КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

Полезная модель относится к области измерительной техники и может использоваться для регистрации параметров периодических импульсных сигналов.
Известен компенсационный измеритель параметров периодических импульсных сигналов [1], включающий последовательно соединенные задающий генератор (ЗГ), регулируемую схему сдвига строб-импульсов, генератор стробов, схему сравнения на туннельном диоде (ССТД), схему совпадения, блок управления (БУ) цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), блок индикации уровня сигнала (БИУС), а также включающий источник исследуемого сигнала (ИИС), схему регулируемой задержки (СРЗ), причем вход ИИС связан с выходом ЗГ, а выход - со вторым входом ССТД, третий вход которой подключен ко второму выходу ЦАП, второй выход генератора строб-импульсов соединен со входом СРЗ, выход которой связан со вторым входом схемы совпадения.
Данный компенсационный измеритель позволяет определять текущие уровни (амплитуды) импульсных периодических сигналов. Однако недостатком данного компенсационного измерителя является его недостаточное быстродействие и зависимость скорости получения оценок параметров от производительности ЦАП. Высокопроизводительные ЦАП отличаются дороговизной, а обычные типовые ЦАП имеют недостаточное быстродействие. В компенсационном измерителе [1] частота ЗГ, определяющая частоту циклов компенсации, зависит от скорости изменения параметров источника компенсирующего сигнала, т.е. от производительности ЦАП.
Задачей полезной модели является уменьшение времени, потребного для измерения параметров периодических импульсных сигналов, при сохранении точности измерения.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в известный компенсационный измеритель параметров периодических импульсных сигналов [1] предлагается дополнительно ввести тактовый генератор, цифровой формирователь временных интервалов (ЦФВИ), блок индикации временного положения сигнала (БИВПС) и второй блок управления, первый выход которого предлагается связать с входом первого БУ, а второй выход - со вторым входом цифрового формирователя временных интервалов, первый вход которого предлагается соединить с выходом тактового генератора, первый выход - со входом генератора стробов, а второй выход - со входом БИВПС, причем выход ССТД предлагается подключить к первому входу второго БУ, а выход ЗГ - к второму входу второго БУ.
На чертеже представлена структурная схема компенсационного измерителя параметров периодических импульсных сигналов.
Компенсационный измеритель параметров периодических импульсных сигналов содержит цифровой формирователь временных интервалов (ЦФВИ) 1, генератор стробов 2, БИУС 3, блок индикации временного положения сигнала (БИВПС) 4, ССТД 5, ЦАП 6, второй БУ 7, первый БУ 8, ЗГ 9, ИИС 10 и тактовый генератор 11. При этом второй БУ 7, первый БУ 8, ЦАП 6 и БИУС 3 связаны последовательно. Также последовательно соединены ЗГ 9, ИИС 10 и ССТД 5. Кроме того, последовательно соединены тактовый генератор 11, ЦФВИ 1 и генератор стробов 2. Второй выход второго БУ 7 подключен ко второму входу ЦФВИ 1, второй выход которого подключен ко входу БИВПС 4. Выход ЗГ 9 связан со вторым входом второго БУ 7, первый вход которого подключен к выходу ССТД 5, третий вход которой связан со вторым выходом ЦАП 6, а второй вход - с выходом генератора стробов 2.
Предлагаемый компенсационный измеритель параметров периодических импульсных сигналов работает следующим образом.
Задающий генератор 9, как и в прототипе [1], вырабатывает высокостабильные периодические импульсные сигналы. Сигналы ЗГ 9 используются ИИС 10 и вторым БУ 7 как синхронизирующие. Сигналы, вырабатываемые ИИС 10, поступают на первый (сигнальный) вход ССТД 5. На третий же (компенсирующий) вход ССТД 5 приходят выходные сигналы ЦАП 6 (с его второго выхода). В схеме сравнения на туннельном диоде 5 в момент поступления на нее разрешающего строба с выхода генератора стробов 2 пришедшие сигналы ИИС 10 и ЦАП 6 сравниваются между собой. Их разность Δ может быть знакопеременной (иметь знак «+» или «-»). Знак полученной разности Δ с выхода ССТД 5 подается на первый вход второго БУ 7.
