Способ регистрации момента перехода через максимум импульсного однократного сигнала произвольной формы с неплоской вершиной

 

ч r

О П И C А" Н -И" Е „,790172

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 06.01.75(21) 2093587/18-21 (5! ) М. Кл, 3

H 03 К 5/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет до делам изобретений и открытий

ОпУбликовано 23.12.80. Бюллетень №47 (53) УДК321.374..24 (088.8),Д,ата опубликования описания 25. 12.80 (72) Авторы изобретения

В. П. Головков, А. И. Голышев и В. А. Фоминов (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ МОМЕНТА ПЕРЕХОДА

ЧЕРЕЗ МАКСИМУМ ИМПУЛЬСНОГО ОДНОКРАТНОГО

СИГНАЛА ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ С НЕПЛОСКОЙ

ВЕРШИНОЙ

Ь Фт

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения момента перехода через максимум импульсных однократных сигна Ъ лов, не имеющих плоской вершины,.например импульсов треугольной формы.

Известен способ, основанный на однократном или двукратном дифференцировании исследуемого сигнала с последующим определением момента пересечения npot0 дифференцированным сигналом нулевой ли.нии, который соответствует моменту перехода исследуемого сигнала через максимум ° $1) .

Недостатком известного способа явля15 ется большая погрешность определения момента перехода через нуль продифференцированного сигнала из-за того, что фронты исследуемых сигналов изменяются в широком диапазоне длительностей, Погрешность определения момента перехода через максимум может быть уменьшена в случае, если имеется предварительная информация о длительности фронта

2 исследуемого сигнала и можно воспользоваться набором дифференцирующих .ячеек используя каждую для сигнала с соответствующей длительностью фронта, Наиболее близким по технической cymности к предлагаемому является способ регистрации момента перехода через мак-", симум импульсного однократного сигнала произвольной формы, не имеющего плоской вершины, с- изменяющейся ампли-тудой в широком диапазоне, характеризующийся тем, что задерживают регистрируемый сигнал на фиксированное время, сравнивают регистрируемый сигнал с задержанным, измеряют временной интервал между фиксированной точкой отсчета и моментом равенства регистрируемого и задержанного сигналов, вычитают иэ измеренного интервала половину времени задержки.

Время .- задержки 4 выбирается иэ условия

0172 4 емого и ограниченного сигналов будет .постоянно, усиливают в заданное число раз, например до первоначальной амплитуды.

5 На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы.

Функциональная схема устройства включает в себя блок 1 задержки и блок 2 управления порогом ограничения, подключенные ко входу схемы, ограничитель 3, подключенный к выходам блоков 1 и 2, усилитель 4, соединенный с ограничителем 3, к выходу которого подключены блок 5 задержки и блок 6 сравнения, ко второму входу которого подключен выход блока 5 задержки, формирователь 7, подключенный к выходу блока 6 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Входной регистрируемый сигнал поступает на блок 1 задержки и блок 2 управления порогом ограничения. В зависимости от амплитуды регистрируемого сигнала блок 2 .управления порогом устанавливает в ограничителе 3 требуемый порог ограничения до поступления в него регистрируемого сигнала (напряжение Цп на фиг.

З0 За). Причем независимо от амплитуды . входного сигнала на выходе ограничителем поддерживается одно и то же отношение амплитуд входного и ограничиваемого сигналов. Величина порогового напсигнала.

При такой длительности задержки основной и наложенной на него задержанный сигналы обязательно пересекутся, и по моменту равенства по уровню этих сигналов можно судить о переходе исследуемого сигнала через максимум. Принцип оп ределения момента перехода через максимум поясняется временной диаграммой, представленной на фиг.1.

Так, например, для сигнала, имеющего форму равнобедренного треугольника, момент перехода через максимум отстоит от момента совпадения амплитуд Ф регистрируемого и задержанного сигналов времени t / „ . Время перехода измеряемого 2 сигнала через максимум относительной фиксированной точки отсчета (0) будет равно

Ь =t-Ь/g м з а для сигнала в форме неравнобедренного 2 треугольника момент перехода через максимум 1м отстоит от момента совпадения

35 трируемого сигнала.

3 79 где Ьд — длительность сигнала <р — минимальная длительность фронта, причем б выбирается с учетом минимально возможной длительности фронта амплитуд 4 на время t>t2+Ь1, tc фр Он та.

