Устройство для измерения временного положения импульса

 

Союз Советски н

Социепнстнчесиин республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и976427 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.03.81 (2k) 3279355/18-21 с присоединением заявки М (23) П рнорнтет

Опубликовано 23.11.82. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 25.11.82 (5t)M. Кл.

G04 Р 10 04

РкудорстмнныИ комитет

СССР но делам нэооретеннй н открытий (53 ) Уд К 681.325..3 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. С. Чернышев и Л. И. Юрьев (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННОРЭ ПОЛОЖЕНИЯ

ИМ ПУЛЬСА

Изобретение относится к системам точного измерения малых периодов времени и может использоваться в области систем точного времени для синхронизации сигналов с помощью радиотехнических

5 средств.

Известно устройство, содержащее по;следовательно соединенные полосовой фильтр,режекторный фильтр, формирователь отсчетной точки и регистратор,а также по- -, следовательно соединенные анализатор рассогласования параметров сигнала, накопитель и коммутатор, причем вход анализатора рассогласования параметров сигнала ñîåдинен с выходом формирователя отсчет. ной точки, выход коммутатора соединен с управляющим входом формироваfåëÿ отсчетной точки, а управляющие входы ана лизатора и коммутатора соединены с соответствующими выходами регистратора(1)го

Недостатком устройства является смещение временного положения отсчетной точки сигнала, приводящее к ошибке измерения.

Известно устройство, в котором поло совой фильтр охвачен кольцом фазовой автоподстройки по пилот-сигналу, что стабилизирует его параметры и уменьшает смешение временного положения эт счетной точки сигнала. Устройство содержит коммутатор, формирователь пилотсигнала, формирователь импульсов, усилитель-ограничитель, фазовый детектор, интегратор, формирователь отсчетной точ» ки, регистратор, анализатор, накопитель, полосовой фильтр и режекторный фильтр 2).

Недостатком известного устройства является то, что стабилизация амплитудно.частотной характеристики (АЧХ) полосового фильтра возможна только при условии одинакового ухода электрических параметров элементов фильтра от номинала, что маловероятно, так как температурные коэффициенты ухода электрических параметров элементов фильтра (индуктивности, резисторы) имеют равновероятное как положительное.так и стрицательное значение; фазовым кольцом автоподстройки фазы не»

3 976427 а сушей радиоимпульса не обеспечивается полной стабилизации АЧХ и,как следствие этого,временное положение отсчетной точки сигнала смещено,.

Другим недостатком устройства явля- . 3 ется то, что пилот-сигналом не охватывается режекторный фильтр, перестройка которого влияет на временное положение отсчетной точки.

Целью изобретения является увеличе- te ние точности измерения временного положения импульса и, как следствие этого, увеличение дальности действия устройства, Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения временного положения импульса, содержащее последовательно соединенные первый коммутатор и полосовой фильтр, формирователь отсчетной точки, выход которого соединен с первыми входами регистратора и анализатора рассогласования параметров сигнала, накопитель, второй коммутатор, второй вход анализатора рассогласования параметров сигнала соединен с первым выходом регистратора, второй выход которо к го соединен с управляющим входом второго, коммутатора, к другому входу которого через накопитель подключен выход анализатора рассогласования параметров сигнала, входы формирователя пилот-сигнала.и 36 формчрователя импульсов объединены и соединены с третьим выходом регистратора, а выходы подключены соответственно к первому .и второму управляющим входам первого коммутатора,. третий вход котосрого является входом устройства, допол3$ нительно введены накопитель и сумматор, причем выход анализатора рассогласования.параметров сигнала через дополни1 тельный накопитель подключен к первому

40 входу дополнительного сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора, а выход - с нервым входом формирователя отсчетной точки, выход полосового фильтра через режекторный фильтр подключен к второму

45 входу формирователя отсчетной точки.

На фиг. 1 представлена функциональ-. ная схема устройства для измерения временного положения импульса; на фиг. 2 зависимость временного смещения отсчетной точки сигнала от дальности распрост ранения над сушей.

