Способ определения параметров экспоненциальных радиоимпульсов и видеоимпульсов и устройство для его осуществления

 

со1оэ советсних социллистичнних

1 КСПИЬЛИН (51)5 С 01 R 27/28. «=3ЯКЮЮЛВИ у Э госудм старинный комитет

AG изОВРетениям и ОТКРитийм (Ри Гннт 00ср

1 (21) 4496994, 21 (22) )1 lu qo (46) 23.05.9 1. Бюл, К! 19 (75) А,Л.Бело. сов (53) 621.317,75 (088.8, (56) Лнкудинов Л.И., Кравец В.И., Семченко Р1.Я, Измерение коэффициента затухатт экспоненциальных радиоимпульсов по реакции реэистивно-емкостного четырехполюс-ика. — Измерительная ..ехника. !988, 6, с.З!--38.

Дкундинов A.È.„ Кравец В.И., СемчеHKo И.Я. Измеритель коэффициента затухания одиночньгх экспоненциальных радио- и видеои -г::ульсов, Измерительная техника, 1988. 8, с. 36-37, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛРЛМЕТРОВ

ЭКСПОИЕНЦИЛЛЬНЫХ РЛДИОИИПУЛЬСОВ И

ВИДЕОИИЧУЛЬСОБ И УСТРОЙСТВО Д1И ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕЯИЯ (573 Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано в аналоговых процессорах сигналов, анализаторах радио- и виГ

1 1

„.Я0„„1651240 А 1

2 деоиипульсов. Цель изобретения — расширен е функциональных возможностей, повышение потенциальной помехоустойчивости и точности определения параметров экспоненциальных радио- и видеоимпульсов. Это достигается путем определения коэффициЕнта затухания, частоты несущей и амплитуды огибающей,. использования интегральных оценок импульсных сигналов, а также исключения мультипликативной погрешности измерения. Для этого в устройство,. содержащее аналого-цифровой, преобразователь 15, трехвходовой коммутатор 14, блок 16 управления и вычисления, введены первый 1 и второй

2 операционные усилители, первый 11 и второй 12 выпрямительные диоды, первый 5, второй 6 и третий 7 конденсаторы, первый 8, второй 9 и третий 10 разрядные ключи, первый 3 и второй 4 резисторы, а также квадратор 13. В устройстве измеряются интегралы Р Е от положительной

Ж

1 651240 и отрицательной полярности исследуемых импульсов, а также интеграл Е от квадрата значения входного имИзобретение относится к электрорадиоизмерениям и может найти применение в аналоговых процессорах сигналов, анализаторах радио- и видеоимпульсов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет возможности определения коэффициента затухания,.частоты несущей и амплитуды огибающей, повышение потенциальной помехоустойчивости и точности определения параметров экспоненциальных радио- и видеоимпульсов.

На фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа, фиг.2,3 — графики„ иллюстрирующие пособ определения параметров экспоненциальных радио- и видеоимпульсов соответственно.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, х инверсным входам которых подключе" 30 .ны соответственно первый 3 и второй ,4 резисторы, при этом первый 5 и вто-! рой 6 интегрирующие конденсаторы подключены к инвертирующему входу первого операционного усилителя, а третий интегрирующий конденсатор 7к инвертирующему входу второго операционного усилителя 2„ а также подключенные параллельно интегрирующим конденсаторам 5 — 7 соответственно первый 8» второй 9 и третий 10 разрядные ключи, вторые выводы первого

5 и второго интегрирующих конденсаторов подключены соответственно через первый 11 и второй 12 выпрями- 45 тельные диоды к выходу первого операционного усилителя 1, второй вывод первого резистора 3 соединен с вторым выводом второго резистора 4 через квадратор 13, вторые выводы интегрирующих конденсаторов 5 - 7 через коммутатор 14 напряжения и аналогоцифровой преобразователь 15 подключены к входу блока 16 управления и вычисления.

