Фазометрическое устройство

 

О П И С А Н И Е (и) 533879

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.09.75 (21) 2172857/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 20.10.76 (51) М Кл 2 G 01R 25/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (5З) УДК 621.З17.87 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Э. С. Кирицев, H. М. Корнюшина, В. К. Кошелев, И. С. Маркин и В. П. Овчинникова (71) Заявитель (54) ФАЗОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерению фазы радиосигналов и может использоваться в радиотехнических установках, осуществляющих измерение параметров радиосигналов в смеси с шумом, в частности в аппаратуре приемных пунктов систем навигации и единого времени.

Известно фазометрическое устройство, осуществляющее измерение фазы радиосигналов в присутствии шумов. Оно содержит средство первичной обработки сигнала, фазовые детекторы, счетчики, используемые в качестве фильтра, формирователи опорной шкалы и средства управления опорной шкалой и реализуют компенсационный принцип измерения фазы, при котором последовательно отрабатывается рассогласование опорной шкалы и сигнала (1).

Однако это устройство сложно и не обладает высокой точностью и малым временем измерения при небольших схемных затратах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому. является фазометрическое устройство, построенное на основе устройства для синхронизации двоичных сигналов, которое осуществляет фазированиеопорной шкалы с входными сигналами при сравнительно небольшом объеме аппаратуры.

Устройство содержит опорный генератор, дискретный фазовращатель, делитель частоты и формирователь вспомогательных стробов, подключенный тремя выходами к трем фазовым дискриминаторам, два из которых подключены входами к формирователю фронтов сигнала, а выходами — к реверсивному счетчику. Выходы последнего соединены через устройство переменного коррекционного эффекта к дискретному фазовращателю и обеспечивают, в зависимости от сигнала одного

ip или другого дискриминатора, уменьшение рассогласования опорного напряженияивходного сигнала. Входы третьего дискриминатора подключены к другим выходам упомянутых двух дискриминаторов, а выход также

15 подключен к дискретному фазовращателю (2).

Однако рассогласование между импульсами основной шкалы и сигналом отрабатывается последовательно ступень за ступенью, что обусловливает большое время измерения.

Цель изобретения — уменьшение времени измерения фазы входного сигнала без сниженияя точности.

Это достигается тем, что в предлагаемое фазометрическое устройство дополнительно введены анализатор знаковой ситуации, фазовый детектор и узел управляемой задержки, включенный между выходами формирователя вспомогательных стробов и входами двух

ЗО схем знака, причем выход анализатора знако533879

4О

55 бО

65 вой ситуации соединен с узлом упраьляемой задержки и устройством переменного коррекционного эффекта, выход третьей схемы знака подключен к реверсивному счетчику, а выход усилителя — ограничителя — непосредственно к входам трех схем знака и через фазовый детектор — к входу реверсивного счетчика, при этом входы анализатора знаковой ситуации подсоединены к выходам трех схем знака.

За счет выбора величины ступени сдвига опорной шкалы на основании анализа информации о знаковой ситуации опорной шкалы и вспомогательных стробов и фильтрации фазового рассогласования достигается совмещение опорной шкалы с сигналом по фазе за меньшее количество управляющих воздействий на опорную шкалу, а следовательно, за меньшее время.

Кроме того, обеспечивается дополнительный эффект, заключающийся в приближенном постоянстве времени измерения любого расссгласования, так как первоначально ступень сдвига приспосабливается под величину рассогласования опорного напряжения и сигнала и первоначальное управление опорной шкалой обеспечивает совмещение ее с сигналом в пределах заданной величины.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Выход усилителя-ограничителя 1 связан с входами фазового детектора 2 и трех схем 3, 4, 5 знака. Выход детектора 2 связан с входом реверсивного счетчика 6, выходы которого соединены через устройство 7 переменного коррекционного эффекта с дискретным фазовращателем 8, вход последнего подключен к опорному генератору 9, а выход — к делителю частоты 10.

Фазометрическое устройство содержит также формирователь 11 вспомогательных стробов, узел 12 управляемой задержки, анализатор 13 знаковой ситуации и отсчетное устройство 14.

Фазометрическое устройство работает следующим образом.

Входные сигналы в смеси с шумом с помощью усилителя-ограничителя 1 преобразуются в прямоугольные импульсы, которые поступают на схемы 3, 4, 5 и фазовый детектор

2. Делитель 10 формирует из частоты опорного генератора 9 импульсы опорной шкалы, с помощью формирователя 11 формируются вспомогательные стробы, отстающие и опережающие импульсы основной шкалы на выбранный интервал t . При этом первоначально ступень сдвига фазовращателя 8, определяемая устройством 7 переменного коррекционного эффекта, также равна 4. Вспомогательные стробы через узел 12 поступают на две схемы 3, 4, импульсы основной шкалы поступают на третью схему 5 и детектор 2.

