SU1659973A1 - Pulse duration and time position meter - Google Patents
Pulse duration and time position meter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1659973A1 SU1659973A1 SU884625329A SU4625329A SU1659973A1 SU 1659973 A1 SU1659973 A1 SU 1659973A1 SU 884625329 A SU884625329 A SU 884625329A SU 4625329 A SU4625329 A SU 4625329A SU 1659973 A1 SU1659973 A1 SU 1659973A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- control
- delay element
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано дл измерени длительности импульса с неточно известным временным положением в составе аппаратуры радиосв зи, радиолокации . Целью изобретени вл етс повышение точности измерени длительности импульса при неточно известном его временном положении и воздействии широкополосной помехи. Цель достигаетс тем, что в устройство дополнительно введены квадраторы 5, 14 и 29, блок 16 отношений, элементы 17, 20, 26, 31 задержки, ин-.егратор 25, блок 30 отношений, интегратор 37, сумматор 40. Кроме того, измеритель содержит интегратор 1, 11, 13, элемент 2, 8, 23 и 36 задержки, элемент 11 НЕ 3, 10, 27, 38, сумматор 4. 28 и 42, указатели 6, 33 экстремума, формирователь 7 управл ющего импульса, умножитель 9, управл емые ключи 12, 18, 24, 34, генератор 15 линейно измен ющегос напр жени , указатель 19 экстремума, счетчик 21 времени, аттенюатор 22, управл емый генератор 35 управл ющих импульсов , счетчик 41 времени. 7 ил., 1 табл. (Л СThe invention can be used to measure the duration of a pulse with an inaccurately known temporal position in the composition of radio communications and radar equipment. The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the pulse duration at an inaccurately known temporal position and the effects of broadband interference. The goal is achieved by the addition of quadrs 5, 14, and 29, a block of 16 ratios, elements 17, 20, 26, 31 delays, an integrator 25, a block of 30 ratios, an integrator 37, an adder 40. In addition, the meter contains integrator 1, 11, 13, delay element 2, 8, 23 and 36, element 11 NOT 3, 10, 27, 38, adder 4. 28 and 42, index 6, 33 of the extremum, driver 7 of the control pulse, multiplier 9 , controlled keys 12, 18, 24, 34, generator 15 linearly varying voltage, pointer 19 of extremum, counter 21 of time, attenuator 22, controlled oscillator 35 of control pulses, counter 41 times. 7 ill., 1 tab. (Ls
Description
Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано дл измерени длительности импульса с неточно известным временным положением в составе аппаратуры радиосв зи, радиолокации, автоматического контрол и управлени .The invention relates to a pulse technique and can be used to measure the pulse duration with an inaccurately known temporal position as part of radio communications equipment, radar, automatic monitoring and control.
Целью изобретени вл етс повышение точности измерени длительности импульса при неточно известном его временном положении и воздействии широкополосной помехи.The aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the pulse duration at an inaccurately known temporal position and the effects of broadband interference.
На фиг. 1 приведена структурна схема измерител длительности и временного положени импульса; на фиг. 2-6 - временные диаграммы, показывающие вид преобразований , которым подвергаетс измер емый импульс при прохождении блоков измерител , на них также отражены вспомогательные сигналы, формируемые соответствующими блоками измерител .FIG. 1 shows a structural diagram of a meter measuring the duration and temporal position of a pulse; in fig. 2-6 are time diagrams showing the type of transformations that the measured pulse undergoes during the passage of the meter blocks, they also reflect the auxiliary signals generated by the corresponding meter blocks.
Эти диаграммы приведены применительно к случаю отсутстви широкополосной помехи, котора в измерителе подавл етс за счет временного усреднени в интеграторах и отключени соответствующих блоков измерител управл емыми ключами на врем , когда на входах этих блоков не могут присутствовать сигналы, порожденные измер емым импульсом, а присутствуют лишь сигналы, вызванные широкополосным шумом.These diagrams are given in the case of the absence of broadband interference, which is suppressed in the meter due to time averaging in the integrators and switching off the corresponding meter blocks by the control keys for the time when the signals generated by the measured pulse cannot be present at the inputs of these blocks, but only signals caused by broadband noise.
На фиг. 7 приведены графики зависимости дд выигрышей в точности и измерени временных параметров импульса.FIG. Figure 7 shows the graphs of dd gains in accuracy and measurements of the time parameters of the pulse.
Измерительдлительности и временного« положени импульса (фиг. 1) содержит интегратор 1, элемент2 задержки, элемент НЕMeasuring the duration and temporal position of the pulse (Fig. 1) contains integrator 1, delay element 2, element NOT
ОABOUT
ел о о XIate about oh xi
CJCJ
3, сумматор 4, квадратор 5. указатель 6 экстремума , формирователь 7 управл ющего импульса, элемент 8 задержки, умножитель 9, элемент НЕ 10, сумматор 11, управл ё- мый ключ 12, интегратор 13, квадратор 14, генератор 15 линейно измен ющегос напр жени (ГЛИН), блок 16 отношений, элемент 17 задержки, управл емый ключ 18, указатель 19 экстремума, элемент 20 задержки , счетчик 21 времени, аттенюатор 22, элемент 23 задержки, управл емый ключ 24, интегратор 25, элемент 26 задержки, элемент НЕ 27, сумматор 28, квадратор 29, блок 30 отношений, элемент 31 задержки, управл емый ключ 32, указатель 33 экстремума, управл емый ключ 34, генератор 35 управл ющих импульсов, элемент 36 задержки, интегратор 37, элемент НЕ 38, элемент 39 задержки, сумматор 40, счетчик 41 времени, сумматор 42.3, adder 4, quadrant 5. extremum pointer 6, control pulse generator 7, delay element 8, multiplier 9, NOT element 10, adder 11, control switch 12, integrator 13, quad 14, generator 15 linearly varying voltage (CLAY), relationship block 16, delay element 17, control key 18, extremum pointer 19, delay element 20, time counter 21, attenuator 22, delay element 23, control key 24, integrator 25, delay element 26, the element 27, the adder 28, quadrtor 29, the block 30 relations, the element 31 delay, controlled key 32, an extremum pointer 33, a control key 34, a control pulse generator 35, a delay element 36, an integrator 37, a HE 38 element, a delay element 39, an adder 40, a time counter 41, an adder 42.
