Помехозащищенное устройство для измерения амплитуды импульсных сигналов
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советскнк
Социвлистическик
Республик
<в690399 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено110777 (21) 2508467/18-21 (51)м. Кл.
G 01 R 19/04 с присоединением заявки Йо
Государствеииый комитет
СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УДК 821. З17.7 (088.8) Опубликовано 051079, Бюллетень HP 37
Дата опубликования описания 05.1 079 (72) Авторы изобретения
Ю.М. Коршунов и A. В, Симкин (71) Заявитель
Рязанский радиотехнический институт (54) ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
АМПЛИТУДЫ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ!
Изобретение относится к области. -. измерения амплитуды и ширины импульсных сигналов со случайным интервалом следования в условиях действия искажающих помех и может быть испольэо5 вано в системах телемеханики с комбинированными импульсными видами модуляции, измерительной технике и радиолокации.
Известны устройства для измерения амплитуды импульсных сигналов, содержащее формирователи импульсов с равной амплитудой и усилитель (1 1, Известные устройства являются малопригодными в условиях помех.
Наиболее совершенным является помехоэащищенное устройство для измерения амплитуды импульсных сНгНалов, содержащее интегрирующий кон- 2О денсатор f2 j.
Данное устройство обладает следующими недостатками:
1. Для фиксирования начала и конца интервала интегрирования к схеме должны подводиться соответствующие сигналы синхронизации, поэтому данное устройство может использоваться только для измерения амплитуды импульсов с фиксированными началом ЗО и окончанием каждого импульса, т.е. оно не применимо для импульсов со случайными моментами прихода и окончания импульсов. Для устранения этого недостатка желательно дополнить данное устройство устройством статистического обнаружения интервала существования импульса в условиях действия искажающих помех, которое позволит определять моменты начала и окончания каждого импульса, а следовательно, может быть использовано для подключения интегрирующей
RC-цепи на время существования импульса.
2. Измерение амплитуды импульса в помехах производится путем разряда емкости С (накопителя) на малое сопротивление после окончания интервала интегрирования, что приводит к разряду емкости С и к потере интегрирующей кС-цепью информации об амплитуде очередного импульса. Таким образом, амплитуда каждого импульса измеряется независимо от амплитуды предыдущих соседних импульсов, что делает необходимыми устанавливать очень малую постоянную времени интегрирующей кС-цепи, чем снижается точность!
>903 99 рi, с»
Т! . измерения амплиту«цы "i!:Ieульс В ус лавиях действия пОI!ех -:,е>(атер(ь|- а сохранить инфармацию на накап (тельной емкости С интегрирующей )С.:.Цепи да прихода следующего импульса..
Эта позволкт при г(рихаде ачередно га импульс" -.îëüêî добавлять к уже имеющейся информации Об амплитуде поведь>ду(((ега импульса лишь инфарма
I цию об изменении амплитуды последую-ЩеГО импУльса р «I слеДОвательна„. осуществлять интегрирование не па
К аждОМУ ИМПУЛЬС JJ ОТДЕ>1ЬНО р а ПО С
pNH импульсОВ При этом пОстОянная времени интегрирующей 1; С цег!".-1 может быть увеличена и тем самым павь)шена точность измерения амплитуды импульсов В условиях действия
ПОМЕХ, Целью изобретения является повышение точности измерения амплитуды ! импульсов при действии искажающих помех.
