Устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости

 

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республни

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

697940 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 03.02.78 (21) 2605657/18-09 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 01 $9/44/

6 01 R 23/02

Веударстеенньй кеантет

СССР ао делам нзебретеннй н еткритнй

Опубликовано 15.11.79 Бюллетень М 42

Дата опубликования описания 15.11.79 (53) УДК 621.396. .96 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. И. Нагорная, А. Н. Моргунов и В. И. Ванюшин

Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

ДОППЛЕРОВСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЯ СКОРОСТИ

Изобретение относится к радиолокации и мбжет использоваться для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости потоков в аэродинамических системах.

Известно устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости, содержащее N каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр и ключ, при этом входы полосовых фильтров и выходы ключей всех каналов соединены между собой и являются соответственно входом и выходом устройства, а второй выход полосового фильтра каждого из каналов соединен с входом формирователя стробов (1).

Данное устройство имеет невысокую точность и сложную конструкцию.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение устройства.

Для этого в устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости, содержащее N каналов, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр и ключ, при этом входы полосовых фильтров и выходы ключей всех каналов соеди2 иены между собой и являются соответственно входом и выходом устройства, а второй выход полосового фильтра каждого из каналов соединен с входом формирователя стробов, введены элементы N И-НЕ, (N+ 1) И-НЕ и управляемый инвертор, а в каждый из каналов введены два элемента 2И-НЕ, элемент 5И-НЕ, инвертор и блокирующий ключ. Выход формирователя стробов каждого канала через элемент 5 -HE соединен с вторым входом ключа, первыми входами элементов 2И-НЕ своего канала и с вторым и третьим входами элементов 5И-НЕ соответственно предыдущего и последующего каналов и с входами элемента N И-НЕ. Вторые входы элементов 2И-НЕ каждого из каналов соединены между собой и подключены соответственно к выходам элемента (N + 1) И-НЕ и элемента N H-HE.

Выходы элементов 2И-НЕ каждого из каналов соединены соответственно с четвертым и пятым входами элемента SH-HE своего канала, Второй выход полосового фильтра каждого канала соединен с первым входом блокирую.цего ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 2И-НЕ своего канала. Выход фор697940

3 мирователя стробов каждого из каналов через инвертор соединен с соответствующим входом элемента (N + 1) И-НЕ, выход элемента Й И-НЕ через управляемый инвертор соединен с соответствующим входом элемента (N + 1)И-НЕ.

Выходы блокирующих ключей соединены между собой и подключены к корпусу устройства, Формирователь стробов выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного селектора и детектирующего каскада, при этом вход ампли to тудного селектора является входом формирователя стробов, а выход детектирующего каскада

его выходом.

На фиг, 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временные 15 диаграммы.

Устройство для обработки сигналов содержит полосовой фильтр 1, ключ 2, формирователь 3 стробов, элементы NH-НЕ 4, элементы (N + 1)И-НЕ 5, управляемый инвертор 6, бло- зд кирующий ключ 7, амплитудный селектор 8, детектирующий каскад 9, элементы 2И-НЕ 10, элементы 5И-HE ll, элементы 2И-НЕ 12 и инвертор 13.

Предлагаемая схема работает следующим об- 25 разом.

В исходном состоянии (в отсутствие входного сигнала) с выходов полосовых фильтров 1 сигналы не поступают и на выходах формирователей 3 устанавливаются логические нули, на зо выходах всех элементов 5И-НЕ l l — логические единицы, а на выходе элементов NH-HE 4 — логический нуль, который инвертируется управляемым инвертором 6 в логическую единицу и вместе с инвертированными логическими нулями з5 с выходов формирователей 3 стробов поступает на входы элементов (N + 1) И-НЕ 5, на выходе которых образуется логический нуль, который образует на выходах всех элементов 2И-НЕ

10 логические единицы. Логический нуль с выхо-4Р да элементов И И-НЕ 4 образует на выходах всех элементов 2И-НЕ 10 логические единиць, которые закрывают блокирующие ключи 7, после чего последние не влияют на прохождение сигнала через полосовые фильтры 1. Логические 45 единицы с выходов элементов 5И-НЕ 11 держат в закрытом состоянии ключи 2.

С приходом входного сигнала частоты Допплера (фиг. 2а) на выходе соответствующего полосового фильтра 1 появляется полезная состав- 50 ляющая сигнала (фиг, 26). В том из полосовых фильтров 1, частота которого наиболее соответствует долплеровской, экстремальное значение полезной составляющей наибольшее, а следовательно, сигнал на его выходе раньше достигает 55 уровня формирования строб-импульса бо (фиг. 26) формирователем 3 (уровни формирования всех формирователей 3 одинаковы). Уро 4 вень задается в амплитудных селекторах 8, н по Оо формируется стандартный импульсный сигнал (фиг, 2в). Этот сигнал, продетектированный соответствующим детектирующим каскадом 9, является выходным для формирователя 3. Таким образом, на формирователе 3, соответствующем полосовому фильтру 1, собственная частота которого наиболее близка допплеровской, образуется строб-импульс с выходным уровнем, соответствующим логической единице (фиг. 2г), На всех входах элемента 5И-НЕ 11 появляются логические единицы, а на его выходе— логический нуль (фиг. Зд). Этот нуль, поданный на управляющий вход своего ключа 2, открывает его и обеспечивает проход сигнала с выхода полосового фильтра 1 на выход блокирующего ключа 7 (фиг. 2е). Этот же нуль, поданный на вход элементов N И вЂ” НЕ 4,создает на его выходе логическую единицу. Логическая единицы с выхода формирователя 3, инвертированная в логический нуль инвертором 13, подается на вход элемента N Е-НЕ 4, на выходе которого образу- . ется логическая единица. Логические единицы с выходов элемента N И вЂ” НЕ 4 и (N + 1) И вЂ” НЕ

5 подаются на вторые входы соответственно всех элементов 2И-НЕ 10, 12. Поскольку на первых входах элементов 2И-НЕ 10, 12 уже присутствует логический нуль элемента 5И-НЕ

11, на его выходах, как и в исходном состоянии остайтся логические единицы, которые не влияют на прохождение сигнала с выхода полосового фильтра 1 на выход блокирующего ключа 7.