Блок 7 по полученному знаку разности Δ формирует сигнал управления, который со второго выхода блока 7 поступает на второй вход ЦФВИ 1. В зависимости от знака разности Δ и величины (кода) соответствующего сигнала управления (из блока 7) ЦФВИ 1 в моменты поступления на его первый вход сигналов тактового генератора 11 синтезирует интервалы времени (а точнее, сигналы, параметры которых пропорциональны интервалам времени), измененные по сравнению с ранее использующимися интервалами (сигналами). Величина и направление изменения определяются соответственно величиной и знаком разности Δ. Сигналы временных интервалов (1-й выход блока 1) определяют временную расстановку и длительность стробов на выходе генератора стробов 2, которые разрешают работу по сличению сигналов в ССТД 5.
Изменение порядка стробирования ССТД 5 сигналами (стробами) блока 2 происходит до тех пор, пока знак разности не пропадет, т.е. пока сигналы ЦАП 6 и ИИС 10 не выровняются за счет изменения сигнала ЦАП 6 под действием управляющего сигнала из первого БУ 8. В момент выравнивания сигналов второй БУ 7 прекращает воздействовать (сигналами своего 2-го выхода) на изменение временных интервалов в ЦФВИ 1 и формирует сигнал «остановки», который с первого выхода второго БУ 7 через первый БУ 8 стабилизирует сигналы ЦАП 6.
При отсутствии исследуемого сигнала компенсационный сигнал для ССТД 5 полностью формируется в ЦАП 6. При наличии исследуемого сигнала величина компенсационного сигнала ЦАП 6 изменяется пропорционально величине исследуемого сигнала. Эта разница воспроизводится (регистрируется, визуализируется) в БИУС 3 по величине сигнала первого (кодового) выхода ЦАП 6. А временные характеристики исследуемого сигнала фиксируются (инджицируются) с помощью БИВПС 4 по сигналам второго выхода ЦФВИ 1.
Скорость реакции ЦФВИ 1 и последующего измененного временного стробирования ССТД 5, приводящего к балансу компенсационного и исследуемого сигналов, определяется в измерителе периодом (частотой) повторения импульсов на выходе тактового генератора 11. Быстродействие и высокая точность измерения исследуемых сигналов, являющиеся следствием повышения частоты циклов компенсации, являются очевидным преимуществом предлагаемого измерителя по сравнению с прототипом [1]. К тому же увеличивается число регистрируемых параметров исследуемого сигнала.
Сущность предложенного в полезной модели нового технического решения заключается в том, что при подобном построении устройства повышается скорость измерения параметров исследуемого периодического сигнала и увеличивается число регистрируемых параметров.
Новые элементы измерителя широко известны в радиотехнике [2-4], что подтверждает осуществимость технического предложения.
Предлагаемый компенсационный измеритель параметров периодических импульсных сигналов целесообразно использовать в радиотехнической аппаратуре контроля импульсных периодических сигналов, в том числе в радиолокационных комплексах, станциях, телевизионной технике, аппаратуре технической диагностики, стендах проверки и технического обслуживания импульсной техники.
Источники информации
1. А.С. СССР №472299 от 30.05.1975 г. МПК G01R 19/04. Приоритет 25.02.1974 г. Бюллетень 1975 №20 (прототип).
2. Кузьмин С.З. Цифровая обработка радиолокационной информации. М., Сов. радио, 1967.
3. Яковлев В.Н. и др. Справочник по импульсной технике. Киев: Техника, 1970.
4. Справочник по радиоэлектронным устройствам: Т.1 / Под ред. Д.П.Линде. М.: Энергия, 1978.