Существо способа измерения состоит в использовании интегральных оцесигналов, что обуславливает высокую помехоустойчипульса, а затем по результатам измерения определяют параметры импульсов. 3 ил. вость, а также эффективное подавление собственных шумов электронных компонентов.

Радиоимпульс описывается математическим выражением

Ef)(t)=Exp ехр(-В f) t) з п(С() t), а видеоимпульс

ЕВ() = Е„ехр (-Ев t).

Математические основания способа для радиоимпульса состоят в замене несобственных интегралов от экспоненциально-тригонометрических функций времени табличного вида Х » Хд и Ху определенными интегралами отвходного импульса Е » Е» и Eg с верхним пределом интегрирования (временем интегрирования) Т>, достаточным для затухания импульса с заданной степенью точности

» ()O Оо (1-;

Я

Ем Р„ЕУ Р ) E, ;

1-.е х2= — () fE (t) ас- J E (t)dt)

1 о

Е

-() Sp IQ

М ) g>+g gg /р у»

1-е

2 Я

ХЗ= E (t) t dt=E о Р .l М 4 Б ° (Яг,щ7) 9 °

Искомые значения параметров радиоимпульса получаются из указанной системы трех уравнений.

Для видеоимпульса, искомые параметры также находят, заменяя известные табличные несобственные интегралы от экспоненциальной функции времени определенными интегралами ха =JE < }а = E — - E

0

Ь мв В

8 или Е) если Емв C О), - 2 2

IS =) JE (t)j = E — — — йЕ

) 1. В .1 }ЧВ2 В а

1651240

Для простоты везде полагается, что постоянные времени интегрирования одинаковы, равны условно единице.

Для вычисления укаэанных параметров видеоимпульса можно использовать и другие соотношения, в частности, вместо квадрата разности модулей первого и второго интеграла использовать квадрат значения интеграла, отличного от нуля (для видеоимпульсов).

Вид исследуемого импульса показан на фиг.2а, на фиг.2б — сигнал на выходе интегратора,,осуществляющего интегрирование положительных полувслн р д ";оимпульса, На фиг.2в — выходной сигнал,п.тегратора, интегрирующ го отрицательные полуволны радиоимпульса„ на фиг.-г Выходной сигнал на выходе интегратора, осущеcòçëëþöåга интегрирование квадрата напряжения входногс радиоимпульса.

Как следует из графиков на фиг.2а, к концу времени интегрирования Т достаточного для затуханил входного радиоимпульса до уровня собственных шумов аппаратуры, на выходе трех интеграторов имеются некоторые значения напряжения Е 1, Е и Е, близкие к асимптотическим, конечным.

Аналогична„ на фиг.За показан общий вид исследуемого входного видеоимпульса, на фиг.Зб — график текущих значений интеграла от положительных значений входного сигнала, на фиг.Зв — то же, от отрицательных значений входного сигнала, на фиг.Зг — текущие значения интеграла от квадрата входной величины.

Как видно из фиг.2б,в и Зб,в. отличие радиоимпульса от видеоимпульса состоит в том, что у радиоимпульса оба интеграла Е и Е имеют

1 ненулевое значение, в то время как у видеоимпульса один из первых двух интегралов Е или Е> равен нулю (с точностью до некоторой, наперед заданной малей величины, обусловленной инструментальными погрешностями элементов устройств). Таким образом, имеется четкий критерий, позволяющий идентифицировать вид сигнала: радиоимпульс или видеоимпульс.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении исследуемого импульса на вход устройства блок 16 вы5

