 Длительноет». пер" вого положительного импульса в управляюп»ем сигнале выбирается равной наибольшей возможной длительности измеряемого импульса Т. Расстояние от заднего *ронта положительного импуль— са до переднего Фронта второго (отрицательного) импульса и „,-,. выбирается ми»»имал».»»ым, Но достатс чньп, дпя считывания результато»8 и,мереf!)1)1. Таким образом, ."»„6 — -этo время »»дика- 20 ции е ДЛИП eÏÜÍОСТЬ ВТОР,":ГO (;)тp:!Itа тельного) импульса выбирается минимальной, но лостаточ), и для упря»,(»ония блоками схемы. IS исходном состоя7нии (о включения генератора 2 управляющего сигна»»а) кл»()7(и 8 Э закрыть)„управляющий сигнал на вхг)дах г).:асширите.((й

7,9,19 и 21 длительности импульсов входе ГЛИН 3 и генераторе 5 упрявляюmего импульсca отсутствует. При пояг- 30 ленни положительного импульса управЛЯЮЩЕГО СИГНЯЛа X „(.) О«КРЫВаС VCÍ

КЛЮЧ 8 И Остр)е TCя OTKp»ITftffd II TF !e»IHe времени T.. В этом интерваге врг -fef(» на расширитель 9 длительности импульсов и полосовой фильтр 16 поступает аппитивная смесь v(t)=s(t)+n(t), где s(t) описывается формулой (1), а »1(t) — (пирокополосная помеха. Полосовой фильтр 16 имеет полосу пропус- 40 кания, равную полосе (-Q/2; Q /2), занимаемую спектром мощности паразитной амплитудной модуляции измеряемого импульса (1), и должен обеспечивать коэффициент передачи К . В результа- 45 те на выходе блока 16 имеем сигнал

x«(t)=K«J x(t-() —, dt . (2)

Q sin(gt /2)

2и

- (:К2

При этом сигнал (2) на вь»ходе бпо- 0 ка 16 отличается от входной смеси измеряемого импульса,и яддитивной помехи х(t) лишь тем, что подавлены все спектральные составляющие аддитивной помехи n(t), лежащие вне полосы частот (-a/2; h /21, и амплитуда изменена н К, раз.

Расширите пь 9 длительности импульсов представляет собой интегратор с (4) A х (c) = K)c

) с длительностью, ограниченной максимально возможной длительностью измеряемого сигнала Т.

Таким образом, ня вьгх(ле блока 11 амплитуд»гых отноп(ений формируется с»гнал х Ф рявны1-1 и (A) = 2ф) /( (» который подается на один из входов с ум,".тора 1 э

На второй вход сумматора 12 поступает в»лходной сигнал х,(Я расширителя 19 длительности импульса, входной сигнап которого представляет собой выход сумматора 18, т,е. алгебра»ческую сумму сигнала с вь)хола уеилителяинвертора 4, равного отрицательной постоянной величине — К4, и выходного сигнала х, (г.) квадрятора 17, ня вход которого поступает сигнал х, (Г) (2). Таким образом, на второй вход сумматора 12 поступает сигнал х,(с), равный и

x, (,) J (x (с) Kt)dt, (6)

О так что на выходе сумматора 12 формируется сигнал х ((.,): !

2 /К х (е)=х (t)/(Ке )+ J (х (t)-K()dt, (7)

С выхода сумматора 12 сигнал (7) поступает на усилитель 20 с экспоненциальной динамической характеристикой, формирующий выходной сигнал х (((. )

2о вида х (е) = ехр (K х< Ь))= ехр!К (х (2)/К ()+ J (х, (t)-К )dtj) (8) о

С выхода экспоненциального усилителя 20 на последующие блоки схемы б о л ь и) о Й 11 O C T O H f! I I O I I 11 р е м (н и, f f;1

;»е которого формируется сиг)(ял л

x (() = 1 x(t)dt (3)

9 о

Далее этот сигнал воз во»»ится в квадрат в блоке 10 и выходной FBI нял кв,элратора 10 поступает на »Ixo/I блока 11 амплитудных отношений. Огновременно на второй вход блока 11 с нь)хода генератора 3 линейно изменяющегося напряжения поступает линейно изменяющийся сигнал

1б84732 (12) х (c) = х,(.) х ()

К К С х, (С), T< Т;

О, л h аТ,,<)Т, 20 (9) . у

К К6 J сехР К (х(й) f t /(К „)+J QK«gx(t-t ) — dt s КФ

),- р» . » >>,>> /,) .> -"> --г-тт—

Т, о -ор (13) о р м у л а изобретения сигнал поступает через ключ 13 который открывается с задержкой на время

T < (Т относительно переднего фронта положительного импульса управляющего сигнала х (), где Т вЂ” минимально возможная длительность измеряемого импульса. Задержка обеспечивается тем,, что генератор 5 управляющего импульса формируют управляющий сигнал, отличный 0 ат нуля на интервале (Т>, Т) >Фиг. 3).