В то же время к моменту появления логических единиц на вторых входах элементов

2И-НЕ 10, 12 на выходах остальных элементов

5Н-ÍÅ 11 (кроме одного) присутствуют логические единицы. На входы всех элементов

2И-НЕ 10, 12, за исключением одного, подаются логические единицы, вызывающие на их выходах логические нули,. которые будучи поданными на четвертые и пятые входы соответствующих элементов 5И-НЕ 11 ставят на их выходах логические единицы.

Таким образом, в течение прохождения на выход блокирующего ключа 7 сигнала с выхода полосового фильтра 1, который первым превышает порог U0, невозможно прохождение какого-либо другого сигнала.

Если строб-импульсы возникают в двух формирователях 3 одновременно, что возможно, если.допплеровская частота соответствует пересечению частотных характеристик полосовых фильтров 1, логический нуль, открывающий соответствующий ключ 2, появляется на выходе только одного из соседних элементов 5И-НЕ 11, так как последние включены по своим выхо6979 дам и вторым и третьим входам в триггерном режиме и логический нуль может остаться на выходе только одного из соседних элементов

5 И-НЕ 11.

В момент прохождения полезной составляющей на выходах соответствующих полозовых фильтров 1 появляются низкочастотные отклики, вызванные действием низкочастотной составляющей входного сигнала (фиг. 2ж, з).

По окончании пропускания сигнала с поло- 10 сового фильтра 1 (фиг. 2 д, е) на выходе элемента N И-НЕ 4 восстанавливается логический нуль. В то же время отклики формируют на выходе соответствующих формирователей 3 строб-импульсы (фиг. 3 и,к), которые, инвертированные соответствующими из инверторов 13 в логические нули и поданные на входы элементов (N + 1) И-НЕ 5, поддерживают íà его вы1 ходе логическую единицу. Поскольку теперь на выходах всех элементов 5И-HE 11 присутствуют э0 логические единицы, на выходах элементов 2И НЕ 10 — также единицы, как и в исходном со стоянии, а на выходах всех элементов 2И-НЕ

12 — логические нули, которые поддерживают логические единицы на выходах всех элементов 25

5И-НЕ 11. Поскольку в этом случае все ключи

2 закрыты, отклики не могут пройти на выход устройства. По окончании наиболее продолжительного отклика устройство вернется в исходное состояние. 30

Независимо от величины диапазона обрабатываемых частот предлагаемое устройство llpGпускает только полезную составляющую входЭ ного сигнала.

Блокирующие ключи 7 управляются сигналами с выходов элементов 2И-НЕ 12, т. е. в момент прохождения на выход сигнала с полосового фильтра 1 на выходе всех элементов 2И-НЕ

12 (кроме одного) устанавливаются логические нули, которые открывают блокирующие клю- 40 чи 7 (кроме одного). Соответствующие полосовые фильтры 1 закорочены на корпус, что приводит к исчезновению или, по крайней мере, к значительному снижению уровня, а значит и протяженности, откликов (фиг. Зи) . 45

В предложенном устройстве повышается точность обработки.

Формула. изобретения

1. Устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости, содержащее й

10 6 каналов, кажцый нз которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр и ключ, при этом входи нолосовых фильтров н выходы ключей всех каналов соединены между собой и являются соответственно входом н выходом устройства, а второй выход полосового фильтра каждого нэ каналов соединен с входом формирователя стробов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, введены элементы и И-HE, (N+ 1)

И-НЕ и управляемый инвертор, а в каждый из каналов введены два элемента 2И-НЕ, элемент

5И-НЕ, инвертор и блокирующий ключ, при этом выход формирователя стробов каждого канала через элемент 5И-IIE соединен с вторым входом ключа, первыми входами элементов 2И-НЕ своего канала и с вторым и третьим входами элементов 5И-НЕ соответственно предыдущего и последующего каналов и с входами элемента и И-НЕ, вторые входы элементов 2И-НЕ каждого из каналов соединены между собой и подключены соответственно к выходам. элемента (N + 1)

И-НЕ и элемента N И-НЕ, выходы элементов

2И-HE каждого из каналов соединены соответственно с четвертым и пятым входами элемента

5И-НЕ своего канала, второй выход полосового фильтра каждого канала соединен с первым входом блокирующего ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 2И-НЙ своего канала, выход формирователя стробов каждого из каналов через инвертор соединен с соответствующим входом элемента (N + 1) И-НЕ, выход элемента N И-НЕ черзе управляемый инвертор соединен с соответствующим входом элеменI та (N + 1) И-НЕ, а выходы блокирующих ключей соединены между собой и подключены к корпусу устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем,, что формирователь стробов выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного селектора и детектирующего каскада, при этом вход амплитудного селектора является входом формирователя стробов, а выход детектирующего каскада — его выходом

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2483055/09, кл. G 01 $9/44, 06.05.77 (прототип) .

697940

Составитель T. Маркина

Техред З.мужик Корректор Ю. Макаренко

Редактор Л. Алексеенко

Заказ 6560/15

Тираж 688 Подписное

ЦН 1ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4