Измеритель скорости сложного движения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (n)81334 7

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид- ву (22) Заявлено 140679 {21} 2782254/18-09 с присоединением заявки ¹ я)м. к.

G 01 S 13/58

Государствен инй комитет

СССР ио делам йзобретеиий и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621 ° 396..96 (088 ° 8) Опубликовано 1 50381. Бюллетень Н9 10

Дата опубликовани я описания 1 503Â 1 (72) Авторы изобретения

В еЛ а Филь и Е iA i Масалитин

Физико-технический институт низких темп

АН Украинской CCP (73) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ СЛОЖНОРО ДВИЖЕНИЯ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при разработке радиоаппаратуры для медицинских исследований, например, в ультразвуковой кардиологии.

Известен измеритель скорости сложного движения, содержащий генератор непрерывных колебаний, излучатель, приемный элемент, соединенный с приемником, выход которого подключен к двум синхронньм детекторам, к вторым входам которых подключен выход генератора непрерывных колебаний, две цепи из последовательно соединенных фильтра нижних частот и дифференцирующего блока, блок деления (1j.

Однако известный измеритель имеет недостаточную точность измерения скорости сложных объектов, Цель изобретения — повьтиение точности измерения скорости сложных объектов.

Для этого в измеритель скорости сложного движения, содержащий генератор непрерывных колебаний, излучатель, приемный элемент, соединенный с приемником, выход которого подключен к двум синхронным детекторам, к вторым входам которых подключен выход генератора непрерывных колебаний, две цепи иэ последовательно соединенных фильтра нижних частот и дифференцирующего блока, блок деления, введены последовательно соединенные импульсный модулятор и высокочастотный ключ, два блока временной селекции, два перемножителя, вычитающий блок и стробируемый квадратор, причем выход генератора непре" рывных колебаний подключен к излучателю через второй вход высокочастотного ключа, выходы синхронных детекторов через блоки временной селекции подключены к фильтрам нижних частот, 15 выходы которых подключены к входам перемножителей противоположных цепей, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих дифференцирующих блоков, а выходы подключены че20 рез вычитающий блок.к входу блока деления, второй вход которого соединен с выходом стробируемого квадратора первый вход которого соединен с выходом приемника, а второй — с выходом

25 импульсного модулятора и с вторыми входами блоков временной селекции.

На чертеже представлена структуРная электрическая схема предлагаемо30 го измерителя.

813347

Измеритель содержит генератор 1 непрерывных колебаний, высокочастотный ключ 2, импульсный модулятор 3, излучатель 4, приемный элемент 5, приемник 6, синхронные детекторы 7 и.

8, блоки 9 и 10 временной селекции, Фильтры 11 и 12 нижних частот, дифференцирующие блоки 13 и 14, перемножители 1 5 и 16 вычитающий блок 17, блок 18 деления с стробируемый квадратор 19.

Измеритель работает следующим образом.

С выхода генератора 1 непрерывные синусоидальные колебания подводятся к высокочастотному ключу 2, который под воздействием импульсоз, поступающих с импульсного модулятора 3, формирует радиоимпульсы, частота повторения которых выбирается примерно на порядок больше по сравнению с возможной допплеровской частотой. Сфор- Щ мированные радиоимпульсы подводятся к излучателю 4 и излучаются в нап-. равлении исследуемого объекта. Отраженный объектом сигнал принимается приемньм элементом 5 и после усиления приемником 6 подается на входы двух квадратурно настроенных синхронных детекторов 7 и 8, на которые, в качестве опорного, поступает также непрерывное напряжение с выхода генератора 1, Импульсные сигналы с выходов синхронных детекторов 7 и 8 поступают на блоки 9 и 10 временной селекции, на которых с помощью поступающих от импульсного модулятора

3 строб-импульсов, выделяются и за.поминаются на период следования импульсоз сигналы, отраженные от выбранной части облучаемого объекта, С помощью Фильтров ll и 12 низких частот из спектра сигналов устраня- 40 ются составляющие, имеющие частоту, кратную частоте модуляции излучаемых сигналов. После дифференцирования блоками 13 и 14 сигналы поступают на перемиожители 15 и 16, где перемножаются с непродифференцированными сигналами другого канала и поступают на вычитающий блок 17, Полученная разность сигнал: в поступает на вход числителя блока 18 деления, на вход знаменателя которого от стробируемого квадрата 19 подается сигнал, равный квадрату амплитуды сигнала с выхода приемника 6. С выхода заявляемого усфзойства снимается сигнал, процесс получения которого математически

55 может быть представлен следующим образомм.

Сигналы с выхода синхронных детекторов 7 и 8 разны ч =v ()э1 ке()

1) о

И =FLU (4)COS(2КВ()+Ч), З О где К - волновой вектор звука в среде, 1 )() — перемещение исследуемого 65 объекта, d. и % — учитывают разницу амплитуд и фаэ сигналов. После диф- ференцирования сигналов дифференцирующими блоками 13 и 14 получаем

U =() (t)S1tl2КЕ()+и (4)2yV(t)CoS2

u = 1.о ()соз(гке(ъ)+ч)-d.u,(l)ãk.v(+)

>515 j2k6(t)+ g).

После перемножения перемножителями

15 и 16, выделения разности в вычитающем блоке 17 и деления в блоке

18 получим на выходе устройства

f 1 о - () — о ° ()

2 а КЧ(+) сов Ч. оо (+)

Поскольку величина U2 (t) всегда знао копостоянна и отлична от нуля, выполнение аналогового деления не вызывает трудностей.

Таким образом, выходной сигнал с точностью до постоянного множителя пропорционален мгновенной скорости исследуемого объекта.

Следовательно предлагаемое устройство, обеспечивая селекцию сигналов, отраженных от различных объектов (частей сложных объектов), устраняя ошибки, связанные с неточной фазировкой сигналов допплеровской частоты и зависимостью их амплитуд от времени, позволяет определить скорость движения сложных объектов с более высокой точностью по сравнению с известными.

Формула иэобретения

Измеритель скорости сложного движения, содержащий генератор непрерывных колебаний, излучатель, приемный элемент, соединенный с приемником, выход которого подключен к двум синхронным детекторам, к вторым входам которых подключен выход генератора непрерывных колебаний, две цепи иэ последовательно соединенных фильтра нижних частот и диф- .

Ференцирующего блока, блок деления, отличающийся тем, что, с целью повиаения точности измерения скорости сложных объектов, введены последовательно соединенныв импульсный модулятор и высокочастотный ключ, два блока временной селекции, два перемножителя, вычитающий блок и стробируемый квадратор, причем выход генератора непрерывных колебаний подключен к излучателю через второй вход высокочастотного ключа, выходы синхронных детекторов через блоки временной селекции подключены к фильтрам нижних частот, выходы которых подключены к входам перемножителей противоположных цепей, вторые входы которых соединены с выходами соответствующих дифференцирующих блоков, а выходы подключе813347

Составитель Е. Погиблов

Техред И.Кощтура Корректор Г. Назарова.Редактор K. Волощук

Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 768/58

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ны через вычитающий блок к выходу блока. деления, второй вход которого соединен с выходом стробируемого квадратора, первый вход которого соединен с выходом приемника, а второй — с выходом импульсного модулятора и с вторыми входами блоков временной селекции. источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 91301579, кл. G 01 S 9/44, 29 ° 12.72. (прототип),