Входна шина соединена с входом управл емого ключа 34, выход которого соединен с входом элемента 23 задержки и входом интегратора 1, выход которого соединен с первым входом сумматора 4 и вхо- дом элемента 2 задержки, выход которого через элемент НЕ 3 соединен с вторым входом сумматора 4, выход которого через последовательно соединенные квадратор 5, указатель 6 экстремума соединен с входом формировател 7 управл ющего импульса, выход которого соединен с первыми входами умножител 9, сумматора 11 и через элемент 8 задержки - с вторым входом умножител 9, выход которого соединен с входом управлени управл емого ключа 12, входом ГЛИН 15, входом элемента 17 задержки и через элемент НЕ 10 - с вторым входом сумматора 11, выход которого соединен с входом элемента 31 задержки, входом ин- тегратора 37 и входом управлени управл емого ключа 24, вход которого соединен с выходом элемента 23 задержки и входом управл емого ключа 12, выход которого через последовательно соединенные интегра- тор 13. Квадратор 14 соединен с первым входом блока 16 отношений, второй вход которого соединен с выходом ГЛИН 15. выход блока 16 соединен с входом управл емого ключа 18, вход управлени которого соединен с выходом элемента 17 задержки, выход управл емого ключа 18 через последовательно соединенные указатель 19 экстремума элемент 20 задержки соединен с входом счетчика 21 времени, вход запуска которого соединен с входом счетчика 41 и выходом указател 33 экстремума, вход которого соединен с выходом управл емого ключа 32, вход управлени которого соединен с выходом элемента 31 задержки, выходThe input bus is connected to the input of the control key 34, the output of which is connected to the input of the delay element 23 and the input of the integrator 1, the output of which is connected to the first input of the adder 4 and the input of the delay element 2, the output of which through the element 3 is connected to the second input of the adder 4, the output of which through series-connected quadrat 5, the extremum pointer 6 is connected to the input of the control pulse generator 7, the output of which is connected to the first inputs of the multiplier 9, the adder 11 and through the delay element 8 to the second input multiply An interface 9, the output of which is connected to the control input of the control key 12, the input of CLAY 15, the input of the delay element 17, and through the NOT 10 element - with the second input of the adder 11, the output of which is connected to the input of the delay element 31, the input of the integrator 37 and the input control key 24, the input of which is connected to the output of the delay element 23 and the input of the control key 12, the output of which is connected through the serially connected integrator 13. Quad 14 is connected to the first input of the ratio block 16, the second input of which is connected to the output of GLINE 15. output The lock 16 is connected to the input of the controlled key 18, the control input of which is connected to the output of the delay element 17, the output of the controlled key 18 through the serially connected extremum pointer 19 the delay element 20 is connected to the input of the time counter 21, the start input of which is connected to the input of the counter 41 and the output of the extremum pointer 33, the input of which is connected to the output of the controlled key 32, the control input of which is connected to the output of the delay element 31, the output
управл емого ключа 24 соединен с входом интегратора 25, выход которого соединен с первым входом сумматора 28 и входом элемента 26 задержки, выход которого через элемент НЕ 27 соединен с вторым входом сумматора 28, выход которого через квадратор 29 соединен с первым входом блока 30 отношений, выход которого соединен с входом управл емого ключа 32.controlled key 24 is connected to the input of the integrator 25, the output of which is connected to the first input of the adder 28 and the input of the delay element 26, the output of which through the element HE 27 is connected to the second input of the adder 28, the output of which through the quad 29 is connected to the first input of the relationship block 30, the output of which is connected to the input of the control key 32.
Выход интегратора 37 соединен с первым входом сумматора 40 и через последовательно соединенные элемент НЕ 38, элемент 39 задержки - с вторым входом сумматора 40, выход которого соединен с вторым входом блока 30 отношений, выход счетчика 21 соединен с первой выходной шиной измерител и через аттенюатор 22 - с первым входом сумматора 42, второй вход которого соединен с выходом счетчика 41, вход запуска которого соединен через элемент 36 задержки, с входом управлени ключа 34 и первым выходом генератора 35 управл ющих импульсов, второй выход которого соединен с входами сброса интеграторов 1,13, 25,37, указателей экстремума 6, 19,33, счетчиков 21, 41 времени, выход сумматора 42 вл етс второй выходной шиной измерител .The output of the integrator 37 is connected to the first input of the adder 40 and through series-connected element NOT 38, the delay element 39 to the second input of the adder 40, the output of which is connected to the second input of the relationship block 30, the output of the counter 21 is connected to the first output bus of the meter and through the attenuator 22 - with the first input of the adder 42, the second input of which is connected to the output of the counter 41, the start input of which is connected through the delay element 36, to the control input of the switch 34 and the first output of the generator 35 of control pulses, the second output of which Inonii integrators with reset inputs 1,13, 25,37, extremum pointers 6, 19,33, 21 meters, 41 times, the output of the adder 42 is a second output bus meter.
Измеритель работает следующим образом .The meter works as follows.
В исходном состо нии измерител управл емые ключи 12, 18, 24, 32, 34 закрыты, у интеграторов 1,13,25,37, указателей 6,19, 33 экстремума, счетчиков 21, 41, на выходе генератора 35 управл ющих импульсов сигналы равны нулю.In the initial state of the meter, the controlled keys 12, 18, 24, 32, 34 are closed, for integrators 1,13,25,37, pointers 6,19, 33 extremums, counters 21, 41, at the output of the generator 35 control pulses the signals are zero.