Для достижения этой цели в помехазащищенное устройство для измерения амплитуды импульсных сигналов, содержащее интегрирующий конденсатор, дополнительно Введены активное вероятностное реле и нелиней:oe управляемое сопротивление с гиперболическим законам изменения, вход последнего соединен со входом активного вероятно.".тнаРеЛер Bbixo+oM саеДиненнаго c yliРавляющим ВхОдОм нелинеЙИОГО 1рп равляемага сопротивления с гиперболическим закОнОМ нзменениЯр ВыхОД кОтОРОГО пОдключен к ОднОЙ обкладке интегрирующего конденсаторе, другой обкладкой «ооединеннага
НУлевай LiHHGA;
Кроме того, нелинейное сопротивление Выпал IeeHO по мостовой схеме
IlcL четыРех пОлевых TPciHзисто1>ах с
И QK«: HeтраМУ(„ДВЕ Циа Она"" ли которой, обр .(Зованные попарным соединением сток"=- полезь!х транзистОРОВ РазличнОЙ ЛРОВОДимастир соединены са входам и выходом схеМЫ р е ДВЕ ДРУГИЕ ДиагOH аЛК 14ОСТОВОЙ схем(, образованные Непарным соединением истоков палевых транзисторов одинаковой проводимости,. через сваи резисторы подключены к двум
ДЕЛИТЕЛЯМ НаПРЯЖЕНИЯ На РЕЗИСТОРаХр
КаЖЦЫЙ ИЭ KOTOPblX ВКЛЮЧЕН МЕЖДУ средней точкой источника питания и еЕо отрицательнь(м и положительным полюса(ы, при э= îì затворы двух транзисторов мостовой схемы с тт -каналами через стоковый повторитель с р-каналом и неинверткрующий усилитель пО тОяннОГО тОка пОдсОединены к ВыхОд j активнОГО ВерОятнОстного реле, а затворы двух других таанзистарОВ с р-каналами МосТоВоА схе(.ы через Введ нный в схему стакОВЫЙ пОВТОритель c il --каналам и ння ерт нрующнй усилитель (ice To RHHol o
" ах«i По !Т(ОЕ, 1 И((ЕН : Тс.(сжe >i. ВЫХОДУ
; к -, .1В ного В ер>а !, "т нoc" ного Реле:
Сущнocòü изобретения поясняется блок""схемой приведеHHciH на фкГ, 1 . устрой:.т Ва с >стоит ".=-: актив нага
В ероят loc TH".-c. Реле (, уг(равляемаго
I(елннейнага сопротив. -Ления 2 имею.щего гиперболическу>(> зависимость
ЗЕЛИ«(ИНЫ СО1(РОТКВЛЕНИЯ Я (V) Ol
ВЬ .(ОДHG1 O На ПР ЯЖЕНИ« V a Il THB HOI"O
Вероятностного реле, приведенную
На фИГ, 2 р И И>! "B.Г-РЯ ОУ10ЩЕИ Е(стР(ОС-! и
В 3BM(e Н -.;ЫМН Дка Гр«1M( HIbIIi>(> Hcl фИГ, 3: 1(а фк Г „3а ГIОКа зан Вх днаЙ импульсный сиГнал 1: ка" женный помехами; на фнг, 3б:= ONE ." Н аЛ g (с J Hc. В ЫХ ОДЕ а! TH(H Нагc В Е )!Роятнастнаго реле1 на Фиг, 3В ->ЫХОДНОЙ C. ИГ;1ал(L) (. ИН!ТЕГРКР>рЮ= «!е Й E . C; IJ, e rl 11,, Г("Hi Отсутствии на Входе устрой " (фКТ, ) Rl(I>opM«Ù(i(OH(- Ого HM". г(ут.ьса и при сут< т ви я только Одних помех выходное на пряжение активнога Вероятностнога реле 1 Равно Ну лю и Величина нелинейнога сапротквррЕ«-Кя р (тр ) равна бэ К(->НЕ Ч-НОСТИ (фиг. 2), чта соответствует бесконечно большой постоянной Времени интегрирующей ) С -цепи, прк этом интегрирующая 1 :>С-цепь не рсагирует ни на какие изменения входного сигнала (помеху) H ee Выхад1",ая BeilHчина $ ((, ) О. тается HCHie МЕННОЙ: 1(ри появлении информационного импульса со случайным моментам 1(ач алс! (Импульсы 1, с р 4 на фиГ е 3 ) гревышающим порог cpàeIàòbblàHHH ак ивного Вероятностного реле, выходной сигнал V (.) вероятностного реле начинает возрастать, приближаясь к единице, )три этом резка уменьшается величина нелинейного управляемого сопротивления Ж (V) па гипеРболическомУ : àê,îíÓ (фиг.2) р так что постоянная времени интегрирующей )!(С-цепи становится малой и емкость 3 заряжается до значения, равного амплитуде информационнога импульса. При исчезновении инфоРмационного импульса напряжение ,((t) на вь>ходе активного вероятностнога реле снижается до значения близкого к нулю, что вызывает резкое возрастание величины Я (Ч) нелинейного сопротивления, а следовательно, увеличение постоянной времени интегрирующей Р С-цепи да бесконечности. Благодаря ВТОМу .емкрсть 3 интегрирующей цепи не разряжается в паузе между информационными импульсами пОЗ".."