Устройство обработки угломерных сигналов

 

УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ УГЛОМЕРНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее два компаратора , два блока вычитания, блок деления и суюлатор, при этом выход первого блока вычитания подключен к первому входу блока деления, отличающееся тем, что, с целью повьшёния точности путем учета квазипериодических сигналрв , Внего введены два блока дифференцирования, третий и четвертый компараторы, три триггера, пять блоков выборки-хранения , блок умнолсения и одновибратор, при этом выход первого блока дифференцирования через первйй компаратор подключен к первому входу первого триггера, выход третьего компаратора подключен к второму входу . первого триггера и к первому вхоДу третьего триггера, выход второго блока дифференцирования через вто-: рой компаратор подключен к первому входу второго триггера, выход четвертого компаратора подключен к вторым входам второго и третьего триггеров , выход первого триггера подключен к управляющим входам первого и третьего блоков выборки-хранения, выход BTopoJ o триггера подключен к управляющим входам второго и четвертого блоков выборки-хранения, выход первого блока выборки-хранения подключен к второму входу блока деления и к прямому входу первого блока вычитания , инверсный вход которого соединен с выходом второго блока выборки-хранения , выход третьего блока выборки-хранения подключен к первому входу сумматора и инверсному входу второго блока вычитания, прямой вход которого соединен с выходом четвертого блока выборки-хранения, выход бло ка деления и выход второго блока вычитания подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения , выход которого подключен к второму входу сумматора, ыход кото-, рого подключен к информационному вхо4 ду пятого блока выборки-хранения, а выход третьего триггера через одновибратор подключен к управляющему а входу пятого блока выборки-хранения, выход которого является выходом D1 устройства, входы первого и второго блоков дифференцирования, третьего и четвертого компараторов и информационные входы первого и второго блоков выборки-хранения объединены . и являются первым входом устройства, а информационные входы третьего и четвертого блоков выборки-хранения обьединены и являются вторым входом устройства.

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3614726/24-09 (22) 24.06.83 (46) 23.03.85. Бюл. N- 11 (72) Т.Н. Герасимова и А.Н. Минаев (71) Институт эволюционной морфологии и экологии животных им. А.Н. Северцова (53) 621.396.96(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 578631, кл. G 01 $3/14//G 01 S.7/30, 1975, 2, Авторское свидетельство СССР

Ф 885945, кл. G 01 S 3/14, 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ УГЛОМЕРНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее два компаратора, два блока вычитания, блок деления и сумматор, при этом выход первого блока вычитания подключен к первому входу блока деления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью . повышения точности путем учета квам зипериодических сигналрв, в него вве, дены два блока дифференцирования, третий и четвертый компараторы, три триггера, пять блоков выборки-хранения, блок умножения и одновибратор, при этом выход первого блока дифференцирования через первый компаратор подключен к первому входу первого триггера, выход третьего компаратора подключен к второму входу .первого триггера и к первому входу третьего триггера, выход второго блока дифференцирования через вто-. рой компаратор подключен к первому входу второго триггера, выход четвертого компаратора подключен к вторым входам второго и третьего триг„„SU„„1146615 А

<(5>) G 01 S 3/14; G 01 S 7/30 геров, выход первого триггера подключен к управляющим входам первого и третьего блоков выборки-хранения, выход второго триггера подключен к управляющим входам второго и четвертого блоков выборки-хранения, выход . первого блока выборки-хранения подключен к второму входу блока деления и к прямому входу первого блока вычитания, инверсный вход которого соединен с выходом второго блока выборки-хранения, выход третьего блока выборки-хранения подключен к первому входу сумматора и инверсному входу второго блока вычитания, прямой вход которого соединен с выходом четвертого блока выборки-хранения, выход бло ка деления и выход второго блока вычитания подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения, выход которого подключен к второму входу сумматора, „выход которого подключен к информационному .вхо ду пятого блока выборки-хранения, выход третьего триггера через одновибратор подключен к улравляющему входу пятого блока выборки-хранения, выход которого является выходом устройства, входы первого и второго блоков дифференцирования, третьего и четвертого компараторов и информационные входы первого и второго блоков выборки-хранения объединены; и являются первым входом устройства, а информационные входы третьего и четвертого блоков выборки-хранения объединены и являются вторым входом устройства.

