Устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AITOPCNOMV Св ИТИЯЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву я 697940

Союз Советских

Социалистических

Ресаублнк (22} Заявлено 10. 10. 79 (21) 2829801/18-09 Р1М с присоединением заявки Йо

G 01 5 13/58

IIG 01 и 2 3/02

Гоеуявретвеииый «омитет

СССР ио ямаи изобретеиий и открытий (23)Приоритет

Опубликовано 151081. Бюллетень 149 38

Дата опубликованияолисания 15. 10. 81

{53) УДК 621. 396. . 96! 088. 8) 1

В. И. Ванюшин, Н.И. Нагорная и A. ÅÜ ".Моргунов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ДОППЛЕРОВСКОГО

ИЗМЕРИТЕЛЯ СКОРОСТИ

Изобретение относится к радиоло- кации, может использоваться для обработки сигналов допплеровского из.мерителя скорости потоков в аэродинамических системах.

По основному авт.св. 9 697940 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 кана лов соединены между собой и являются соответственно входом и выходом устройства, а второй выход полосового фильтра каждого из каналов соединен с входом формирователя стробов, эле-. менты МИ-НЕ, (й+1)И-НЕ и -уйравляемый инвертор, а в каждом из каналов; - . два элемента 2И-НЕ, элемент 5И-НЕ, иивертор и блокирующий ключ, при этом выход формирователя стробов каждого канала через элемент 5И"НЕ соединен с вторым входом ключа, первыми входами элементов 2И-НЕ своего канала и с вторым и третьим вхсдами элементов 5И-НЕ соответственно предыдущего и последующего каналов и с входами элемента йИ-НЕ, вторые входы элементов 2И-НЕ каждого из каналов соединены между собой и подключены соответственно к выходам элемента (й+1)И-НЕ и элемента йИ-НЕ, выходы элементов 2И-HE каждого иэ 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-НЕ своего канала, выход формирователя стробов каждого из каналов через ин15 вертор соединен с соответствующим входом элемента (й+1)И НЕ, выход элемента йИ-НЕ через управляемый инвертор соединен с соответствующим входом элемента (й+1)И-НЕ, выходы блокирующих

20 ключей соединены между собой и подключена к корпусу устройства, а формирователь стробов выполнен в виде последовательно соединенных амплитудного селектора и детектирующего каскада, при .этом вход амплитудного селектора является входом формирователя стробов, а выход детектирую1цего каскад его выходом f13 .

Однако данное устройство имеет

30 недостаточное быстродействие.

873175

Цель изобретения — повышение быстроцействия.

Для этого в устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости введены .последовательно соединенные формирователь входного строб-импульса и дополнительный инвертор, выход которого соединен с (М+1). входом элемента МИ-НЕ, а вход формирователя входного строб-импульса соединен с общим вхо- () дом устройства, а формирователь входного строб-импульса выполнен в виде последовательно соединенных формирователя прямоугольных импульсов, первого детектирующего каскада, инвертора и элемента 2И-НЕ, вы15 ход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, к суммирующему входу которого подключен выход второго элемента 2И-НЕ,первый вход которого соединен с выходом 2О первого детектирующего каскада и пер вым входом третьего элемента 2И-HE-. а второй вход второго элемента 2И-HE соединен с выходом генератора опорной частоты и вторым входом первого 25 элемента 2И-НЕ, первый вход которогО через элемент задержки соединен с вторым входом третьего элемента

2И-НЕ, выход которого подключен к сбрасывающему входу реверсивного .счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами элемента совпадения, выход которого соединен с входом второго детектирующего каскада, выход которого является выходом формирователя входного строб-импульса, входом которого является вход формирователя прямоугольных импульсов ° ,На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагае- 40 мого устройства; на фиг. 2 — вариант реализации формирователя входного строб-импульса; на фиг. 3 и 4 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства. 45

Устройство (фиг.1) содержит полосовые фильтры 1, ключи 2, формирователи 3 стробов, элемент МИ-НЕ 4, элемент (М+1)И-HE 5, управляемый инвертор 6, блокирующие ключи 7, $O формирователь 3 содержит амплитудный селектор 8 и детектирующий каскад 9, элементы 2И-НЕ 10, элементы

5И-HE 11, элементы 2И-HE 12, инверторы 13, формирователь 14 входного строб-импульса и дополнительный инвертор 15 °

Формирователь входного строб-импульса (фиг.2) содержит формирователь 16 прямоугольных импульсов, первый детектирующий каскад 17, ин- 40 вертор 18, первый элемент 2И-НЕ 19, реверсивный счетчик 20, элемент 21 совпадения, генератор 22 опорной частоты, второй элемент 2И-НЕ 23, второй детектирующий каскад 24, эле; 65 мент 25 задержки и третий элемент

2И-НЕ 26.

Устройство работает следующим образом.

С приходом входного сигнала частоты Допплера (фиг.За), превышающего пороговый уровень на выходе соответствующих канальных инверторов 13 появляются строб-импульсы, вызванные действием полезной составляющей (фиг.3 б,в) и низкочастотного отклика (фиг.Зе.g );

В течение строб-импульса от полезной составляющей, приходящего на управляемый инвертор 6 (фиг.З Ъ ), сигнал с соответствующего полосового фильтра 1 проходит на выходе устройства (фиг.3 к ). В это же время все остальные полосовые фильтры блокируются ключами 7 (фиг.З М). Общая длительность времени блокирования (фиг.З и ) определяется действием как строб-импульса сформированного от полезной составляющей (действующего на входе элемента МИ-НЕ 4 (фиг.З «.), так и строб-импульса, сформированного на выходе формирователя

14 входного строб-импульса, сформированного на выходе формирователя

14 входного строб-импульса (фиг.З ) и поступающего через инвертор 15 на (M+1) вход элемента МИ-НЕ 4 (фиг.З ).