Перемножитель 14 формирует произведение х (c) сигнала х (), полученного из выходного сигнала ГЛИН усиле- 15 нием в К раз усилителем 6 и сигнала х (c) с выхода ключа 13:

l$

Таким образом, на вход интеграторов 7 и 21 входные сигналы х„„(с ) и

x, (c) начинают поступать после момен- 25

Таким образом, величина х,5(Т) пред ставляет собой измеренное значение

35 неизвестной длительности входного импульса.

После окончания в момент времени

Т положительного импульса управлляющего сигнаЛа x2(t) ключ 8 закрывается, прекращается Формирование линейно изменяющегося сигнала ГЛИН 3, а отрицательным импульсом управляющего сигнала в момент времени Т + Т сбрасываются (обнуляются) интеграторы 7, 9, 19 и 21 ° Измеритель приводится в исходное состояние и готов к работе.

Устройство для измерения длительности импульса, содержащее усилительинвертор, первую и вторую входную шины, которые через последовательно соединенные переключатель и первый

55 генератор управляющего импульса под ключены к входу генератора линейно изменяющегося напряжения, последовательно соединенные первый расширитель та времени Т, так что при Т1 c t < Т на выходах интеграторов формируются сигналы: на выходе интегратора 7

t х () К>К х< (ь) dc; (10) т, нп. выходе интегратора 21 х (t) J х () dc. (11) т<

В результате на выходе блока 15 отношений формируется сигнал

Этот сигнал зависит от времени и, высо при Т. Когда t ) T, этот сигнал представляет собой постоянную величину, численно равную измеренному.значению длительности входного импульса. Если выходной сигнал предлагаемого устройства х, (С) выразить через входную смесь импульса и помехи

x(t) то в интервале времени от Т до

Т + Т„„ получают длительности импульсов, первый квадратор, первый блок амплитудных отношений и первый сумматор через первый управляемый ключ подключены к первой входной шине, последовательно соединенные полосовой фильтр и второй квадратор подключены к выходу первогз управляемого ключа, выход второго расширителя длительности импульсов подключен к второму входу первого сумматора, управляющий вход первого управляемого ключа соединен с входом генератора линейно изменяющегося напряжения, выход которого соединен с вторым входом первого блока амплитудных отношений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности измерения импульса, искаженного паразиткой амплитудной модуляцией в условиях действия широкополосной аддитивной помехи большой и умеренной мощности, в него дополнительно введены второй сумматор, второй генератор управляющего импульса, усилитель, второй управляемый ключ, эксионенциальньпя усилитель, перемножитель, третий

1684732 х () tM T фиг. 1

tH T фиг 5 и четвертый расширители длительности импульсов и второй блок амплитудных отношений, причем первый и второй входы второго сумматора подключены соответственно к выходу второго квад5 ратора и выходу усилителя инвертора, а выход — к входу второго расширителя длительности импульсов, выход первого сумматора соединен с входом экспонен- 1

10 циального усилителя, выход которого подключен к входу второго управляемого ключа, управляющий вход которого соединен с выходом второго генератора управляющих импульсов, вход которого подключен к входу генератора линейно изменяклцегося напряжения, а также к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого расширителей длительности импульсов, второй вход перемножителя черен усилитель полключен к BbB:îäó генератора линейно изменяющегося напряжения, первый вход леремножителя соединен с выходом второго управляющего ключа и входом четвертого расширителя импульсов, выход которого подключен к второму входу блока амплитудных отношений, первый вход которого подключен к выходу третьего расширителя длительности импульсов, вход которого соединен с выходом-перемножителя, выход второго блока амплитудных отношений является выходом устройства.

168473?

Х (7)

Ч Ц

7 (t) 10

Kt фига н Т (t)

Фиг. 9

Ъ

Фиг 10

1684732

Составитель Л. Стройнова

Редактор Л. Пчолинскай Техред A,Êðàâ÷óê Корректор Н.РевскаЯ

Заказ 3505 Тира к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101