Ф 1146

Изобретение относится к радиолокации и может использоваться для измерения одной из угловых координат цели.

Известно устройство обработки уг. ломерного сигнала, содержащее интегратор, пороговый блок, блок считывания угла, запоминающий блок; вычитатель, два сумматора, усилитель с регулируемьщ коэффициентом переда- 10 чи и делитель f13.

Однако известное устройство обла. дает недостаточной чувствительностью

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство обработки угломерных сигналов, содержащее два компарато-, ра, два блока вычитания, блок деления и сумматор, при этом выход у0 певвого блока вычитания подключен к первому входу блока деления 23.

Однако известное устройство обладает недостаточно точным отсчетом угла в случае пропуска одного или 2S ряда импульсов вблизи нулевой точки дискриминационной характеристики, так как амплитуда накопленного сигнала в этой области может быть ниже уровня шума.. 30

Целью изобретения является повышение точности путем учета квазипериодических сигналов.

Для достижения поставленной цели в устройство обработки угломерных сигналов, содержащее два компаратора, два блока вычитания, блок .деления и сумматор, при этом выход первого блока. вычитания подключен к первому входу блока деления, введены два блока дифференцирования, третий и четвертый компараторы, три триггера, пять блоков выборкихранения, блок умноь.ения и одновиб ратор. При эюм .ввод первого б о- 45 ка дифференцирования через первый, компаратор подключен к первому входу первого триггера, выход третьего компаратора подключен к второму входу первого триггера и к первому вхо- ® ду третьего триггера, выход второго блока дифференцирования через второй компаратор подключен к первому входу второго триггера, выход четвертого компаратора подключен к вторым входам второго и третьего триггеров ,выход первого триггера подключен к, управляющим входам первого и треть615 2 его блоков выЬорки-хранения, выход второго триггера подключен к управляющим входам второго н четвертого блоков выборки-хранения, выход первого блока выборки-хранения подключен к второму входу блока деления и к прямому входу первого блока вычитания, инверсный вход которого соединен с выходом второго блока выборки-хранения, выход третьего блока выборки-хранения удкпючйн к первому входу сумматора н к инверсному входу второго блока вычитания, прямой вход которого соединен с выходом четвер того блока выборки-хранения, выход блока деления и выход второго блока вычитания подключены соответственно к первому и второму входам блока умножения, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход которого подключен к информационному входу пятого блока выборки-хранения, выход третьего триггера через одновибратор подключен к управляющему входу пятого блока выборкихранения, выход которого является выходом устройства, входы первого и. второго блоков дифференцирования, третьего и четвертого компараторов и информационные входы первого и второго блоков выборки-хранения объединены и являются первым входом устройства, а информационные входы третьего и четвертого блоков выборки-хранения объединены и являются вторым входом устройства.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит два блока 1 и 2 дифференцирования, четыре компаратора.З вЂ” 6, три триггера 7 — 9, пять блоков 10 - 14 выборки-хранения два блока 15 и 16 вычитания, блок 17 деления, блок 18 умножения, сумматор 19 и одновибратор 20.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение, представляющее собой последовательность положительных и отрицательных импульсов, поступает на первый вход устройства. На выходе

I третьего 5 и четвертого 6 компараторов появляется сигнал в том случае, когда амплитуда сигнала на входе превышает уровень шума. Тре- . тий компаратор 5 и первый блок 1 дифференцирования реагируют на поло1146615 жительную полярность входного сигнал ла, четвертый компаратор 6 и второй блок 2 дифференцирования — на отрицательную. На выходе первого 2 и второго 2 блоков дифференцирования сигнал равен нулю, когда входной сигнал достигает максимума, на выходах первого 3 и второго 4 компа раторов нуля, в эти моменты появляются импульсы напряжения, которые поступают на первый 7 и второй 8 триггеры соответственно. Выходной сигнал с первого триггера 7 является управляющим для первого 10 и третьего 12 блоков выборки-хранения.