Устройство для измерения временного положения импульса содержит последовательно соединенные коммутатор 1, полосовой фильтр 2, режекторный фильтр 3, формирователь 4 отсчетной точки, регистратор 5, а также последовательно соедиМенные анализатор 6 рассогласования параметров сигнала, накопитель 7, коммутатор 8, сумматор 9, причем выход сумматора 9 соединен с управляющим входом формирователя 4 отсчетной точки, вход анализатора 6 рассогласования параметров сигнала и коммутатор 8 соединены с соответствующими выходами регистратора 5, накопитель 10, вход которого соединен с другим выходом анализатора 6 рассогласования параметров сигнала, а выход соединен с вторым входом сумматора 9, формирователь 11 пилот сигнала и формирователь 12 импульсов, входы которых соединены с третьим выходом регистратора 5, а выходы соединены соответственно с первым и вторым управляющим входом коммутатора 1.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал и помеха поступают от антенны через коммутатор 1 на полосовой 2 и режекторный 3 фильтры, где помеха фильтруется, и далее - на формирователь

4 отсчетной точки и регистратор 5, в котором осуществляется временной поиск сигнала, синхронизация местной временнвй шкалы с временной диаграммой прихо-. дящих радиоимпульсов и устранение многозначности фазовых отсчетов.

УменьшенИе смещения временного цоложения отсчетной точки осуществляется периодическим прерыванием обычной работы устройства с помощью коммутатора

1, на управляющий вход которого поступают широкие селекторные импульсы от формирователя 12 импульсов, запускаемого регистратором 5. Эти импульсы переключают- коммутатор 1 так, что на вход: полосового фильтра 2 поступает пилотсигнал, представляющий собой либо копию принимаемого сигнала, либо серию коротких импульсов, формирующих в полосовом фильтре 2 копию принимаемого сигнала.

При отклонении АЧХ полосового фильтра

2 от заданной отсчетная точка пилотсигнала смещается так же, как у принимаемого сигнала. Преобразованный пилотсигнал с выхода формирователя 4 отсчетной точки подается на вход анализатора

6 рассогласования параметров сигнала, на другой вход которого поступают с регистратора 5 стробирующие импульсы, с помощью которых оцениваются параметры преобразованного пилот-сигнала (смещение отсчетной точки). Анализатор 6 рассо гласования параметров сигнала анализирует фактическое смещение отсчетной точки пилотсигнала по общему воздействию

5 9764 всех режекторных фильтров и расстройки полосового фильтра 2, вырабатывает сит sama ошибки, которые накапливаются в накопителе 10 и через сумматор 9 подаются на управляющий вход формирователя 4 отсчетной точки.

Таким образом, если в известном ус ройстве пило сигналом, в виде отрезка синусоиды, устранялось только влияние изменения АЧХ полосового фильтра на 10 временное положение отсчетной точки путем стабилизации АЧХ, то в предлагаемом устройстве устраняется влияние не толь коо изменения АЧХ полосового фильтра, но и влияние перестройки режекторного 1% фильтра на временное положение отсчетной точки путем корректировки параметров формирователя отсчетной точки управляющими напряжением, величина которого пропорциональна смешению отсчетной точ- рй ки пилот-сигнала, представляющего собой копию реального радиоимпульса. Посколь- . ку соотношение сигнал-шум цри работе с пилот-сигналом выбирается значительно, больше единицы и анализируется фактичес:И кое смещение отсчетной точки, то коррекция ее временного положения производится с высокой степенью точности.

Коррекция параметров формирователя

4 отсчетной точки, учитывающая измене- щ ние АЧХ полосового фильтра 2 и перестройку режекторных фильтров 3, производится до режима устранения многозначности фазовых отсчетов принимаемых радиоимпульсов, что облегчает сам процесс устранения многозначности и уменьшает ошибку измерения временного поло жения импульса.

После устранения многозначности фазовых отсчетов принятых радиоимпульсов, также как и в известном устройстве, производится коррекция временного положения отсчетных точек по их смещению, I вызванному искажением радиоимпульсов в процессе распространения по трассе.