Входной сигнал: x(t)S(t. АИ.ГИ )+n(t)(1)Input signal: x (t) S (t. AI.GI) + n (t) (1)
состоит из измер емого импульса:consists of measured pulse:
S(U , г) / а , А - г/ 2 :Ј t А + т/ 2 ,S (U, g) / a, A - g / 2: Ј t A + t / 2,
(От A-r/2;t A+r/2:(2) и широкополосного шума n(t). Здесь т - неизвестна длительность импульса, принимает значени из интервала Тмин, Т Макс, АЛ- неизвестное временное положение измер емого импульса, принимает значени в интервале от Тмин/2 до Тмакс/2 + А. , величина которого равна А. (Тмакс - ТМин)/2, а - неизвестна амплитуда импульса. В формуле Аи и ти обозначены истинные значени соответственно времени прихода и длительности измер емого импульса.(From Ar / 2; t A + r / 2: (2) and broadband noise n (t). Here t is the pulse duration unknown, takes values from the interval Tmin, T Max, AL is the unknown temporal position of the measured pulse, takes values in the range from Tmin / 2 to Tmax / 2 + A. The value of which is A. (Tmax - TMN) / 2, and - the amplitude of the pulse is unknown.The formula for Au and Ti denotes true values, respectively, of the arrival time and the duration of the measured pulse .
Работа измерител начинаетс с момента запуска генератора 35 управл ющих импульсов . Этот генератор Задает весь цикл измерени в устройстве за счет формировани на своих первом и втором выходах управл ющих импульсов с определеннымиThe operation of the meter starts from the moment of starting the generator 35 of control pulses. This generator sets the entire measurement cycle in the device due to the formation of control pulses at certain first and second outputs
параметрами. Импульсы на первом и втором выходах генератора 35 показаны на фиг. 2 и 3 соответственно.parameters. The pulses at the first and second outputs of the generator 35 are shown in FIG. 2 and 3 respectively.
Положение во времени и длительность управл ющего импульса на первом выходе генератора 35 (фиг. 2 а) выбираетс так, чтобы при всех возможных моментах по влени и длительност х измер емого импульса, последний был бы расположен в пределах длительности управл ющего импульса . Следовательно, при выбранной шкале времени управл ющий импульса на первом выходе генератора 35 начинаетс в момент времени t 0 и заканчиваетс в момент времени А + Тмакс. Управл ющий импульс с первого выхода генератора 35 поступает на управл ющий вход ключа 34 и открывает его на врем А + Тмакс. Входной сигнал x(t) через ключ 34 поступает на часть схемы, состо щую из блоков 1-6, осуществл ющих грубую (примерно с точностью до длительности импульса) фиксацию временного положени измер емого импульса. Эта часть схемы работает следующим образом. Поступающий с выхода ключа 34 входной сигнал x(t) (фиг. 2 в) интегрируетс интегратором 1 (фиг. 2г), после чего поступает на входы элемента 2 задержки и сумматора 4. В сумматоре 4 сигнал с выхода интегратора 1 (фиг. 2 г) складываетс с тем же сигналом, но задержанным элементом 2 задержкиThe position in time and duration of the control pulse at the first output of the generator 35 (Fig. 2a) is chosen so that for all possible occurrences and durations of the measured pulse, the latter would be located within the duration of the control pulse. Therefore, at the selected time scale, the control pulse at the first output of generator 35 begins at time t 0 and ends at time A + T max. The control pulse from the first output of the generator 35 is fed to the control input of the key 34 and opens it for the time A + T max. The input signal x (t) through the switch 34 is fed to the part of the circuit consisting of blocks 1-6 that perform a rough (approximately with an accuracy of the pulse duration) fixation of the temporal position of the measured pulse. This part of the scheme works as follows. The input signal x (t) coming from the output of the key 34 (Fig. 2c) is integrated by the integrator 1 (Fig. 2d), after which it is fed to the inputs of the delay element 2 and the adder 4. In the adder 4, the signal from the output of the integrator 1 (Fig. 2 d) stack with the same signal but delayed delay element 2
jjjj
(фиг. 2д) на врем т ЗТМин/2 и инвертированным элементом НЕ 3 (фиг. 2 е). С выхода сумматора 4 сигнал (фиг. 2 ж) поступает на вход квадратора 5, на выходе которого имеем сигнал (фиг, 3 а) вида:(Fig. 2d) at the time t ZTMin / 2 and the inverted element is NOT 3 (Fig. 2 e). From the output of the adder 4, the signal (Fig. 2 g) is fed to the input of the quad 5, at the output of which we have a signal (Fig, 3 a) of the form:
xЈt)Ki x(t). -(3)xЈt) Ki x (t). - (3)
С выхода квадратора 5 этот сигнал поступает на вход указател экстремума 6, который фиксирует положение наибольшего максимума входного сигнала. Как видно из фиг. 3 а, сигнал на входе указател экстремума 6 за счет отличи длительности измер емого импульса ги от времени задержкиFrom the output of the quad 5, this signal is fed to the input of the extremum indicator 6, which fixes the position of the maximum maximum of the input signal. As can be seen from FIG. 3a, the signal at the input of the extremum indicator 6 due to the difference in the duration of the measured pulse gy from the delay time
т - ЗТмин/2 в элементе 2 задержки при отсутствии аддитивного шума имеет плоскуюt - STmin / 2 in the element 2 delay in the absence of additive noise has a flat
вершину длительностью т . При наличии даже малого уровн аддитивного шума на входе устройства сигнал на входе указател экстремума 6 будет иметь максимум в произвольной точке плоской вершины , изображенного на фиг. 9 условного сигнала. Здесь пунктиром показана возможна реализаци помехи. В результате указатель экстремума 6 будет фиксировать положение наибольшего максимума в точке плоской вершины, определ емой реализацией случайной помехи. За счет этого временное положение измер емого импульса фиксируетс указателем экстремума 6 только с точностью до величины пор дка разности I Ги -т I между истинным значением измер емой длительности и величиной задержки г в элементе 2 задержки.vertex of duration t. If there is even a small level of additive noise at the device input, the signal at the input of the extremum indicator 6 will have a maximum at an arbitrary point on the flat top, shown in FIG. 9 conditional signal. Here the dotted line shows the possible implementation of interference. As a result, the extremum indicator 6 will fix the position of the largest maximum at the point of the flat top defined by the implementation of the random noise. Due to this, the temporal position of the measured pulse is fixed by the extremum indicator 6 only up to a value of the order of the difference I Gu – t I between the true value of the measured duration and the delay value r in the delay element 2.
