Устройство для измерения временного положения и длительности импульса

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски н

Социалистических

Республик (t l>924655 (61 ) Допол н и тел ьное к а вт. с вил- ву (22)Заявлено 11.07.80 (21) 2958590/18-21 с присоединением заявки РЙ (23) П рноритет (51) IVL. Кл.

G 04 F 10/00

Гаоударстеенный комитет

СССР

Опубликовано 30.04.82 Бюллетень Лт16 по делам изобретений

H открытий . (53) УДК 621 317 (o88.8) Дата опубликования описания 30. 04. 82

Л.Н. Маркой и А.В. Мамонов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОГО

ПОЛОЖЕНИЯ И ДЛИТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических установках раз. личного назначения, в частности в электроизмерительной технике,в телевизионных системах определения параметров объектов и в устройствах распознавания образов;

Известно устройство для измерения временных интервалов, содержащее последовательно соединенные фазовой различитель, на один вход которого подаются пачки видеосигналов, усилитель, фильтр, исполнительное устрой-. ство и включенные в обратную связь последовательно соединенные генератор задержки, один вход которого соединен с выходом исполнительного устройства, а на второй подаются пусковые импульсы азимута, и генератор полустробов $11.

Недостатком указанного устройства является недостаточная точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее два каскада совпадения, дифференциальный детектор, блок управления и устройство временной задержки 2 .

Известное устройство позволяет с помощью двух совмещенных полустробов, каждый из которых по длительности примерно равен половине длительности входного импульса, определять задержку импульса относительно тактового (пускового). Во временном.дискриминаторе сравниваются между собой площади перекрытия импульса первым и вторым полустробами и выдается сигнал ошибки, пропорциональный разности площадей, приходящихся на левый и правый полустробы, запаздывание импульса относительно тактового определяется по энергетическому центру импульса. Ошибка измерения в случае несимметричности импульса может достигать длительности полу3 924655 4 строба, т. е. половины длительности импульса, что иногда является неприемлемым. Бсли длительность импульса является случайной функцией времени, что часто имеет место в оптических системах сопровождения, необходимо осуществлять непрерывную адаптацию формы и длительности полустробов, согласования их с формой и длительностью измеряемого импульса. При увеличении длительности полустробов, увеличивается флуктуационная ошибка измерения временного запаздывания, что является существенным недостатI ком известного устройства.

Цель изобретения — увеличение точ ности измерения временного положения импульса и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, gp что в устройство для измерения временного положения и длительности импульса, содержащее первый и второй каскады совпадения, дифференциальный детектор, два входа которого соедине- р5 ны с выходами каскадов совпадения, блок управления, вход которого .соединен с выходом дифференциального девый и второй генераторы полустробов, вход первого из которых соединен с выходом блока переменной задержки, а выходы обоих генераторов соединены соответственно с вторыми входами первого и второго каскадов совпадения, введены соединенные последовательно суммарный детектор, симметрирующий каскад, дополнительный блок управления и дополнительный блок переменной

40 задержки, второй вход которого соединен с выходом первого генератора полу строба, а выход подключен к входу второго генератора полустроба, при этом два входа суммарного детектора соединены с выходами первого и второго каскадов совпадения.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство для измерения времен50, ного положения и длительности импульса содержит два каскада 1 и 2 совпадения, дифференциальный детектор 3, блок 4 управления, блок переменной ,задержки, генераторы 6 и 7 полустробов, суммарный детектор 8, симметрирующий каскад 9 и блок 10 управления, блок 11 переменной задержки.

55 тектора, а выход соединен первым с входом блока переменной задержки,пер- з0

Выходы блоков 4 и 10 управления являются соответственно первым и вторым выходами устройства.

Устройство работает следующим об ра зом.

На первые входы каскадов 1 и 2 совпадения поступает измеряемый импульс, а на вторые входы - соответственно первый и второй полустробы с генераторов 6 и 7. На выходах каскадов 1 и 2 совпадения выделяются импульсы совпадения, по длительности равные перекрытию площадей соответственно первого полустроба с фронтом, а второго полустроба — со спадом измеряемого импульса сц Первый -цс и второй ьо -„ импульсы совпадения подаются на входы дифференциального и суммарного детекторов 3 и 8, где вырабатываются постоянные напряжения, соответственно U-, и U- пропорциональные длительностям импульсов совпадения ьц и с На выходе дифференциального детектора 3 имеет место напряжение

Ц = Uy — Upi, которое поступает на вход блока 4 управления. На выходе суммарного детектора 8 имеет место напряжение U = Ц- + U< Для обеспе.чения нечетной симметрии дискриминационной характеристики суммарного канала. напряжение U> подается на симметрирующий каскад 9, где из него вычитаются напряжение U> равное половине U> ïðè полном совмещении первого и второго генераторов 6 и 7 полустробов с измеряемым импульсом, или что то же самое, равное

U, T.е. когда измеряемый импульс своим фронтом делит первый полустроб, а спадом - второй полустроб

1 пополам. Таким образом, U>

= U z. С каскада 9 напряжение

U =- Uq + Uq — U5 подается на вход блока 10 управления. Блоки 4 и 10 вырабатывают напряжения Ug „- и

Ug@ » пропорциональные соответст.венно временному запаздыванию первого генератора .6 полустроба относитель но тактового импульса и временному рассогласованию между первым и вторым генераторами 6 и 7 полустробов, сопровождающими фронт и спад измеряемого импульса (т.е. длительность импульса). Напряжения Ug „-„ и И ы„ -„ одновременно управляют блоками 5 и

1l переменной задержки, которые

924655 определяют временные положения полустробов первого и второго генерато-. ров 6 и 7.и формируют импульсы, запускающие генераторы 6 и 7 полустробов соответственно таким образом, чтобы полустробы постоянно отслеживали первый - фронт, а второй - спад измеряемого импульса.

