Дискриминатор
< )885918
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Соцнапмст мческмх
Респубпнк (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Задавлено 26.02. 79 (21) 2733469/18-21 -. (Ы)М. Кл.
С ОХ R 25/00
H 03 К 5/22 с присоединением заявки ¹
3Ьаударствеииый каиитет
СССР (23) Приоритет (53)УДК 62).3!7.
773 (088. 8) па делам иэабретеиий и аткритий
Опубликовано 30. 1 1, 81. Бюллетень № 44
Дата опубликования описания 3Q, ll . 8 ) (54) ДИСКРИМИНАТОР
Изобретение относится к радиотехнике, а именно к дискриминаторам, I используемым в системах автоматического сопровождения, в частности для измерения относительных временEibIx сдвигов двух сигналов произвольной формы.
Наиболее близким к предлагаемому является индикатор синфазности и противофазности двух синусоидальных напряжений, содержащий интегратор и установленный на его входе перемножитель, каждый из двух входных каналов которого образован последовательным соединением согласующего каскада
15 и линейного фильтра, взаимноортогонального с фильтром смежного канала, и работающий в полосе частот, определяемой формой амплитудно-частотных характеристик пары линейных фильтров.
В этом устройстве техническая реализация дифференцирования сигнала обеспечивается парой взаимноортогональных
RC u CR-фильтров с одинаковыми посто2 янными времени, формирующих на вхо,дах перемножителя колебания, одно иэ которых при отсутствии временного сдвига пропорционально производной по времени относительно второго сигнала (11 .
Недостатком известного устройства является низкая точность измерения временного сдвига сравниваемых сигналов произвольной формы, имеющих различное распределение энергии по спектральным составляющим,в том числе с неравномерным распределением энергии частотных составляющих входного сигнала в рабочей полосе частот.дискриминатора. Так, при подаче на входы дискриминатора сигналов произвольной формы, например широкополосных сигналов, представляющих реализации случайного процесса распределение мощности в их спектре может изменяться от одной реализации к другой), выходной сигнал устройства имеет неодинаковую зависимость от временного сдвига при
88 смене входных сигналов. Обычно в каналах перемножителя дискриминаторэв во избежание их перегрузок уровень амплитуд входных сигналов поддерживают постоянньпч с помощью ограничителей или усилителей с автоматической регулировкой усиления (АРУ) . Такое нормирование уровня выходного сигнала в упомянутом устройстве оказывается неэффективным, поскольку коэффициент передачи устройства и крутизна его дискриминационной характеристики является функцией не только амплитуд входных сигналов и их временного сдвига, но и их частоты. Нормирование по взаимной энергии также оказывается неэффективным в случае масштабных рассогласований и других декоррелирующих Аакторов во входных сигналах.
Дель изобретения — повышение точности измерений временных сдвигов во входных сигналах за счет уменьше.— ния влияния формы входного сигнала на крутизну дискриминатора.
Поставленная цель достигается тем, .что в дискриминатор, содержащий интегратор и установленный на его вхо.де перемножитель,каждый из двух входных каналов которого образован последовательным соединением согласующего каскада и линейного фильтра, взаимно-ортогонального с линейным фильтром . смежного канала, вводятся последовательно соединенные дополнительные линейный фильтр с импульсной характеристикой, аналогичной характеристике линейного фильтра в одном из, каналов, перемножитель и интегратор, при этом на входах обоих каналов перемножителя включены регулируемые усилители, второй вход дополнительного перемножителя соединен с выходом канала, имеющим фильтр, импульсная характеристика которого аналогична характеристике дополнительного линейного фильтра, а выход дополнительного интегратора подключен к управляющим входам упомянутых усилителей.
На фиг.1 представлена структурная схема дискриминатора; фиг.2 — дискриминационные характеристики !.ДХ) дискриминатора.
Дискриминатор содержит регулируемые усилители 1 и 2, пару взаимноортогональных фильтров 3 и 4, линейный фильтр 5 с импульсной характеристикой, аналогичной фильтру 4 в первом канале, согласующие каскады б и 7, 5918
4 перемножитель 8, дополнительный перемножитель 9, интегратор 1О, дополнительный интегратор 11, первый канал
12 перемножителя, второй канал 13 перемножителя, входы 14 и 15 дискриминатора.
Дискриминатор работает следующим образом.
На входы 14 и 15 дискриминатора поступают эталонный Узг(й) и текущий Vg (tt и ) сигналы произвольной формы со взаимным относительным сдвигом Ь .