Ому ВыхОднОе напряжение U (4) этой ЯС-цепи сохРаняет постоянное значение, равное 890399 амплитуде предшествунхцего импульса. Ксли амплитуда входного сигнала не достигнет значения порога активного вероятностного реле 1, то на такой импульс оно реагировать не будет (импульс 3 на фиг, 3а) и вы- Б ходной сигнал U (1) интегрирующей R С-цепи не изменяется, На фиг. 4 приведена принципиальная схема устройства, на которой показан метод практической реали- . () зации гиперболического закона изменения нелинейного управляемого сопротивления Я (V). Управляемое с вьжода активного вероятностного реле 1 нелинейное сопротивление Я() включает в себя неинвертирующий 2 и инвертирующий 3 усилители постоянного тока. (УПТ),. истоковые повторители, собранные на полевых транзисторах 4 и 5 с р- и и-каналами и резисторах б и 7„ четыре полевых 2О транзистора 8, 9 10 и 11 с П- и р-каналами, включенных по мостовой схеме, а также делители напряжения на резисторах 12, 13 и 14, 15, смещающие рабочие то ки двух транзис- 25 торов с одинаковой проводимостью в область их загирания. Резисторы 16 и 17 служат для создания отрицательной обратной связи транзисторов 8, 9, 10 и 11. Резистор 18 ЗО обеспечивает минимальное значение, Hoc ToRHHoA времени f (Ч) = Я (Ъ") С на интегрирующей R С-цепи. Конденсатор 19 служит для сглаживания помех, искажающих информационные 35 импульсы. При напряжении V (Й) с выхода активного вероятностного реле, равном нулю полевые транзисторы 4 и 5 полностью открыты, так что к базам мостовых полевых транзисторов 8, 9 и 10, 11 приложены запирающие напряжения отрицательной и положительной полярности, под действием которых они полностью закрыты, вследствие чего сопротивление Я (V ) мостовой схемы между ее диагоналями имеет бесконечно большое значение. При увеличении значения напряжения У(й) с выхода активного вероятностного реле 1 через неинвертирующий и @ инвертирующий УПТ 2 и 3 приэакрываются полевые транзисторы 4 и 5 и тем самым уменьшаются запирающие потенциалы на затворах транзисторов 8, 9 и 10, 11. В результате $$ этого сопротивления диагоналей мостовой схемы, образованных попарным. соединением стоков транзисторов различной проводимости, уменьшаются, Гиперболический закон измене- 66 ния сопротивления Я (V) от увеличения напряжения 7 (t) на выходе активного вероятностного реле достигается эа счет нелинейного характера уменьшения перехода исток-сток полевых транзисторов 4 и 5, а также 8, 9 и 10, 11. Уровень сглаживания помех на вершинах информационных импульсов достигается эа счет конечного значения постоянной времени Я. (ч) интегрирующей ЯС-цепи, a п оoсcт оo янство поддержания напряжения в паузе между информационными импульсами достигается за счет бесконечно большого значения этой постоянной времени. Формула изобретения 1, Помехоэащищенное устройство для измерения амплитуды импульсных сигналов, содержащее интегрирующий конденсатор, о т л и ч а ю щ е с я тем, что, с целью повышения точности измерения амплитуды импульсов при действии искажающих помех, в него дополнительно введены активное вероятностное реле и нелинейное управляемое сопротивление с гиперболическим законом изменения, вход последнего соединен со входом активного вероятностного реле, выходом соединенного с управляющим входом нелинейнсго управляемого сопротивления с гиперболическим законом измерения, выход которого подключен к одной обкладке интегрирующего конденсатора, другой обкладкой соединенного с нулевой шиной, 2, Помехозащищенное устройство для измерения амплитуды импульсных сигналов по п.1 о т л и ч а ю-. щ е е с я тем, что нелинейное сопротивление выполнено по мостовой схеме на четырех полевых транзисторах с л — и р-каналами, две диагонали которой, образованные попарным соединением стоков полевых транзисторов различной проводимости, соединены со входом и выходом схемы, а две другие диагонали мостовой схемы, образованные попарным соединением истоков полевых транзисторов одинаковой проводимости, через свои резисторы подключены к двум делителям напряжения на резисторах, каждый иэ которых включен между средней точкой источника питания и его отрицательным и положительным полюсами, при этом затворы двух транзисторов мостовой схемы с...q -каналами через стоковый повторитель с р-каналом и неинвертирующий усилитель постоянного тока подсоединены к выходу активного вероятностного реле, а затворы двух других транзисторов с р-каналами мостовой схемы через введенный в схему стоковый повторитель с а -каналом и инвертируихщий усилитель постоянного тока подсое690399 41иг р z (s) D ПНИИПИ Заказ 5956/42 Подписное Тираж 1090 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Прсектная, 4 динены также к выходу активного вероятностного реле. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 485391, кл, 6 01 Я 29/00,, 1975. 2. Иаковцев A.П. Введенис в цифровую радиотелеметрию, Энергля . И., 1967, с. )25.
