Устройство для дискретного измерения частоты сигнала лазерного доплеровского измерителя скорости

 

Изобретение относится к области радиотехники. Цель изобретения - повышение точности измерения частоты сигнала. Устройство содержит цепей, I каждая из которых состоит из фильт-- ра 1 . Введение в устройство формирователя 2 пачки импулйсов, формирователя 3 стоп-импульсов, формирователя 4 старт-импульсов, коммутатора 5 - старт-импульсов, блока 6 управления коммутацией, коммутатора 7 стоп-импульсов и коммутатора 8 пачки импульсов в каждую цепь, а также сумматора 9 старт-импульсов, сумматора 10 стоп-импульсов, сумматора 11 пачек импульсов, блока 12 управления коммутацией старт-импульсов, измерител.я 13временных интервалов и счетчика 14импульсов с образованием новых связей между элементами устройства позволяет исключить влияние схемы коммутации на работу фильтров, 2 ил i (Л ю со Од о ел 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 6 01 R 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3606917 /24-21 (22) 15,06,83 (46) 23.05.86, Вюл. 9 19 (72) И,Г, Акопян, Н.П, Семейкин, В,А. Филь и Ю,А, Шаршин (53) 621,317(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

?95182, кл. Cj 01 g 23/02, 1979.

Авторское свидетельство СССР Р 697940, кл, С> 01 R 23/02, 1978 (54) УСТР011СТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ СИГНАЛА ЛАЗЕРНОГО

ДОПЛЕРОВСКОГО ИЗ1с1ЕРИТЕЛЯ СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к области радиотехники. Цель изобретения — повышение точности измерения частоты сигнала, Устройство содержит Д цепей, 1

„„Я0„„1 3058 А1 каждая из которых состоит из фильтра 1, Введение в устройство формирователя 2 пачки импульсов, формирователя 3 стоп-импульсов, формирователя

4 старт-импульсов, коммутатора 5 старт-импульсов, блока 6 управления коммутацией, коммутатора 7 стоп-импульсов и коммутатора 8 пачки импульсов в каждую цепь, а также сумматора 9 старт-импульсов, сумматора

10 стоп-импульсов, сумматора 11 пачек импульсов, блока 12 управления коммутацией старт-импульсов, измерителя

13 временных интервалов и счетчика

14 импульсов с образованием новых связей между элементами устройства позволяет исключить влияние схемы коммутации на работу фильтров ° 2 ил

1233058

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в лазерных доплеровских измерителях скорости, Цель изобретения — повьппение точности измерения частоты сигнала путем исключения влияния схемы коммутации на работу фильтров, На фиг,1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для дискретного иэмерения частоты сигнала лазерного доплеровского измерителя скорости содержит М параллельных цепей, каждая из которых состоит иэ фильтра 1, формирователя 2 пачки импульсов, формирователя 3 стоп-импульсов, формирователя 4 старт-импульсов, коммутатора

5 старт-импульсов, блока 6 управления коммутацией, коммутатора 7 стопимпульсов и коммутатора 8 пачки импульсов, Устройство также содержит сумматор 9 старт-импульсов, сумматор

10 стоп-импульсов, сумматор 11 пачек импульсов„ блок 12 управления коммутацией старт-импульсов, измеритель !

3 временных интервалов и счетчик 14 импульсов.

Вход устройства подключен к входам М фильтров 1, а к выходу каждого иэ N фильтров 1 подлючен формирователь 2 пачки импульсов, к выходу каж дого из N формирователей 2 пачки импульсон подключен коммутатор 8 пачки импульсов, последовательно соединенные формирователь 4 старт-импульсов и коммутатор 5 старт-импульсов и последовательно соединенные формирователь 3 стоп-импульсов и коммутатор 7 стоп-импульсов, выход каждого из коммутаторов старт-импульсов подключен к входу соответствующего блока 6 управления коммутацией, а выход каждого из !! блоков 6 управления коммутациеи подключен к другому входу каждого из !! коммутаторов 8 пачки импульсов и к другому входу каждого из К коммутаторов 7 стоп-импульсов, выход каждого из !! коммутаторов 7 стоп-импульсов подключен к другому входу каждого иэ N блоков 6 управления коммутацией, выход каждого из N коммутаторов 5 старт-импульсов подключен к соответствующему входу сумматора 9 старт-импульсов, выход которого подключен к входу блока 12 уп равления коммутацией старт-импульсов

IJ (- — ) с062 ехр с гауссовой огибающей несет информацию о доплеровской частоте 1, которая зависит от скорости частицы М и шага полос интерференционной картины в;

