Устройство для измерения времени распространения сигнала

 

(72) Авторы изобретения

Э. Е. Пашковский и А. И. Гуцапо (7l) Заявитель

Винницкий политехнический институт (54,) УСТРОЙСТВО ДЦЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГШШ.е

Изобретение относится к измери= тельной технике и может найти применение для измерения. времени расп-: ространения сигнала по линии связи.

Известно устройство для.измерения времени распространения сигнала, которое содержит генератор фиксируемой частоты, два делителя частоты, 10 модулятор, генератор качающейся частоты, усилительный каскад, исследуе" мую линию связи, детектор, усилительограничитель, опорный генератор, фильтр, фазовый индикатор(11.

Недостатком устройства является то, что в исследуемой линии связи необходимо выделить участок частотного диапазона для передачи сигнала генератора фиксированной частоты и гарантировать его прохождение в пункт приема, что фактически означает передачу информации об опорной фазе по вспомогательному каналу.

Известно устройство для измерения времени распространения сигнала, со . держащее генератор импульсов со схемой автоматической регулировки амплитуды, генератор тактовых импульсов, делитель частоты, входом соединенный с выходом генератора тактовых импульсов, каждый из двух выходов делителя частоты соединен с одними из входов двух ключей, вторые входы которых соединены с выходом генератора импульсов со схемой автоматической регулировки амплиту ды каждый из выходов двух переключа« ющих схем соединен со входом цифрового индикатора и входом исследуемой линии связи, куда также подключены входы двух триггеров, вход селектора, вход генератора тактовых импульсов, выход каждого из двух триггеров соединен с двумя входами генератора линейно возрастающего напряжения, третий вход которого со. единен с выходом источника опорного

883787 4

Устройство содержит генератор i

1 высокой частоты, модулятор 2, генератор 3 низкой частоты, добавочный ,триггер 4, усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления, первый ключ 6, линию 7 связи, первый формирователь 8 импульсов, измеритель 9 длительности временных интервалов, второй ключ 10, амплитудный

10 детектор ll, второй формирователь 12 импульсов, первый триггер 13, источ" ник 14 опорного напряжения, второй триггер 15 и генератор 16 линейно возрастающего напряжения.

1 Устройство работает следующим образом.

Напряжение с выхода генератора 1 высокой частоты поступает на вход модулятора 2, где модулнруется напряжением низкой частоты, поступающим с выхода генератора 3 низкой частоты, уровень которого соответствует 100Х-ной глубине модуляции.

Полученный на выходе модулятора 2 д амплитудно-модулированный сигнал усиливается в усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления до заданиого уровня и через первый ключ 6 поступает на вход линии 7 связи, зв работающей в режиме короткого замыкания на вь|ходе, чем достигается не согласованный Режим ее работы. Напряжение с выхода генератрра низкой частоты также поступает на вход до3$ бавочного триггера 4, образуя на его выходах прямоугольные импульсы противоположной BOJIRpHocTHe

I напряжения, а выход генератора линейно возрастающего напряжения соединен со входом генератора импульсов со схемой автоматической регулировки амплитуды12)., Недостатком известного устройства является низкая точность измерений из-за влияния переходной характеристики линии на форму отраженного сиг" нала.

Цель изобретения — повышение точности, Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения вре- мени распространения сигнала, со-. держащее генератор высокой частоты, усилитель с автоматической регули" ровкой усиления, линию связи, два триггера, выходы которых соединены с первым и вторым входами генератора линейно возрастающего напряжения, третий вход которого соединен с ис" точником опорного напряжения и измеритель длительности интервалов, введены модулятор, генератор низкой. частоты, добавочный триггер, амплитудный детектор, первый и второй ключи и первый и второй формирователи импульсов, причем первый и второй входы модулятора соединены соответ.ственно с выходами генератора высо кой частоты и генератора низкой частоты, выход модулятора соединен с первым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход которого соединен с одним иэ входов первого ключа, второй вход которого соединен с одним из выходов добавочного триггера, а также через первый фор-, мирователь импульсов с первым вхо- дом измерителя длительности интервалов, выход первого ключа соединен с входом. линии связи и одним из входов второго ключа,, второй вход которого соединен с вторым выходом добавочного триггера, выход второго ключа соединен с входами амплитудного детектора и первого и второго триггеров, выход генератора линейно возрастающего напряжения соединен с вто- %0 рым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход амплитудного детектора через второй формирователь импульсов соединен с вторым входом измерителя длительнос- 53 ти интервалов.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Эти импульсы поступают на соответствующие входы первого и второго ключей 6 и 10. Так как зти ключи управляются s п р оoт иHв о ф а з еe, то на вы- ходе ключа 6 образуется серия радиоимпульсов с синусоидальной огибающей, имеющих частоту заполнения генератора 1 высокой частоты и следующих с частотой в два раза ниже частоты генератора 3 низкой частоты, а на выходе ключа 10 образуется серия радиоимпульсов, отраженных от конца линии 7 связи.