Коррекция производится следующим образом. Преобразованный радиоимпульс с выхода формирователя 4 отсчетной точки подается на анализатор 6 рассогласования параметров сигнала, на второй выход которого с регистратора 5 поступа1от стробирующие импульсы, с помощью которых оцениваются параметры преобразованного радиоимпульса (смещение отсчет ной точки). Анализатор 6 рассогласования параметров сигнала вырабатывает сигна- лы ошибки, которые с второго выхода поступают на накопитель 10 и далее через коммутатор 8 подаются на сумматор 9, где они суммируются с сигналом ошибки, вырабатываемыми анализатором

6 по пилот-сигналу. Суммарный сигнал ошибки с сумматора 9 подается на уп,"равляющий вход формирователя 4 отсчет ной точки сигнала для коррекции ее временного положения. Коммутатор 8 включается поступлением íà его управляющий вход команды от регистратора 5 только после того, как осуществится временной поиск сигнала и устранится мно гозначность фазовых отсчетов. В противном случае будет происходить ложная коррекция в неустановившеися режиме следящих систем регистратора 5.

Таким образом, в предлагаемом устройстве, по сравнению с известным, осущестм вляется коррекция временного положения отсчетной точки сигнала не только при изменении АЧХ полосового фильтра, но и при действии режекторных фильтров, что облегчает устранение многозначноо ти фазовых отсчетов и уменьшает ошиб ку измерения временного положения suпульса

Из графика (фиг. 2) видно, что сме.щение отсчетной точки в 5 мкс (условие нарушения однозначности определения фазового. отсчета) достигается на удалении от передающей станции в 1500км.

Поскольку суммарное смещение отсчетной точки сигнала t > (обусловленное изменением АЧХ полосового фильтра 2 с,, действием режекторных фильтров 3 с; и искажением сигнала в процессе

его распространения по трассе - tp) se должно превышать 5мкс, то, уменьшая и Трф, уменьшается ошибка измере ния временного положения импульса и увеличивается дальность действия устрой ства.

В известном устройстве временное смещение отечетной точки сигнала обусловлено действием режекторных фильтров (если АЧХ полосового фильтра стабилизирована) и искажением радиоимпульса в процессе распространения его по трассе. Принимаемы равной 2,5мкс, тогда на смещение отсчетной точки сигнала остается менее 2,5мкс, так как (р ф + р ) < 5.

По графику (фиг. 2) дальность действия устройства равна 750 км. При работе устройства на больших удалениях от передающей станции общее смещение отсчетной точки становится более 5мкс и возникает ошибка в определении временного поло жения импульса.

7 Ь 76427

В предлагаемом устройстве смещение отсчетной точки сигнала за счет действия режекторных фильтров Тру скорректировано и ошибка определения временного положения импульса определяется вре- s менным смещением отсчетной точки сиг

Мала только за счет его распространения по трассе, тогда

Е Р и ошибка в определении временного положения импульса появляется уже на удалениях от передающей станции свыше

1500км (фиг.2).

Таким образом, в предлагаемом уст ройстве уменьшена ошибка измерения временного положения импульса, позволяющая увеличить дальность действия устройства,по сравнению с известным устройством примерно в 2 раза. 20

Формула изобретения

Устройство для измерения временного положения импульса, содержащее последо- 25 вательно соединенные первый коммутатор и полосовой фильтр, формирователь отсчетной точки, выход которого соединен с пер. выми входами регистратора и анализатора рассогласования параметров сигнала, на- зф копитель, второй коммутатор, второй вход анализатора рассогласования параметров сигнала соединен с первым выходом регистратора, второй выход которого соединен управляющим входом второго коммутатора, к другому входу которого через накопитель подключен выход анализатора рассогласования параметров сигнала, входы формирователя пилотсигнала и формирователя импульсов объединены и соединены с третьим выходом регистратора, а выходы подключены соответственно к первому и второму управляющим входам первого коммутатора, третий вход которого является входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью точности измерения временного положения импульса, в него дополнительно введены накопитель и сумматор, причем выход анализатора рассогласования параметров сигнала через дополни тельный накопитель подключен к первому входу дополнительного сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго коммутатора, а выход - с первым входом формирователя отсчетной точки, выход полосового фильтра через режекторный фильтр подключен к второму входу формирователя отсчетной точки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 576553, кл. G 04 F 10/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2883804/18-21, кл. G 04 F10/04,,1960, 976427

Составитель Л. Плетнева

Редактор В. Иванова Техред 3.Палий Корректор Н. Буряк

Заказ 9002/75 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фш иал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4