М

Ь

Устройство работает следующим образом, Сигнал с фотоприемника лазерного доплеровского измерителя скорости (фиг,2о) в случайный момент времени поступает одновременно на входы всех

М фильтров 1, перекрывающих необходимый диапазон частот, и вызывает отклик в фильтре 1 полосе пропускания которого соответствует частота и к входу старт-импульсов измерителя

13 временных интервалов, выход блоков

12 управления коммутацией старт-импульсов подключен к другому входу

5 каждого иэ 8 коммутаторов 5 стартимпульсов, выход каждого из !! коммутаторов 7 стоп-импульса подключен к соответствующему входу сумматора 10 стоп-импульсов, выход которого подключен к входу стоп-импульсов измерителя 13 временных интервалов и к другому входу блока 12 управления коммутацией старт-импульсов, выход каждого из N коммутаторов 8 пачки импульсов подключен к соответствующему входу сумматора 11 пачки импульсов, выход которого подключен к входу счетчика 14 импульсов.

Входной сигнал формируется при пролете частиц аэрозоля или еСтественной пыли через измерительный объем лазерного доплеровского измерителя скорости, который является зоной пересечения двух когерентных лучей лазера, В зоне пересечения лучей образуется интерференционная картина.

Свет, рассеянный пролетающей через измерительный объем частицей, попадает на .вход фотоприемного устройства, ЗО сигнал на выходе которого повторяет распределение освещенности в измерительном объеме г

U(tl= IJ „(- — j(1tcos2f Ц, ! где 1 — доплеровская частота;

Н вЂ” выходной сигнал в максимуме, Низкочастотная составляющая сигqZ нала (! (- — имеет гауссову форму.

ЕХ() ЯО2 )

Высокочастотная составляющая

1233058. заполнения пришедшего сигнального им,пульса (фиг.28), Таким образом осуществляется очищение сигнала от шума, т.е. фильтрация полезного сигнала, что позволяет повысить точность изме- 5 рения частоты сигнала, В фильтрах 1, пропускающих полезный сигнал, могут появиться отклики, обусловленные низкочастотной составляющей сигнала лазерного доплеровского измерителя ско- )О рости (фиг,2 6), Эти отклики также являются ложными сигналами, но на вы» ходах соответствующих фильтров 1 эти отклики появляются .позже, чем полезный сигнал, поскольку фильтры 1 имеют )5 большую постоянную времени и сигнал в них нарастает медленнее, Полезный и ложные сигналы с выходов фильтров ) поступают на входы соответствующих формирователей 2 пачек импульсов, на 20 выходах которых формируются пачки импульсов, соответствующие полезному (фиг.2 z) и ложным (фиг.2 ) сигналам,.

Пачки импульсов с выходов формирователей 2 пачек импульсов поступают на 25 входы формирователей 4 старт-импульсов и формирователей 3 стоп-импульсов. Примером практической реализации формирователя 2 пачки импульсов, формирователя 4 старт-импульсов и формирбвателя 3 стоп-импульсов могут служить примененные в известном устройстве двухканальный амплитудный анализатор и схема формирования мерного интервала, Первым на выходе со- 35 ответствующего формирователя 4 стартимпульсов появляется старт-импульс полезного сигнала (фиг.2e), проходящий через открытый коммутатор 5 старт-импульсов, в качестве которого 40 может быть использован, например, ключ, и вызывающий срабатывание блока 6 управления коммутацией, В качестве блока 6 управления коммутацией может быть использован, например, 45 триггер. Блок 6 управления коммутацией вырабатывает управляющий сигнал (фиг,2к), который поступает на коммутатор 7 стоп-импульсов и на коммута тор 8 пачки импульсов и открывает M эти коммутаторы. В качестве коммутаторов 7 и 8 могут быть использованы, например, ключи. На открытый коммутатор 7 стоп-импульсов в конце пачки импульсов поступает стоп-импульс 55 (фиг,2 ), Старт-импульсы, сформированные в каналах полезного и ложных сигналов, с выходов соответствующих коммутаторов 5 старт-импульсов поступают на сумматор 9 старт-импульсов.