Отраженные импульсы претерпевают в линии 7 связи задержку, равную удвоенному времени распространения сигнала с несущей частотой генератора 1 высокой частоты. Эти импульсы поступают одновременно на вход цетектора 11 и входы первого и вто рого триггеров 13 и 15 с ограничени883787 ем по минимальному положительному и отрицательному уровням.

На выходах этих триггеров образуются импульсы только в случае, когда амплитуда отраженных импульсов у достигает соответствующего уровня.

Эти импульсы поступают на два входа генератора !6 линейно возрастающего напряжения. Одновременно на третий вход этого генератора поступает опор- 10 ное напряжение с источника 14, которое сравнивается с линейно возрастающим напряжением генератора 16.и сигнал их разности с выхода генератора 16 поступает на регулирующий 1Э вход усилителя 5.

Так . как опорное напряжение, поступающее с источника 14 опорного нап-. ряжения, соответствует заданной крутизне отраженных импульсов, то усили- щ тель 5 регулирует амплитуду посылаемых в линию импульсов так, чтобы крутизна фронта отраженных импульсоВ была постоянной, Это уменьша ет влияние затухания сигнала в ли- ЗВ нии на точность измерений.

Из отраженных радиоимпульсов„ поступающих на вход детектора 11, на его выходе образуются однополярные . видеоимпульсы, из которых на выходе gy формирователя 12 импульсов образуются. короткие однополярные импульсы, соответствующие началу отраженного импульса. Эти импульсы поступают на один из входов измерителя 9 . длительности временных интервалов и служат в качестве импульсов конца ,отсчета.

Импульсы начала отсчета, поступа

;ющие "на другой вход измерителя 9 дли. тельности, образуются на выходе формирователя 8 импульсов иэ импульсов на

:.выходе триггера 4.Импульсы начала отсчета образуются одновременно с началом формирования радиоимпульсов на

43

: выходе ключа 6, так как этот ключ и формирователь 8 импульсов соединены .с одним и тем же выходом триггера 4.

Таким образом, в индикаторе изме;рителя 9 будет зафиксировано время от момента посыпки радиоимпульсов с синусоидальной огибающей в линию, до момента поступления соответствующего отраженного радиоимпульса. Это время равно удвоенному времени прохождения сигнала по линии.

Для получения результата, соответствующего времени распространения сигнала по линии; необходимо значение временного интервала, отмеченное в индикаторе измерителя 9 длительности интервалов разделить на два.

Использование в качестве испыта-тельных сигналов радиоимпульсов с синусоидальной огибающей позволяет устранить влияние переходных процессов при распространении и отражении сигнала в линии и различных узлах измерителя, что упрощает конструкцию и повьппает точность измерений в 3 раза.

Таким образом, за счет введения дополнительных узлов устраняется влияние переходных процессов в линии и узлах измерителя, что позволяет повысить точность измерения времени распространения сигнала по линии связи, а за счет использования микросхем при его изготовлении предложенное устройство дешевле известного на 20-30Х.

Формула изобретения

Устройство для измерения времени . распространения сигнала, содержащее генератор высокой частоты, усилитель с автоматической регулировкой усиления, линию связи, два триггера, вы" ходы которых соединены с первым и вто» рым входами генератора линейно возрастающего напряжения, третий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, и измеритель длительности интервалов, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, ;оно снабжено модулятором, генерато-. ром низкой частоты, добавочным триг,гером, амплитудным детектором, первым и вторым ключами и первым и вторым формирователями импульсов, причем первый и второй входы модулятора соединены соответственно с выходами генератора высокой частоты и генератора низкой частоты, выход модулятора соединей с первым входом усцПителя с автоматической регули-! ровкой усиления, выход которого соединен с одним из входов первого ключа, второй вход которого соединен с одним из выходов добавочного триггера, а.также через первый формирователь импульсов с первыми входом измерителя длительности интервалов, вы,ход первого ключа соединен со входом линии связи и одним иэ входов

88378

Составитель М. Барашков

Редактор О. Половка Техред А. Ач Корректор M. Демчик

Заказ 10218/68 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r Ужгород. ул. Проектная, 4 второго ключа, второй вход которого соединен с вторым выходом добавочного триггера, выход второго ключа соединен с входами амплитудного детектора и входами первого и второго. триггеров, выход генератора линейно возрастающего напряжения соединен с вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, выход амплитудного детектора через второй 10

7 8 формирователь импульсов соединен с вторым входом измерителя длительности интервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 143437. кл. G 01 P 25/G0,. 196О.

2. Instrument nuc1 ". 1967, 9 27, с. 30-38.