После прохождения через усилители
1 и 2 и пару взаимноортогональных фильтров 3 и 4, выполненных, например, в виде RC u CR-фильтров, сигналы поступают на входы перемножителя
8.. Выходной сигнал перемножителя
8 сглаживается интегратором 10. На выходе интегратора 1О формируется оценка нечетной взаимнокорреляционной функции (ВКФ), которая характеризует
ДХ дискриминатора 0 (Ь). Одновременно сигналы с выходов усилителей 1 и 2 через линейные СК.!и СК - фильтры
4 и 5, имеющие одинаковые постоянные времени, равные постоянной времени
RC-фильтра, поступают на входы дополнительного перемножителя 9.
На выходе перемножителя 9 после интегратора 11 формируется оценка производной по сдвигу Д от нечетной
ВКФ. Значение ее пропорционально крутизне ДХ Р д (д), 35
При подаче этого сигнала на управляющий вход, например, регулируемого усилителя 2 выходное напряжение дополнительного перемножителя 9 стабилизируется благодаря охвату цепью
АРУ элементов, обеспечивающих стабилизацию ДХ по крутизне.
Дпя увеличения глубины регулирования в динамической диапазоне сигнала2д(й) последний может быть подан
45 также на управпяющий вход усилителя 1.
Рассмотрим работу системы стабили,зации ДХ по крутизне на примере использования только регулируемого усилителя 2. Тогда выходное напряжение О (А) на выходе итегратора
11 в стабилизированном по крутизне дискриминаторе может быть представ1 лено математическим выражением.
55 л! KOq рд(а) р = 1(!) i> фь) 885918 (е)-$ K0 — максимальный коэффициент усиления усилителя 2; — коэффициент усиления цепи обратной связи. Максимальный коэффициент усиления усилителя 1 принят равным 1 . В стабилизированном по крутизне дискриминаторе нечетная ВКФ 9 (д) на выходе интегратора 10 имеет вид: п(д)= к -рэ (а)5 э(д)(а (Учитывая (,1 ), выражение (2 ) можно 30 привести к виду 1 а D 2(д)= „, () с (| и 3S гее ))(e)=5%q,М ((е)г(с И L)kg -йеиет() 9 )Т С)1$ ная ВКФ в нестабилизированном по крутизне дискриминаторе. 49 ), (()=)Ьс() hg(a-y)8t- вке имC„ R а С1 пульсных характеристик пары взаимноортогональных ВС и — CR-фильтров (для RC-фильтра -имг;ульсная характеристика h<(t)= 3- Из выражения (3 ) следует, что при надлежащем выборе коэффициента усиления (Ь по цепи обратной связи крутизна ДХ стабилизируется и выходное налов на входе дискриминатора; ,), ())= ) ) с it)1 (<-1)Ь вЂ” вке— (,(„1 ( импульсных характеристик CR — и CR— фильтров (для CR- фильтра импульсная l5 ®) характеристика "с®=((()- -т E Т ), напряжение не зависит от структуры и уровня входных сигналов, а также от масштабных рассогласований и другик декоррелирующих факторов во входных сигналах, Выбирая ю >) 1 и учитывая, что при малых д Р(д) =)))(О) ° a выражение (3) может быть упрощено л 0 . 2(д)= й=со а Ь Таким образом, форма вход ых сигналов не оказывает влияния на кру" тизну ДХ И тем самым, в десятки раз может быть повышена точность измерений относительного временного сдвига входных сигналов произвольной йормы, Формула изобретения Дискриминатор, содержащий интегратор и установленный на его входе перемножитель, каждый из двух входных каналов которого образован последовательным соединением согласующего каскада и линейного фильтра, взаимно» ортогонального с фильтром смежного канала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений временных сдвигов за счет уменьшения влияния формы входного сигнала на крутизну дискриминационной характеристики, в него введены последовательно соединенные дополнительные линейный фильтр с импульсной характеристикой, аналогичной характеристике линейного фильтра в одном из каналов, перемножитель и интегратор, при этом на входах обоих каналов перемножителя,включены регулируемые усилители, второй вход до.полнительного перемножителя соединен ;с выходом канала, имеющим фильтр, импульсная характеристика которого аналогична характеристике дополнительного линейного фильтра, а выход дополнительного интегратора подключен к управляющим входам упомянутых усилителей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1. Авторское свидетельство СССР Р 256865, кл. G Ol R 25/00, 1968 (прототип).