Первым через сумматор 9 старт-импульсов проходит старт-импульс полезного сигнала (фиг.2eI и вызывает срабаты- . вание блока 12 управления коммутацией, в качестве которого может быть использован, например, триггер ° Блок

12 управления коммутацией вырабатывает управляющий сигнал (фиг,2л), который поступает на все И блоков 5 коммутацией старт-импульсов и запирает их, Таким образом, через коммутатор 5 старт-импульсов проходит только первый старт-импульс, т,е. старт-импульс полезного сигнала, а старт-импульсы ложных сигналов через запертые коммутаторы 5 старт-импульсо» не проходят на соответствующие блоки 6 управления коммутацией и не вызывают их срабатывания, Соответствующие ложным сигналам коммутаторы 7 стоп-импульсов и коммутаторы 8 пачек импульсов остаются запертыми и не .пропускают стоп-импульсы (фиг,2 1) и пачки импульсов (фиг.2 } ложных сигналов. Старт-импульс полезного сигна. ла с выхода сумматора 9 старт-импуль. сов поступает на измеритель временно го интервала 13 и запускает его, Одновременно с выхода соответствующего коммутатора 9 пачки импульсов на сумматор 11 пачек импульсов .поступает пачка импульсов, соответствующая полезному сигналу, С выхода сумматора

1! пачек импульсов пачка импульсов поступает на счетчик 14 импульсов, который осуществляет счет числа импульсов в пачке импульсов. В конце пачки импульсов коммутатора 7 стоп-импульсов, соответствующего полезному сигналу, на сумматор 10 стоп-импульсов поступает стоп-импульс (фиг,2 ), который проходит сумматор )0 стоп-импульсов и поступает затем на вход стоп-импульса измерителя 13 временного интервала, ос. танавливая измерение временного интервала. Таким образом, на выходе измерителя 13 временного интервала появляется информация о величине временного интервала между старт-импульсом и стоп-импульсом, а на выходе счетчика импульсов — информация о числе импульсов в пачке ° Обе информации поступают на внешние устройства, например, электронно-вычислительную машину, где происходит вычисление частоты измеряемого сигна1233058 ла. Стоп-импульс с выхода коммутатора 7 стоп-импульса поступает на блок

6 управления коммутацией, которая возвращается в исходное состояние и запирает коммутаторы 7 и 8, Стоп-импульс с выхода сумматора 1О стоп-импульсов поступает на блок l2 управления коммутацией старт-импульсов, который отпирает все g коммутаторов !О старт-импульсов. После этого устрой- ство готово к приему и обработке очередного сигнального импульса, пришедшего на любой частоте в пределах перекрываемого устройства частотного !5 диапазона.

Формула и э о б р е т е н и я

Устройство для дискретного измере.- 20 ния частоты сигнала лазерного доплеровского измерителя скорости, содержащее !! фильтров, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены N 25 формирователей пачки импульсов, .формирователей стоп-импульсов, И формирователей старт-импульсов, !! коммутаторов старт-импульсов, и коммутаторов пачки импульсов, N блоков управ- ЭО ления коммутацией, сумматор старт-, импульсов, сумматор стоп-импульсов, . сумматор пачки импульсов, блок управления коммутацией старт-импульсов, измеритель временных интервалов и счетчик импульсов, причем вход устройства соединен с входами 1! фильт ров, а к выходу каждого из И фильтров подключен формирователь пачки импульсов, выход каждого из,N форми- 4О рователей пачки импульсов соединен с входом коммутатора пачки импульсов„ с последовательно соединенными формирователем старт-импульсов и коммутатором старт-импульсов и с последовательно соединенными формирователем стоп-импульсов и коммутатором стопимпульсов, выход каждого из N коммутаторов старт-импульсов подключен к входу соответствующего блока управления коммутацией, а выход каждого из N блоков управления коммутацией . подключен к второму входу каждого из блоков коммутации пачки импульсов и к второму входу каждого из N коммутаторов стоп-импульсов, выход каждого иэ 3 коммутаторов стоп-импуль" сов подключен к второму входу каждого иэ N блоков управления коммутацией, выход каждого из N коммутаторов старт"импульсов подключен к соответствующему входу сумматора стартимпульсов, выход которого подключен к входу блока управления коммутацией старт-импульсов и к входу старт-импульсов измерителя временных интерва" лов, твыход блока управления коммутацией старт-импульсов подключен к вто. рому входу каждого из .N блоков коммутации, выход каждого иэ 1 коммутаторов стоп-импульса подключен к соответствующему входу сумматора стопимпульсов, выход которого подключен к входу стоп-импульсов измерителя временных интервалов и к второму входу блока .управления коммутацией, выход каждого иэ коммутаторов пачки импульсов подключен к соответствующему входу сумматора пачек импульсов, выход которого подключен к входу счетчика импульсов,,1233058

Составитель В, Новоселов

Техред О.Сопко Корректор M.Ñàìáoðñêàÿ

Редактор О, Головач

Подписное

Заказ 2764/46 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

П оизводственно-полиграфическое предприятие,, р

r Ужго од ул. Проектная, 4 р