Итак, в момент f достижени сигнаQ лом (3) наибольшего значени указатель 6 вырабатывает импульс (фиг. 3 б), который используетс дл управлени прохождением сигналов в двух других измерительных каналах схемы. В частности, импульс с вы5 хода указател 6 своим передним фронтом запускает формирователь управл ющего импульса 7, который формирует импульс (фиг, 3 в) длительностью 2Тмакс - ЗТмин/2. Этот импульс с выхода формировател 7So, at the moment f of reaching the signal value (3) of the highest value, pointer 6 generates a pulse (Fig. 3 b), which is used to control the passage of signals in the other two measuring channels of the circuit. In particular, a pulse from the output of the pointer 6 with its leading edge triggers the driver of the control pulse 7, which generates a pulse (FIG. 3c) with a duration of 2Tmax - 3Tmin / 2. This pulse from the output of the driver 7
0 поступает на входы элемента -8 задержки (врем задержки Тмакс - ЗТМин/4), умножител 9 и сумматора 11. В результате перемножени в умножителе 9 сигнала с выхода формировател 7 (фиг. 3 в) и его задержан5 ной в элементе 8 задержки копии (фиг. 3 г) имеем на выходе умножител 9 импульс (фиг. Зд), начинающийс в момент т + Тмакс - ЗТмин/4 и заканчивающийс в момент времени тумаке - ЗТмин/2, Элемент 8 задер0 жки имеет врем задержки Тмакс - ЗТМин/4. Импульс с выхода умножител 9 (фиг. Зд) инвертируетс на элементе НЕ 10 (фиг. 3 е) и складываетс в сумматоре 11 с выходным сигналом формировател 7 (фиг. 3 в).0 arrives at the inputs of delay element -8 (delay time Tmax - ZTMin / 4), multiplier 9 and adder 11. As a result of multiplying the signal from multiplier 9 from generator 7 output (Fig. 3c) and its delay in copy copy element 8 (Fig. 3 d) we have at the output of the multiplier 9 a pulse (Fig. A), starting at the moment t + T max - 3Tmin / 4 and ending at the instant of time the cuff - 3T / 2, Element 8 delay has a delay time T max - 3TM / four. The pulse from the output of the multiplier 9 (Fig. A) is inverted on the element HE 10 (Fig. 3 e) and is folded in the adder 11 with the output signal of the driver 7 (Fig. 3 c).
5В результате, на выходе сумматора 115 As a result, at the output of the adder 11
имеем импульс (фиг. 3 ж), начинающийс в момент г и заканчивающийс в момент т+ Тмакс ЗТмин/4. Сформированные таким образом импульсы, изображенные на фиг. 3we have an impulse (fig. 3 g), starting at time r and ending at time t + T max ZTmin / 4. The pulses thus formed, shown in FIG. 3
0 Д и ж, поступают соответственно во второй и третий измерительные каналы устройства. Блоки 7-11 вместе с ключами 12 и 24 образуют коммутатор, поочередно подключающий второй и третий измерительные каналы0 E and g, come respectively to the second and third measuring channels of the device. Blocks 7-11 together with the keys 12 and 24 form a switch alternately connecting the second and third measuring channels
5 к выходу элемента 23 задержки (врем задержки равно Тмакс). Момент переключени каналов т+ Тмакс ЗТМин/4 выбран таким образом, что он всегда расположен в пределах длительности задержанного в элементе5 to the output of the delay element 23 (the delay time is equal to T max). The moment of switching channels t + Tmax ZTMin / 4 is chosen in such a way that it is always located within the duration of the delayed element
0 23 задержки измер емого импульса. Поэтому передний фронт импульса на выходе умножител 9 (фиг. 3 д) всегда находитс в пределах длительности задержанного в элементе 23 задержки измер емого импульса0 23 delays of the measured pulse. Therefore, the leading edge of the pulse at the output of the multiplier 9 (Fig. 3 d) is always within the duration of the delay of the measured pulse delayed in element 23
5 (фиг. 3 з). Импульс с выхода умножител 9 (фиг. 3 д) поступает на управл ющий вход ключа 12 и открывает его на врем от момента г + Тмакс - ЗТМин/4 до момента г + 2ТМакс - ЗТмин/2 и кроме того, своим передним фронтом запускает генератор линейно5 (Fig. 3 h). The impulse from the output of the multiplier 9 (Fig. 3 e) goes to the control input of the key 12 and opens it for a time from the time r + Tmax - ZTMin / 4 to the time r + 2TMax - ZTmin / 2 and in addition, with its leading edge, it starts the generator linear
