Способ определения момента времени перехода сигнала через нуль

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения момента времени перехода знакопеременного сигнала через нуль при малых отношениях сигнал/шум. Цель изобретенияповышение точности измерения при малых отношениях сигнал/шум. Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключаюИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения момента времени перехода знакопеременного сигнала через нуль при малых отношениях сигнал-шум. Цель изобретения - повышение точности измерения при малых отношениях сигнал-шум . На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ; на щемся в сравнении измеряемого сигнала S(t) с пороговыми напряжениями и определении искомой величины как среднего значения интервала времени, заключенного между двумя соседними моментами совпадения измеряемого сигнала с двумя заданными пороговыми напряжениями, определяют моменты времени t и ten двух соседних пересечений измеряемым сигналом нулевого порогового уровня Vo, с момента времени ti Xх сравнения измеряемого сигнала с пороговым напряжением Vi Vo начинают первое интегрирование измеряемого сигнала и определение первого текущего среднего сигнала St, которое прадолжают до момента времени toi изменения знака измеряемого сигнала, в момент времени toi начинают второе интегрирование измеряемого сигнала и определение второго текущего среднего инвертированного сигнала S2, которое продолжают до момента времени t2 второго сравнения, когда изменяется знак разностного сигнала Л S Si - Sa, а момент времени перехода сигнала через нуль определяют по формуле to TiSi + t2S2/Si + 82. фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит первый 1 и второй 2 ключи, первый 3, второй 4 и третий 5 триггеры , первый 6 и второй 7 интеграторы, первый 8, второй 9 и третий 10 компараторы, первый 11, второй 12 и третий 13 диоды, сумматор 14, инвертор 15, дифцепь 16, коммутатор 17, функциональный преобразователь 18, блок индикации 19, задатчик порога fe И ,1 О О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 К 5/153

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (л)

1ф ЬЭ

О

О > (21) 4821280/21 (22) 09.04.90 (46) 15.05,92. Бюл, ¹ 18 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия СССР (72) В.А.Игнатов, Н.B,ÁoãîëþáîB, Л.Я.Нагорный, А.Г.Тараненко, Д,И.Рябцев и

Ф.И.Яновский (53) 621.317.535 (088.8) (56) Заявка Японии N 59-52989, кл. Н 03 К 5/153, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1330741, кл. Н 03 К 5/153, 1987. (54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОМЕНТА

ВРЕМЕНИ ПЕРЕХОДА СИГНАЛА ЧЕРЕЗ

НУЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть. использовано для измерения момента времени перехода знакопеременного сигнала через нуль при малых отношениях сигнал/шум, Цель изобретения— повышение точности измерения при малых отношениях сигнал/шум, Поставленная цель достигается тем, что в способе, заключаюИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения момента времени перехода знакопеременного сигнала через нуль при малых отношениях сигнал-шум.

Цель изобретения — повышение точности измерения при малых отношениях сигнал-шум.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ; на

„„5U„„1734200 А1 щемся в сравнении измеряемого сигнала

$(с) с пороговыми напряжениями и определении искомой величины как среднего значения интервала времени, заключенного между двумя соседними моментами совпадения измеряемого сигнала с двумя заданными пороговыми напряжениями, определяют моменты времени t и to> двух соседних пересечений измеряемым сигналом нулевого порогового уровня Vo, с момента времени сс >с" сравнения измеряемого сигнала с пороговым напряжением Ч1 > Vo начинают первое интегрирование измеряемого сигнала и определение первого текущего среднего сигнала $1, которое продолжают до момента времени ац изменения знака измеряемого сигнала, в момент времени to> начинают второе интегрирование измеряемого сигнала и определение второго текущего среднего инвертированного сигнала $г, которое продолжают до момента времени сг второго сравнения, когда изменяется знак разностного сигнала Л S = S> - $г, а момент времени перехода сигнала через нуль определяют по формуле со = ti $ > + сг$г/$1 + $г. фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит первый 1 и второй 2 ключи, первый 3, второй 4 и третий 5 триггеры, первый 6 и второй 7 интеграторы, первый 8, второй 9 и третий 10 компараторы, первый 11, второй 12 и третий 13 диоды, сумматор 14, инвертор 15, дифцепь 16, коммутатор 17, функциональный преобразователь 18, блок индикации 19, задатчик порога