Таким образом блокирование полосовых фильтров 1 (фиг.3 и ) происходит при наличии строб-импульсов, вызванных действием полезной составляющей (фиг.З y ) и строб-импульса, сформированного от входного сигнала частоты Допплера (фиг.ЗО,,Ъ,о-), независимо от, прохождения полезной составляющей на выход устройства.

Поэтому сравнительно невелика продолжительность низкочастотных откликов, которая определяет длительность закрытого состояния устройства, поддерживаемое логической единицей на выходе элемента (М+1) И-НЕ 5 (фиг.З ).

Таким образом уменьшается вероятность появления очередного радиоимпульса на входе устройства в момент присутствия указанной логической единицы на выходе элемента (М+1)И-НЕ

5, т.е. при использовании входного строб-импульса сокращается возможный пропуск входных сигналов, а следовательно, достигается поставленная цель — повышается быстродействие устройства.

Формирование входного строб-импульса .происходит следующим образом: входной сигнал частоты Допплера (фиг.4a) поступает на вход формирователя 14 входного строб-импульса, входом которого является вход формирователя 16, на выходе которого образуется пачка прямоугольных импульсов (фиг.4 6 ), проходящая затем через детектирующий каскад 17 (фиг.4 9 )

Постоянная детектирования выбрана

873175 таким образом, чтобы на высоких частотах 5 а (фиг.4 д ) сформировать из пачки прямоугольных импульсов видеоимпульс. На нижних частотах 1а (фиг.4 а ) пачка не детектируется. Такая постоянная детектирования выбрана для того, чтобы не увеличивать длительность видеоимпульеа. Для формирования видеоимпульса во всем диапазоне частот пачка прямоугольных импульсов заполняется последовательностью стандартных импульсов с выхода генератора 22 опорной частоты, период следования которых (фиг.4 а ) соответствует постоянной детектирования детектирующего каскада 17. °

В течение длительности прямоугольного импульса стандартная последовательность (фиг.4 Q ) через элемент

2И-НЕ 23, управляемый логической единицей с выхода детектирующего каскада 17,поступает.на суммирующий 20 вход реверсивного счетчика 20, а в течение паузы через элемент 2И-НЕ 19, управляемый логической единицей с инвертора 18 (соответствункцей паузе с выхода детектирующего каскада 17), на вычитающий вход реверсивного счетчика 20, который выполнен таким образом, чтобы последовательность импульсов, приходящая на вычитающий вход, воспринималась только тогда, ЗО когда в реверсивном счетчике 20 записано какое-то число, отличное от нуля. Поскольку длительность центрального импульса прямоугольной последовательности может быть больше периода допплеровской частоты (Фиг.4 а,б,в ), реверсивный счетчик

20 сбрасывается по переднему фронту каждого импульса последовательности.

Сигнал сброса (фиг.4 в ) образуется на выходе элемента 2И-НЕ 26, на пер- 4О вый вход которого поступают сигнал с выхода детектирующего каскада

17. (фиг.4 Ь ), а на второй входэтот же сигнал, инвертированный инвертором 18 и задержанный элементом задержки 25 (фиг.4 Ь ).

В реверсивном счетчике 20 во время действия радиоимпульса находится некоторое число (фиг.4 « ), отличное- от нуля за исключением мамеи- 56 тов прихода сбрасывающих импульсов, длительность которых не превышает длительности задержки элемента.задержки 25. В течение времени, когда число в реверсивном счетчике 20. отлично от нуля, на выходе элемента

21 совпадения, входы которого соединены с выходами реверсивного счетчика 20, образуется логическая единица (фиг.4 3 ). Выходной сигнал с элемента 21 совпадения постуйает иа 60 второй детектирующий каскад 24,постоянная детектирования которого зыбрана в соответствии с длительностью задержки элемента 25 задержки. На выходе второго детектирующего каскада 24 образуется видеоимпульс (фиг. 4 и ), который является выхоцньм сигналом формирователя 14 входнЬго строб-импульса. Таким образом во всем диапазоне формируется стробимпульс, соответствующий длительности входного радиоимпульса; использование которого при блокировании паласовых фильтров позволяет достигнуть цели предлагаемого изобретенияповышения быстродействия.

Формула изобретения

1. Устройство для обработки сигналов допплеровского измерителя скорости по авт.св. Р 697940, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены последовательно соединенные формирователь входного строб-импульса и дополнительный инвертор, выход которого соединен с (N+1) входом элемента NH-HE, а вход формирователя входного строб-импульса соединен с общим входом устройства.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователь входного строб-импульса выполнен в виде последовательно соединенных формирователя .прямоугольных импульсов, первого детектирующего каскада, инвертора и элемента 2И-НЕ, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, к суммирующему входу которого подключен выход второго элемента 2И-НЕ, первый вход которого соединен с вы- . ходом первого детектирующего каскада и первым входом третьего элемента

2И-HE а второй вход второго элемента 2И-НЕ соединен с выходом генератора опорной частоты H вторым входом первого элемента 2И-НЕ, первый вход которого. через элемент задержки соединен с вторым входом третьего элемента 2И-НЕ, выход которого подключен к сбрасывающему входу реверсивного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами элемента совпадения, выход которого соединен с входом второго детектирующего каскада, выход которого является выходом формирователя вхбднога строб-импульса, входом которого является вход формирователя прямоугольных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 697940, кл. G 01 S 9/44, 1978 (прототип).

ВОИИПИ Закаа 9027/72

: Тираж 735 йодписное

° иве ев&аеюю юююмююююавюююевавююе

Филиал НПП . Патент .., г.Уигород, ул.Проектная,4