измен ющегос напр жени (ГЛИН) 15. В течение времени Тмакс - ЗТмин/4, когда открыт ключ 12, входной сигнал x(t), задержанный на врем Тмакс в элементе 23 задержки (фиг. 3 з), поступает через ключ 12 (фиг. 3 д) на вход интегратора 13. С выхода интегратора 13 сигнал (фиг. 4 а) поступает на вход квадратора 14 (фиг. 4 б), а с выхода квадратора - на вход блока 16 отношений. На другой вход блока 16 отношений с выхода ГЛИН 15 поступает линейно измен ющеес напр жение (фиг. 4 в). В результате на выходе блока 16 отношений имеем сигнал (фиг. 4 г):variable voltage (CLAY) 15. During the time Tmax - ZTmin / 4, when key 12 is open, the input signal x (t), delayed by time Tmax in delay element 23 (Fig. 3 h), flows through key 12 ( Fig. 3 d) to the input of the integrator 13. From the output of the integrator 13, the signal (Fig. 4 a) is fed to the input of the quad 14 (Fig. 4 b), and from the output of the quad - to the input of the ratio block 16. A linearly varying voltage is applied to the other input of the relationship block 16 from the output of CLAY 15 (Fig. 4c). As a result, at the output of the block of 16 relations, we have a signal (Fig. 4 g):
«М- Л+Тм«сс-ЗТмин/4 (t1-TMHH)dtV(t- - Тмакс + ЗТмин/2)(4)"M-L + Tm" ss-ZTmin / 4 (t1-TMHH) dtV (t- - Tmax + ZTmin / 2) (4)
Т Тмакс ЗТмин/4T Tmax ZTmin / 4
Как видно из упом нутых выше диаграмм , сигнал на выходе блока 16 отношений при отсутствии аддитивного шума всегда имеет максимум в момент заднего фронта задержанного на врем Тмакс измер емого импул.ьса. Этот результат следует из формулы (4), если только в последнюю вместо смеси сигнала и шума x(t) подставить измер емый импульс (2). Сигнал (4) (фиг. 4 г) через управл емый ключ 18 поступает на вход указател экстремума 19. Ключ 18 открываетс на врем Тмакс - ЗТмин/4 импульсом с выхода умножител 9 (фиг. 3 д), задержанным в элементе 17 задержки на врем ТМин/4 (фиг. 4 д). Тем самым вход указател экстремума 19 оказываетс отключенным от выхода блока отношений 16As can be seen from the above-mentioned diagrams, the signal at the output of the ratio block 16 in the absence of additive noise always has a maximum at the time of the trailing edge of the measured impulse delayed by time T max. This result follows from formula (4), if only in the last one, instead of a mixture of signal and noise x (t), substitute the measured pulse (2). The signal (4) (Fig. 4 g) through the control key 18 is fed to the input of the extremum pointer 19. The key 18 is opened for the time Tmax - ZTmin / 4 with a pulse from the output of the multiplier 9 (Fig. 3 d), delayed in the delay element 17 by TMin / 4 time (Fig. 4 d). Thus, the input of the extremum indicator 19 appears to be disconnected from the output of the relationship block 16
на врем ОТ г+Тмакс-Зтмин/4 ДОТ + Тмакс- Тмин/2. Это врем начала формировани сигнала (4). Такое отключение входа указател экстремума 19 предотвращает его ложные срабатывани возможные из-за выбросов сигнала (4) на указанном временном интервале за счет наличи на входе измерител аддитивной широкополосной помехи.for time FROM g + Tmax-Ztmin / 4 DOT + Tmax-Tmin / 2. This is the start time of signal generation (4). Such a shutdown of the input of the extremum indicator 19 prevents its false alarms possible due to signal spikes (4) in the specified time interval due to the presence of additive broadband interference at the input of the meter.
Таким образом, на вход указател 19 с выхода ключа 18 поступает сигнал (фиг. 4 е) в отсутствие шума, имеющий максимум в момент заднего фронта задержанного на врем Тмакс измер емого импульса. В результате указатель 19 вырабатывает импульс (фиг. 4 ж), передний фронт которого соответствует положению абсолютного максимума сигнала (фиг. 4 е) на входе указател и следовательно положению заднего фронта задержанного на врем Тмакс измер емого импульса, т.е. указатель 19 фиксирует момент заднего фронта измер емого импульса.Thus, a signal arrives at the input of the pointer 19 from the output of the switch 18 (Fig. 4e) in the absence of noise, which has a maximum at the time of the falling edge of the delayed pulse at the time T max. As a result, pointer 19 generates a pulse (Fig. 4 g), the leading edge of which corresponds to the position of the absolute maximum of the signal (Fig. 4 e) at the pointer input and therefore the position of the falling front of the delayed pulse at time T max of the measured pulse, i.e. pointer 19 fixes the moment of the trailing edge of the measured pulse.
Фиксаци переднего фронта измер емого импульса осуществл етс третьим измерительным каналом предлагаемого устройства следующим образом. Сигнал с выхода сумматора 11 поступает на управл ющий вход ключа 24 и открывает егоFixing the leading edge of the measured pulse is carried out by the third measuring channel of the proposed device as follows. The signal from the output of the adder 11 is fed to the control input of the key 24 and opens it
на врем от т до т + Тмакс - Зтмин/4. В это врем через ключ 24 с выхода элемента 23 задержки (врем задержки Тмакс) входной сигнал x(t), задержанный на врем Тмакс (фиг. 5 а), поступает на вход интегратора 25.for the time from t to t + Tmax - Ztmin / 4. At this time, through the switch 24 from the output of the delay element 23 (delay time T max) the input signal x (t), delayed by time T max (FIG. 5 a), is fed to the input of the integrator 25.