Как видно из этого описания, точность регистрации момента перехода через максимум сигнала в виде равнобедренного треугольника определяется точностью регистрации временного интервала „ и /g и может быть достаточно высока, в то время как погрешность регистрации перехода через максимум несимметричного сигнала зависит от времени 6.Ь так как при определении Ьц не учитывается и тем больше, чем больше этот времен:ной интервал (2).

Таким образом, недостатком известно.го способа является низкая точность оп ределения момента перехода через максимум сигнала произвольной формы, не имеющего плоской вершины.

Бель изобретения - повышение точности регистрации момента перехода через максимум сигнала произвольной формы.

Цель изобретения достигается тем, что регистрируемый сигнал предварительно ограничивают снизу так, что во всем диапазоне амплитуды регистрируемого .сигнала отношение амплитуд регистриру— время спада: .Ьу - время ряжения выбирается из соображения, что напряжение, поступающее с ограничителя

3 на усилитель 4, превышает порог чувствительности этого усилителя.

Сигнал, превышающий порог ограничения, поступает с ограничителя 3 на усилитель 4, коэффициент усиления которого равен отношению амплитуд входного и ограничиваемого сигнала и усиливается.им до амплитуды, равной амплитуде регисТаким образом, с выхода усилителя 4 снимается сигнал (фиг. 3 5) с длительностью, равной длительности верхней части ограничиваемого сигнала, и амплитудой, равной амплитуде регистрируемого сигнала, т.е. происходит как бы сужение сигнала, а следовательно, уменьшено необходимое время задержки, а также уменьшено и b7, длительность которого уменьшается с уменьшением длительностей фронта и спада сигнала, как показано выше.

5 .790

Преобразованный сигнал с усилителя

4 поступает на блок 5 задержки и блок

-6 сравнения, в котором происходит сравнение амплитуд преобразованного и задержанного сигналов. В момент равенства уровней сигналов с блока 6 сравнения на формирователь 7 поступает импульс, и формирователь 7 формирует сигнал, поступающий на выход блока.

Определение момента равенства уровней 10 сигналов осуществляется путем измерения временного интервала между выходным импульсом формирователя 7 и какой-нибудь фиксированной точкой на временной оси, а момент перехода исследуемого сигнала через максимум, путем вычитания из этого интервала известного временного интервала Ь /2 .

Абсолютная погрешность измерения определяется длительностью временного ин- 20 тервала Д (фиг. 3 б), значительно меньшей длительности временного интервала

Ь 1 (фиг. За).

Уменьшение абсолютной погрешности измерения наглядно демонстрируется с по-> мощью графиков, приведенных на фиг. За, 3 б; В случае, когда сравниваются непреобразованные сигналы (фиг. 3a), абсолютная погрешность определяется временным интервалом Atq, а в случае преобразован-30 ных сигналов (фиг. 3 б) — интервалом ф

Как видно из сравнения этих интервалов

ДЬ 7 Ь р.

Отн ош ение Ь tq / а g може т изме .5 няться от единиц до десятков в зависимости от того, сколько раз производится or172 6 раничение сигнала (однократное, двукратное и т.д. ограничение).

Формула изобретения

Способ регистрации момента перехода через максимум импульсного однократного сигнала произвольной формы с неплоской вершиной, характеризующийся тем, что задерживают регистрируемый сигнал на фиксированное время, сравнивают регистрируемый сигнал с задержанным, измеряют временной интервал между фиксированной точкой отсчета и моментом равенства- регистрируемого и задержанного сигналов, вычитают из измеренного времен- ного интервала половину времени задерж,ки, отличающийся тем,что, ! с целью повышения точности регистрации момента перехода через максимум сигнала> регистрируемый сигнал предварительно ограничивают снизу так, что во всем диапазоне амплитуд регистрируемего сигнала отношение амплитуд регистрируемого и ограничиваемого сигналов .будет постоянно, усиливают в заданное число раз, например до первоначальной амплитуды.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Поманский А. А. и Северный С. А

Дискриминация импульсов в пропорциональном счетчике по времени нарастания -ПТЭ

19/8, N З3,, сo, 51.

2. Блохин А, В. Формирователь длительностей между соседними экстремумами случайных процессов,— ПТЭ, 1972, % 2, с. 83, (прототип).