Выходной сигнал с второго триггера 8 является управляющим для второго 11 и четвертого 13 блоков выборки-хранения. Причем при изменении входного сигнала от уровня шума до максимума положительного или отрицательного блоки 10 - 13 выборкихранения находятся в режиме слежения все остальное время — в режиме хранения. Таким образом, первый блок 10 выборки-хранения запоминает максимапьное (пред нулевой точкой дискриминационной характеристики) положи .тельное напряжение последнего из

;подступивших на вход импульсов; второй блок 11 выборки-хранения.:напряжение первого из поступивших отрицательных импульсов (после нулевой точки дискриминационной характеристики), третий блок 12 выборки» хранения — напряжение, соответствующее углу поворота диаграммы направленности антенны при последнем положительном импульсе; четвертый блок

13 выборки-хранения — напряжение, соответствующее углу поворота диаграммы направленности антенны при нервом отрицательном импульсе..

Напряжение с выхода первого блока 10 выборки-хранения поступает на неинвертирующий вход первого блока

15 вычитания, напряжение с выхода второго блока 11 выборки-хранения— на его вход. Выходное напряжение первого блока 15 вычитания пропорционально абсолютной величине суммы его входных напряжений.

Напряжение с выхода третьего блока 12 выборки-хранения поступает на инвертирующий вход второго блока 16 вычитания, напряжение с выходя четвертого блока 13 выборки-хранения— на его неинвертирующий вход. Выходное напряжение второго блока 16 вычитания пропорционапьно абсолютной величине разности его входных напряжений.

Напряжение с выхода первого блока 10 выборки-хранения поступает на первый вход блока 17 деления, напряжение с выхода первого блока 15 вычитания — на второй вход блока 17

fp деления. Напряжение на выходе блока

17 деления пропорционально частному от деления величины напряжения на

его первом входе на величину напряжения на его втором входе и с выхода

15 поступает на первый вход блока 18 умножения, на второй вход которого поступает напряжение с выхода второго блока 16 вычитания. Напряжение на выходе блока 18 умножения пропор2о . ционально произведению его входных величин и соответствует угловой координате, равной разности угловых координат истинного пеленга и пеленга, соответствующего последнему по25 ложительному импульсу перед нулевой точкой дискриминационной характеристики.

Напряжение с выхода блока 18 умножения поступает на второй вход зо сумматора 19, на первый вход которого поступает напряжение с выхода третьего блока 12 выборки-хранения.

Таким образом, напряжение на выходе сумматора 19 соответствует угловой координате истинного пеленга.

Напряжение с выхода сумматора 19 поступает на вход пятого блока 14 выборки-хранения, на управляющий

4о вход котзрого поступает сигнал с одновибратора 20, запуск которого осуществляется с выхода третьего . триггера 9, первый и второй входы которого соединены с выходами треть

4> его 5 и четвертого 6 компараторов.

Таким образом, пятый блок 14 выбор» ки-хранения находится в рекламе слежения сразу после первого отрицательного импульса (при переходе дискриминационной характеристики через ноль с плюса на минус) на время продолжительности импульса одновибратора 20 (импульс стробирования).

По окончании данного импульса пятый блок 14 выборки-хранения находится в режиме хранения и напряжение на его выходе соответствует значению угловой координаты истинного пеленга.

1146615

Составитель, Е. Прозоровская

Редактор Т. Кугрышева Техред Корректор М. Максимишинец .

Заказ 1358/34 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Таким образом предлагаемое уст) ройство позволяет проводить измерения, как только хотя бы один положительный и отрицательный импульсы на входе устройства превышают уровень шума, что приводит к повышешению чувствительности пеленгатора.

Кроме того, снижаются требования к периодичности сигнала.

Предлагаемое устройство испытано в составе пеленгационной системы, предназначенной для определения местонахождения животных, помеченных радиопередатчиками.

Испытания показали, что устройство дает возможность измерить угловую координату цели с точностью

+(2-3) град даже в том случае, если указываются принятыми только два импульса (один положительный и один отрицательный). Между. принятыми импульсами оказались еще 6-10 импульсов передатчика, которые не фиксировались предлагаемым устройством из-эа их малой величины (ниже уровS ня шума).

Скорость вращения диаграммы направленности антенны составляет при этом 1 — 6 град/с период между им- пульсами передатчика непостоянен и колеблется от 0,8 по 1,5 с, что не влияет на точность измерений. Точность можно улучшить значительным увеличением частоты посылок передатчика, что невыгодно с энергетической точки зрения (ограниченный вес ,батареи на животных), однако в проведенном "эксперименте точность гораз- до больше зависела от влияния среды, в которой распространялись ра 2О диосигналы (неоднородность леса, наличие линий электропередач и т.д.).