Сигнал с выхода интегратора 25 (фиг. 5 б) в сумматоре 28 складываетс со своей копией , задержанной элементом 26 задержки (фиг. 5 в) на врем Тмакс - ЗТмин/4 и инвертированной элементом НЕ 27 (фиг. 5 г). СигналThe signal from the output of the integrator 25 (Fig. 5 b) in the adder 28 is added to its copy delayed by the delay element 26 (Fig. 5 c) for the time T max - 3Tmin / 4 and the inverted element NOT 27 (Fig. 5 g). Signal
с выхода сумматора 28 (фиг. 5 д) поступаетfrom the output of the adder 28 (Fig. 5 d) comes
на вход квадратора 29, с выхода которогоto the input of the square 29, from the output of which
(фиг. 5 е) - на вход блока 30 отношений. На(Fig. 5 e) - to the input of the block 30 relations. On
другой вход блока отношений поступаетanother input of the relationship block comes
сигнал специальной формы, сформированный блоками 37-40. Дл формировани этого сигнала импульс с выхода сумматора 11 интегрируетс в интеграторе 37. Сигнал с выхода интегратора 37 (фиг. 5 ж) складываетс в сумматоре 40 со своей копией, инвертированной элементом НЕ 38 (фиг. 5 з) и задержанной элементом 39 задержки (фиг. 6 а) на врем Тмакс - ЗТмин/4. Следовательно, с выхода сумматора 40 на вход блока отношений 30 поступает импульс (фиг. 6 б) специальной формы. В результате на выходе блока отношений 30 имеем сигнал (фиг. 6 в), который на интервале времени от т + Тмаксsignal of special shape, formed by blocks 37-40. To form this signal, a pulse from the output of the adder 11 is integrated in the integrator 37. The signal from the output of the integrator 37 (Fig. 5 g) is folded in the adder 40 with its copy, inverted by the HE element 38 (Fig. 5 h) and delayed by the delay element 39 (Fig 6 a) for time Tmax - ZTmin / 4. Consequently, from the output of the adder 40 to the input of the block of relations 30, an impulse arrives (Fig. 6 b) of a special form. As a result, at the output of the block of relations 30, we have a signal (Fig. 6c), which in the time interval from t + Tmax
ЗТ„ST
ДО Т +2тмакс зт„TO T + 2tmax ht „
лMV i максдlMV i max
5 сываетс формулой5 refers to the formula
X3(t)K3 /макс -3 Тмин/4 w J J I + Тмакс - 3 Тмин/4X3 (t) K3 / max -3 Cmin / 4 w J J I + Tmax - 3 Cmin / 4
TMaKc)dt /(2ТМакс - ЗТмин/2 - t).TMaKc) dt / (2Tmax - ZTmin / 2 - t).
опиx (t - (5)opix (t - (5)
Этот сигнал в отсутствие шума всегда имеет максимум в точке переднего фронта задержанного на 2ТМакс - ЗТмин/4 измер емого импульса, что видно из фиг, 25-35, и так же следует из формулы (5), если в последнюю подставить вместо смеси импульса и шума x(t) сам измер емый импульс (2). Сигнал (5) фиг. 6 в) поступает на вход указател экстремума 33 через управл емый ключ 32. Этот ключ служит дл отключени входа указател 33 на врем , в течение которого не ожидаетс по влени момента переднего фронта, задержанного на врем 2Тмакс - ЗТМин/4 измер емого импульса. Действительно , ключ 32 открываетс сигналом с выхода сумматора 11, задержанным элементом 31 задержки (фиг. 6 г) на врем Тмакс - Тмин. Следовательно, ключ 32 открыт в течение времени .от ъ + Тмакс - Тмин до т 2Тмакс - 7ТМцн/4. В то же врем максимум сигнала на выходе блока 30 отношений (фиг, 6 в),This signal, in the absence of noise, always has a maximum at the leading edge point of a delayed 2Tmax - 3Tmin / 4 measured pulse, as can be seen from FIGS. 25-35, and also follows from formula (5), if the latter is substituted instead of a mixture of a pulse and noise x (t) is the measured pulse itself (2). The signal (5) of FIG. 6) it enters the input of the extremum indicator 33 via the control key 32. This key serves to disable the input of the pointer 33 for the time during which the rising edge moment delayed by the time 2Tmax - 3TMin / 4 of the measured pulse is not expected. Indeed, the key 32 is opened by a signal from the output of the adder 11, delayed by the delay element 31 (FIG. 6 g) for the time Tmax - Tmin. Therefore, the key 32 is open for a period of time. From ъ + Tmax - Tmin to t 2Tmax - 7TMsn / 4. At the same time, the maximum signal at the output of the block of 30 ratios (FIG. 6),
соответствующий переднему фронту задержанного на врем 2Тмакс - ЗТмик/4 измер емого импульса, может быть расположен в пределах окна пропускани ключа 32. Такое ограничение во времени сигнала на входе указател 33 уменьшает вли ние аддитивного шума на точность фиксации момента переднего фронта импульса указател 33. В результате сигнал с выхода ключа 32 (фиг. 6 д) поступает на вход указател 33 экстремума , который фиксирует положение наибольшего максимума входного сигнала (фиг. 6 д), совпадающее с положением переднего фронта задержанного на врем 2ТМакс ЗТМин/4 измер емого импульса. Сигнал с выхода указател 33 (фиг, 6 е) своим передним фронтом запускает счетчик 21 времени и останавливает счетчик 41 времени. В свою очередь счетчик 41 был запущен передним фронтом сигнала (фиг. 2 а) с первого выхода генератора управл ющих импульсов 35 через элемент 36 задержки (фиг. 6 з) на врем 2ТМакс - ЗТМин/4 позже начала работы устройства. Таким образом, счетчик 41 фиксирует врем от момента 2ТМакс ЗТМин/4 до момента по влени переднего фронта задержанного на врем 2ТМакс ЗТМин/4 измер емого импульса. В результате , зафиксированное счетчиком 41 врем равно измеренному значению времени, прошедшему от момента запуска измерител до момента по влени на его входе переднего фронта измер емого импульса.corresponding to the leading edge of the delayed 2Tmax - ZTmik / 4 measured pulse, can be located within the key transmittance window 32. Such a time limit at the input of the pointer 33 reduces the effect of additive noise on the accuracy of fixing the leading edge of the pulse of the pointer 33. As a result, the signal from the output of the key 32 (Fig. 6 d) is fed to the input of the extremum pointer 33, which fixes the position of the maximum maximum of the input signal (Fig. 6 d), which coincides with the position of the leading edge of the delayed m 2TMaks ZTMin / 4 the measured pulse. The signal from the output of the pointer 33 (FIG. 6 e) with its leading edge starts the time counter 21 and stops the time counter 41. In turn, the counter 41 was triggered by the leading edge of the signal (Fig. 2a) from the first output of the generator of control pulses 35 through the delay element 36 (Fig. 6h) for the time 2Tmax - 3TMin / 4 after the device began operating. Thus, the counter 41 records the time from the time 2Tmax ZTMin / 4 until the appearance of the leading edge of the delayed pulse for the time 2Tmax ZTmin / 4. As a result, the time recorded by the counter 41 is equal to the measured value of the time elapsed from the moment the meter starts up until the front of the measured pulse appears at its input.