1734200

Яд

+SÄ+Sz tz

20, первый и второй выходы которого подключены к первым входам компараторов 8 и 9 соответственно, выход первого ключа 1 через первый диод 11 в прямом включении и второй диод 12 в обратном включении подключен соответственно к первому входу сумматора 14 и входу инвертора 15, выход которого подключен к второму входу сумматора 14, выход которого подключен к входу коммутатора, первый выход которого подключен к объединенным информационному входу второго ключа 2 и второму входу второго компаратора 9, выход которого подключен к установочному входу третьего триггера 5, выход которого подключен к объединенным первому входу функционального преобразователя 18 и управляющему входу второго ключа 2, выход которого подключен к входу первого интегратора 6, выход которого подключен к объединенным первому входу третьего компаратора 10 и второму входу функционального преобразователя 18, второй выход коммутатора 17 подключен к входу второго интегратора 7, выход которого подключен к объединенным третьему входу функционального преобразователя 18 и второму входу третьего компаратора 10, выход которого подключен к четвертому входу функционального преобразователя 18, выход которого подключен к входу блока индикации 19, выход первого компаратора 8 подключен к объединенным установочному входу первого триггера 3 и входу дифцепи 16, выход которой через третий диод 13 в обратном включении подключен к установочному входу второго триггера

4, выход которого подключен к управляющему входу коммутатора 17, выход первого триггера 3 подключен к управляющему входу первого ключа 1, объединенные второй вход первого компаратора 8 и информационный вход первого ключа 1 соединены с информационным входом устройства, вход сброса которого подключен к объединенным входам сброса триггеров 3, 4, 5, функционального преобразователя 18, блока индикации 19, интеграторов 6, 7.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

В момент tH начала измерения (фиг. 2) измеряемый сигнал S(t) подают на информационный вход устройства, одновременно подают сигнал сброса на триггеры 3, 4, 5, обнуляют интеграторы 6, 7, функциональный преобразователь 18 и блок индикации

19. В исходном состоянии ключи 1, 2 закрыты, выход сумматора 14 через коммутатор

17 подключен к объединенным входам второго ключа 2 и второго компаратора 9.

В момент t* пересечения сигналом S(t) нулевого уровня Vo (фиг, 2а) первый компаратор 8 своим выходным сигналом (фиг. 2с) переключает первый триггер 3, с помощью которого открывают первый ключ 1, Положительные полупериоды сигнала S(t) через первый диод 11 проходят на выход сумматора 14 без изменения, отрицательные — через второй диод 12 в инвертированном виде (фиг, 2б). В момент ti превышения сигналом

S(t) порога Vi срабатывают второй компаратор 9 и третий триггер 5, который открывает второй ключ 2, в результате сигнал S(t) поступает на вход первого интегратора 6. Интегратор 6 интегрирует сигнал до момента

toi изменения полярности сигнала S(t). Для этого отрицательный перепад уровня с выхода первого компаратора 8 после дифференцирования дифцепью 16 в момент toi (фиг. 2б) через третий диод 13 подают на вход второго триггера 4, который посредством коммутатора 17,переключает выход сумматора 14 на вход второго и нтегратора 7. Выходной уровень S i первого интегратора 6 (фиг, 2е) используют в качестве опорного уровня для третьего компаратора 10, От момента toi сигнал интегрируют с помощью второго интегратора 7. В момент 72 выполняется условие S2 = Si, где

Sz — выходной сигнал второго интегратора 7. Третий компаратор 10 срабатывает, На функциональный преобразователь 18 подают сигналы с выходов третьего триггера 5 (11), третьего компаратора 10 (tz), первого интегратора 6 (Si), второго интегратора 7 (Sz). Функциональный преобразователь 18 вычисляет величину

Т131 + t2S2 Si

to р у у t1 в течение времени вычисления сз — tz, в момент тз блок индикации 19 индицирует вычисленное значение to. Далее выполняется следующий цикл измерения, Временные диаграммы фиг. 2 показывают существенное отличие способа — второй момент компарации tz определяется не по мгновенным значениям зашумленного сигнала, а по текущим средним (отфильтрованным значениям). 3а счет этого повышается точность отсчета tz и всего способа измерения.

Формула изобретения

Способ определения момента времени перехода сигнала через нуль, заключаю1734200

15 t1S1 + 12S2

to=

S1+S2

C6p ) Фиг. 1

55 щийся в сравнении измеряемого сигнала

S(t) с пороговыми напряжениями и определении искомой величины как среднего значения интервала времени, заключенного между двумя соседними моментами совпадания измеряемого сигнала с двумя заданными пороговыми напряжениями, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности определения при малых отношениях сигнал/шум, определяют моменты времени т* и to1 двух соседних пересечений измеряемым сигналом нулевого порогового уровня Vo, с момента времени t» t* сравнения измеряемого сигнала с пороговым напряжением V > Vo начинают первое интегрирование измеряемого сигнала и определение первого текущего среднего сигнала в момент времени to1 начинают второе ин5 тегрирование измеряемого сигнала и определение второго текущего среднего инвертированного сигнала т — о S(t))dt, которо

10 продолжают до момента времени t2, когда изменяется знак разностного сигнала М =

=S1- S2, а момент времени перехода через нуль определяют по формуле

1734200

40

50

Составитель Л,Сорокина

Техред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова

Редактор М,Товтин

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

Заказ 1676 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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