Таким образом, канал управления

IcTpo6oM первого генератора 6 пред.ставляет собой традиционный дискриминатор, формирующий сигнал ошибки

U „êàê разность напряжений от сов падения первого И и И» полустроба второго генератора 7 с измеряемым импульсом. Сигнал ошибки измеряется при фиксированном положении полустроба второго генератора, когда спад измеряемого импульса делит его на две равные части. В этом случае при 20 отсутствии совпадения полустроба гервого генератора 6, с измеряемым

1 1 импульсом Исо = 0 - — U = - — И„„ а при полном совпадении 1jeoa = 2s

1 1

= U — — Uð = — U . Если же фронт

2 2 измеряемого импульса делит полустроб первого генератора 6 также на две равные части,то Ис „ = И-, — Q = зо

1 1

= — U — — U =О.

2 2

Напряжение U равно выходному напряжению детектора 3 или детектора

8 при полном совпадении полустроба генератора 7 с измеряемым импульсом, л ь т.е. когда ц„„= —, 1 = 1,2;U z„=

= U ù0,,„= 13щ. Канал управления полу.стробом второго генератора 7 пред- 4в ставляет собой сумматор напряжений

U; и Ит т. Для получения нечетной характеристики из суммы U-, + Ug вычитается напряжение Ц, пропорциональное длительности импульса совпа- 4, \ дения ц „= —, 1 = 1,2. Сигнал ошибки U на выходе детектора 8 измеряется при фиксированном положении первого полустроба, когда измеряемый импульс делит его на две рав1 ные части, т. е. U = 2 Ир, при отсутствии совпадения полустроба второго генератора с измеряемым

1 импульсом Ис > = — И„, + 0 - Up =

= — U + 0 - U = - — И, а при пол1

1 ном совпадении U < = — U + U - U<=

= — И„, + И вЂ” И„ = — И,. В случае, когда спад измеряемого импульса делит полустроб второго генератора 7

1 1 пополам, U = — Итя + — U — Uq

2 2

= — И,„+ — U -U =О.

2 2

При отсутствии совпадения полустроба хотя бы одного из генераторов

6 и 7 с измеряемым импульсом система оказывается разомкнутой по входному воздействию. Для ее замыкания необходимо предварительное наведение установкой начальных условий блоков 4 и 10, причем достаточно сов" местить полустроб с измеряемым импульсом, полустробы автоматически захватят фронт и спад измеряемого импульса. Выходные напряжения Ugz> и 13 „-„, несут информацию о запаздывании измеряемого импульса и о его длительности.

Таким образом, введение суммарного детектора, симметрирующего каскада, дополнительного блока управления и блока переменной задержки,а также пересоединение входа генератора второго полустроба на выход дополнительного блока переменной задержки позволяет измерять запаздывание (временное положение) импульса длительностью 2 a 2 - Ь < — 2- .,"2.; измерять разнесенными полустробами длительность импульса ц, используя информацию о длительности импульса повысить точность измерения его запаздывания t, уменьшить динамическую и флуктуационную ошибки сопровождения.

Формула изобретения

Устройство для измерения временного положения и длительности импульса, содержащее первый и второй каскады совпадения, дифференциальный детектор, два входа которого соединены с выходами каскадов совпадения, блок управления, вход которого соединен с выходом дифференциального детектора, а выход соединен с первым входом блока переменной задержки, первый и второй генераторы полустробов, вход первого из которых соединен с выходом блока переменной задержки, а

924655

Составитель В. Муляр

Редактр С. Крупенина Техред Т.Иаточка Корректор М. Коста

Заказ 2815/64

Тираж 429 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 выходы обоих генераторов соответственно с вторыми входами первого и второго каскадов совпадения, о т л ич а ю щ е.е с я тем, что, с целью увеличения точности измерения вре- з менного положения импульса и расширения функциональных возможностей устройства,. в него введены соединенные последовательно суммарный детектор, симметрирующий каскад, допол- 10 нительный блок управления, дополнительный блок переменной задержки, второй вход которого соединен с выходом первого генератора полустроба,а выход подключен к входу второго генератора полустроба, при этом два входа суммарного детектора соединены с выходами первого и второго каскадов совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Справочник по основам радиолокационной техники. Под ред.

В.В. Дружинина. M., Воениздат,1967, с. 452-454.

2. Цивлин И.П. Электронный дальномер с двумя интеграторами. М., "Советское радио", 1964, с. 9.