С помощью схем 3, 4, 5 определяется, с какой полуволной сигнала — положительной или отрицательной — совпадают вспомогательные стробы и onии;иая шкала. Г1ри этом схемы знака могут обладать фильтрующими свойствами, например использо:;!ть счетчики для накопления результата.

Если импульсы основной шкалы совпадают с положительной полуволной, а отстающие на

t> вспомогательные стробы — с отрицательной полуволной (или же основная шкала совпадает с отрицательной полуволной, а опережающие на 11 стробы — с положительной), то с помощью анализатора 13 формируется сигнал, который уменьшает ступень сдвига, задаваемую устройством 7, на заданную величину.

Кроме того, этот сигнал также управляет узлом 12 и уменьшает на соответствующую величину интервал рассогласования вспомогательных стробов относительно импульсов основной шкалы (до 4) .

Если знаковая ситуация не изменилась, то сформированный сигнал анализатора 13 вновь уменьшит ступень сдвига опорной шкалы и интервал между вспомогательными стробами и импульсами опорной шкалы. Уменьшение ступени сдвига и интервала происходит до тех пор, пока отстающий строб не совпадает с положительной полуволной сигнала.

При этом ступень сдвига опорной шкалы через дискретный фазовращатель примерно равна степени рассогласования шкалы и сигнала. Фазовый детектор 2 и реверсивный счетчик 6, имеющий значительно большую постоянную времени, чем схемы знака, и обеспечивающий фильтрацию фазового рассогласования, формирует сигнал отработки, который через устройство 7 и дискретный фазовращатель 8 производит сдвиг опорной шкалы к фронту сигнала. Величина сдвига задана устройством 7 и зависит от величины рассогласования в соответствии с описанными выше операциями, а направление сдвига задается третьей схемой 5, выход которой соединен с входом счетчика 6, определяющим направление счета. Таким образом, уже после первого управления опорной шкалой рассогласования последней с сигналом не велико. Затем вновь производится анализ знаковой ситуации и управление интервалом и величиной ступени сдвига опорной шкалы,пока не будет достигнут минимальный интервал между вспомогательными стробами и импульсами основной шкалы, который определяется исходя из требуемой точности. При этом фильтрация сигнала фазового рассогласования, управляющего опорной шкалой через реверсивный счетчик 6, обеспечивает необходимую точность. Величина, на которую производится уменьшение ступени сдвига, может быть постоянной, но может изменяться, например уменьшаться по линейному закону.

Устройство, соответствующее прототипу, не имеет гибкого изменения величины ступени сдвига и обрабатывает рассогласование последовательно, ступень за ступенью.

Таким образом, использование результатов анализа входной смеси сигнала и шума для

533879

Формула изобретения

Составитель Е. Фролова

Техред М. Семенов

Корректор Л. Орлова

Редактор Е. Караулова

Заказ 2177/18 Изд. № 1685 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2 изменения структуры измерителя и оптимизации процесса измерений носит черты адаптивной процедуры и определяет преимущества предлагаемого устройства. Расчетные данные показывают, что выигрыш по времени для заданной точности измерения, по сравнению с устройством, соответствующим прототипу и используемым на практике, составляет 2 — 3 раза, Это позволяет, например, существенно сократить время получения радионавигационного параметра или поправки на временную шкалу.

Фазометрическое устройство, содержащее усилитель-ограничитель, подключенный к входам двух схем знака, последовательно соединенные реверсивный счетчик, устройство переменного коррекционногоэффекта, дискретный фазовращатель, делитель частоты и формирователь вспомогательных стробов, третью схему знака, подключенную к выходу делителя частоты, а также содержащее опорный генератор, соединенный с дискретным фазовращатслем, и отсчетное устройство, связанное с делителем частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения без снижения точности, оно снабжено анали5 затором знаковой ситуации, фазовым детектором и узлом управляемой задержки, включенным между выходами формирователя вспомогательных стробов и входами двух схем знака, причем выход анализатора знако10 вой ситуации соединен с узлом управляемой задержки и устройством переменного коррекционного эффекта, выход третьей схемы знака подключен к реверсивному счетчику, а выход усилителя-ограничителя — непосредствен15 но к входам трех схем знака и через фазовый детектор — к входу реверсивного счетчика, при этом входы анализатора знаковой ситуации подсоединены к выходам трех схем знака.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авт. св. СССР № 469933, кл. G 01R 25/00, 29.04.72.

2. Авт. св. СССР № 403096, кл. Н 041 7/10, 25 27.09.71.