30 рабатывает сигнал управления разрядными ключами 8 — 10. Последние замы" каются, разряжают конденсаторы 5 — 7 и затем размыкаются (возможна и иная последовательность операций управления: ключи 8 — 10 можно, ержать замкнутыми до момента поступления импульса, а затем сразу же разомкнуть), Начинается такт интегрирования. На конденсаторах 5 и 6 нарастает напряжение, пропорциональное "скользящему" интегралу от положительной и отрицательной полярностей входного напряжения, на конденсаторе 7 нарастает напряжение, пропорциональное сколь11 зящему интегралу квадрата входного напряжения. В момент времени Т по сигчалу блока 16 коммутатор 14 подключает вход АЦП 15 последовательно к катоду диода 11, аноду диода 12 и выходу операционного усилителя 2 производится аналого-цифровое преобразование и числовые эквиваленты интегралов Е», Е, Е поступают на вход блока 16, где производится вычисление коэффициента затухания несущей частоты и определение вида импульса. Bosможно также определение максимального значения огибающей радиоимпульса и амплитуды видеоимпульса. !

Время Тц выбирается из условия достаточного затухания входного импульса. формула изобретения

1. Способ определения параметров экспоненциальных радиоимпульсов и видеоьжпульсов по косвенным значениям, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, повышения точности и помехоустойчивости, производят измерение двух интегралов от положительной и отрицательной полуволны исследуемого экспоненциального импульса в течение периода времени,достаточного для затухаиил входного импульса с заданной степенью точности, одновременно измеряют третий интеграл от квадрата эначенил входного импульса за тот же период времени, по значениям интегралов вычисляют несущую частоту, коэффициент затухания и амплитуду огибающей -радиоимпульса по формулам

1651240

Е(!

:< |,In -- ) (1 +

20 (д= 4 (ГЕ i --l () . 7

ЕЭ

y) 4, . (1 ((г,,) - к, ),„, (л1

Е Е<

Е3 1Ей

Е = 4

ЙР tE - Е а коэффициент затухания и амплитуду видеоимпульса по формулам

Е ПЕ t -TE l " ,< 1 Е 1Е где Я вЂ” частота несущей, Š— интеграл положительной полу1 волны

E. — интеграл отрицательной нолуволны исследуемого импульса, Е g — интеграл квадрата значения входного импульса, Б (— коэффициент затухания, ЕМ „, -. амплитуда огибающей радиоимпульса, В 8 — коэффициент затухания пицеоимпульса;

Е б- амплитуда вицеоимпульса.

2. Устройство для определения параметров экспоненциальных радиоим,! .-ьсов и видеоимпульсов„ содержащ:. = аналого-цифровой преобразователь

) трехвходовой коммутатор, блок управ-ления и вычисления, о т л и ч а юь-, е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей„ в него введены

-два операционных усилителя,квадратор„, два вынрямительных диода, два постоянных резистора, три интегрирующих конденсатора и три управляемых разрядных ключа, причем неинвертирующие входы обоих операционных усилителей соединены с общей шиной устройства, инвертирующий вход первого операционного усилителя через первый резистор подключен к входной клемме устройства, анод первого диода соединен с катодом второго диода и с выходом первого операционного усилителя, первый и второй выводы первого и второго конденсаторов подключены соответственно к катоду первого и аноду второго выпрямительных диодов, вторые выводы первого и второго конденсаторов соединены с инвертирующим входом первого операционного усилителя, вход квадратора подключен к входу устройства, через второй выход квадратора резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, выход третьего операционного усилителя через третий конденсатор подключен к ее инвертирующему входу, первый, второй и третий разрядные ключи подключены параллельно первому, второму и третьему конденсаторам, катод первого диода соединен с первым входом коммутатора, анод второго диода соединен с вторым входом коммутатора, выход второго операционного усилителя соединен с третьим входом коммутатора, выход коммутатора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу блока управления и вычисления, выходы управления которого подключены к управляющим входам разрядных ключей коммутатора и ана лого-цифрового преобразователя, информационный выход блока вычисления и управления является информационным выходом устройства.

1651240

Е2

1 !!

Е

Составитель Н.Михалев

Редактор С.Патрушева Техред А.Кравчук

Корректор Н.Ренская

Заказ 1605 Тираж 421 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат ."Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101