С другой стороны, во втором измерительном канале указателем 19 фиксируетс момент, соответствующий заднему фронту измер емого импульса, задержанного на врем Тмакс- Этот момент соответствует положению переднего фронта сигнала на выходе указател 19 (фиг. 4 ж). Этот сигнал, задержанный элементом 20 задержки на врем Тмакс - ЗТмин/4 (фиг. 6 ж) останавливает счет времени в счетчике времени 21. Следовательно , в .счетчике времени 21 счет времени прекращаетс в момент времени, соответствующий заднему фронту задержанного на врем 2ТМакс -ЗТМин/4 измер е- могоймпульса. В своюочередь, этот счетчик 1 был запущен сигналом с указател 33 в момент времени, соответствующий перенему фронту задержанного на то же врем 2ТМакс - ЗТмин/4 измер емого импульса. В результате счетчик времени 21 фиксирует врем гот момента, соответствующего переднему фронту, до момента, соответствующего заднему фронту, задержанного на в рем 2ТМакс-ЗТмин/4 измер емого импульса . Таким образом, счетчик 21 фиксирует измеренное значение длительности измер емого импульса. Это измеренное значение длительности с выхода счетчика 21 поступает на выход длительность устройства , и на вход аттенюатора 22 с коэффициентом передачи 1/2. С выхода аттенюатора 5 22 уменьшенное в два раза измеренное значение длительности в сумматоре 42 складываетс с измеренным значением времени прихода переднего фронта измер емого импульса , который поступает на другой входOn the other hand, in the second measuring channel, pointer 19 records the moment corresponding to the falling edge of the measured pulse delayed by time Tmax. This moment corresponds to the position of the leading edge of the signal at the output of pointer 19 (Fig. 4). This signal, delayed by delay element 20 at time T max - 3Tmin / 4 (fig. 6 g), stops counting time in time counter 21. Therefore, in time counter 21 time counting stops at the time corresponding to the falling edge of the delayed time 2Tmax - ZTMin / 4 meter e-pulse. In turn, this counter 1 was triggered by a signal from pointer 33 at the moment of time corresponding to the transfer of the 2Tmax – 3Tmin / 4 delay of the delayed pulse to the same time. As a result, the time counter 21 records the time of the moment of the moment corresponding to the leading edge until the moment corresponding to the falling edge delayed by the rem 2Tmax-3Tmin / 4 measured pulse. Thus, the counter 21 records the measured value of the duration of the measured pulse. This measured value of the duration from the output of the counter 21 is fed to the output of the duration of the device, and to the input of the attenuator 22 with a transfer ratio of 1/2. From the output of the attenuator 5 22, the halved measured value of the duration in the adder 42 is added to the measured value of the arrival time of the leading edge of the measured pulse, which is fed to another input
0 сумматора 42 с выхода счетчика времени 41. В результате на выходе сумматора 42 имеем измеренное значение времени прихода 2 импульса, отсчитываемое от середины импульса .0 adder 42 from the output of the time counter 41. As a result, at the output of adder 42, we have the measured value of the arrival time 2 pulses, counted from the middle of the pulse.
5Отметим, что из теории оптимальной5 Note that from the theory of optimal
помехоустойчивости следует, что при прочих равных услови х оценка времени прихода в предлагаемом устройстве по середине импульса с неизвестной длительностью об0 ладает наименьшей ошибкой по сравнению с оценкой по другим точкам импульса (например , по переднему или заднему фронту). Кроме того, при этом наблюдаетс минимальный коэффициент коррел ции междуnoise immunity follows that, all other things being equal, the estimated arrival time in the proposed device in the middle of the pulse with an unknown duration is the least error compared to the estimate at other pulse points (for example, the leading or trailing edge). In addition, there is a minimal correlation coefficient between
5 ошибками измерени времени прихода и длительности импульса. Тем, не менее, мен коэффициент передачи аттенюатора 22 от нул до единицы можно в предлагаемом устройстве получить оценки времени прихо0 да, отсчитываемого по различным точкам импульса. В частности, при коэффициенте передачи аттенюатора 22, равном нулю, устройство будет производить измерение времени прихода по переднему фронту5 errors of measuring the time of arrival and the pulse duration. However, by changing the attenuation coefficient of the attenuator 22 from zero to one, it is possible in the proposed device to obtain estimates of the arrival time, measured at different points of the pulse. In particular, with an attenuator gain of 22 equal to zero, the device will measure the arrival time on the leading edge.
5 импульса, а при коэффициенте передачи, равном единице, - по заднему фронту.5 impulses, and with a transfer ratio equal to one, on the falling edge.
Цикл измерени в устройстве завершаетс выработкой генератором управл ющих импульсов 35 на своем втором выходе ко0 роткого управл ющего импульса {фиг. 2 б), запаздывающего относительно заднего фронта импульса на первом выходе блока (фиг. 2 а) на врем ТИнд. Врем ТИнд выбираетс минимальным, но достаточным дл ре5 гистрации (считывани ) результатов измерени . В частности, если на регистрацию результатов необходимо врем Тр, то Тинд. Тр + 2Тмакс, где: врем 2ТМакс отводит- дитс на завершение процессов измерени ,The measurement cycle in the device ends with the generation of control pulses 35 by the generator at its second output of a short control pulse {Fig. 2 b), delayed relative to the trailing edge of the pulse at the first output of the block (Fig. 2 a) at the time of TInd. The time TInd is chosen to be minimal, but sufficient to record (read) the measurement results. In particular, if the time required for registration of results is Tr, then Tind. Tr + 2Tmax, where: time 2Tmax is assigned to complete the measurement process,
0 задержанного на врем 2ТМакс - ЗТмин/4 измер емого импульса. Таким образом, до момента по влени импульса на втором выходе генератора 35 измерение полностью закончено. Этот импульс поступает на0 delayed by time 2Tmax - ZTmin / 4 measured pulse. Thus, until the pulse appears at the second output of the generator 35, the measurement is completely finished. This impulse comes on
5 шины сброса счетчиков 21 и 41, интеграторов 1, 13, 25, 37, ГЛИН 15 и указателей экстремума 6,19, 33 и приводит таким образом схему в исходное состо ние.5, the reset buses of the counters 21 and 41, the integrators 1, 13, 25, 37, CLAY 15 and the extremum indicators 6.19, 33, and thus bring the circuit to the initial state.
В результате измеритель готов к работе.As a result, the meter is ready for operation.
Следует отметить, что на величину ошибок измерени в устройстве не вли ют зна- чени коэффициентов Кч, «2, Кз, определ ющих коэффициенты передачи блоков схемы. Эти коэффициенты выбираютс в зависимости от условий работы измерител таким образом, чтобы согласовать динамические диапазоны сигналов и используемых типовых блоков.It should be noted that the values of measurement errors in the device are not affected by the values of the coefficients Кч, 2, Кз, which determine the transfer coefficients of the circuit blocks. These coefficients are selected depending on the operating conditions of the meter in such a way as to match the dynamic ranges of the signals and typical units used.
Введем в рассмотрение выигрыши дт - Vnr/Vzr- в точности измерени длительности и д& V (Д/У % - в точности измерени временного положени , где - рассе ни (средние квадраты ошибок) соответственно времени прихода и длительности в предлагаемом устройстве, и V пА и V - соответствующие рассе ни в известном устройстве. Эти выигрыши определ ютс соотношени миLet us consider the gains dt - Vnr / Vzr- in the accuracy of measuring the duration and d & V (L / Y% is in the accuracy of measuring the temporal position, where is the scattering (mean squares of errors), respectively, of the arrival time and duration in the proposed device, and V pA and V are the corresponding scatterings in the known device. These winnings are determined by the relations
13+133 ei + 15eЈ -е|13 + 133 ei + 15eЈ-е |
5А 5A
13(1-Ј§У13 (1-Ј§У
3-f69 Е| -МбЕа3-f69 E | -MbEa
egeg
13(1-ef)4 справедливыми при lЈa I 1,гдеЈэ (з- а0)/а0 - расстройка амплитуды а0 измер емого и а - ожидаемого импульсов (величина а амплитуды ожидаемого импульса определ ет значение коэффициента Кз). Зависимости дДибгвыигрышей в точности13 (1-ef) 4 is valid when lЈa I 1, where Јe (z-a0) / a0 is the detuning of the amplitude a0 of the measured and a and the expected pulses (the value of a and the amplitude of the expected pulse determines the value of the coefficient Kz). Dependencies of dibg wins exactly
измерени временных параметров импульса от величины расстройки приведены на фиг. 7, где 3д - сплошна лини ; дт пунктирна лини .measurements of the temporal parameters of the pulse from the detuning value are shown in FIG. 7, where 3d is a continuous line; dt dashed line.
Дл отдельных значений параметра йавеличины выигрышей йдидт (дБ) приведены в таблице:For individual values of the win win rate parameter (id), see the table below:
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884625329A SU1659973A1 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Pulse duration and time position meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884625329A SU1659973A1 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Pulse duration and time position meter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1659973A1 true SU1659973A1 (en) | 1991-06-30 |
Family
ID=21417391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884625329A SU1659973A1 (en) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | Pulse duration and time position meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1659973A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648304C1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-03-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Device for measuring time position and duration of videoimpuls |
-
1988
- 1988-12-26 SU SU884625329A patent/SU1659973A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 915059, кл. G 04 F 10/00, 1978. Авторское свидетельство СССР № 1522147, кл. G 04 F 10/00, 1987. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2648304C1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-03-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Device for measuring time position and duration of videoimpuls |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4875201A (en) | Electronic pulse time measurement apparatus | |
| US3985022A (en) | Ultrasonic thickness measuring method and apparatus | |
| SU1659973A1 (en) | Pulse duration and time position meter | |
| US4598375A (en) | Time measuring circuit | |
| US4728816A (en) | Error and calibration pulse generator | |
| RU2054681C1 (en) | Pulse repetition frequency meter | |
| SU1522147A1 (en) | Device for measuring pulse time position and duration | |
| SU902233A1 (en) | Pulse stretcher | |
| SU1166006A2 (en) | Method of measuring frequency | |
| SU462180A2 (en) | Device for monitoring statistical analyzers | |
| SU1280394A1 (en) | Multichannel device for calculating values of modular function | |
| SU832738A1 (en) | Device for monitoring error parameters in communication channel | |
| SU1002979A1 (en) | Interference-resistant digital phase meter | |
| EP0122984A1 (en) | Time measuring circuit | |
| SU386339A1 (en) | DIGITAL SPEED METER | |
| SU1531024A1 (en) | Digital phase meter | |
| RU2149436C1 (en) | Recycle meter of pulse duration | |
| SU1451640A2 (en) | Device for measuring delay time | |
| SU602881A1 (en) | Digital phase discriminator | |
| SU758005A1 (en) | Digital meter of pulse train duty ratio | |
| SU512429A1 (en) | Digital meter | |
| SU896594A2 (en) | Time interval measuring device | |
| SU1013757A1 (en) | Ultrasonic echo-pulse thickness meter | |
| JPH03109096U (en) | ||
| RU2133053C1 (en) | Method of accelerated nonius interpolation of time intervals |