SU1651240A1 - Method for determining parameters of exponential radio and video pulses and device therefor - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электро- радйоизмерени м и может найти применение в аналоговых процессорах сигналов, анализаторах радио- и видеоимпульсов.The invention relates to radio measurements and can be used in analog signal processors, radio and video pulse analyzers.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет возможности определени  коэффициента затухани ,, частоты несущей и амплитуды огибающей, повышение потенциальной помехоустойчивости и точности определени  параметров экспоненциальных радио- и видеоимпульсов.The purpose of the invention is to expand the functionality due to the possibility of determining the attenuation coefficient, carrier frequency and envelope amplitude, increasing the potential noise immunity and accuracy of determining the parameters of exponential radio and video pulses.

Па фиг. 1 представлена схема уст- ргйства дл  осуществлени  способа, if ,3 - графики, иллюстрирующие способ определени  параметров экспозе чциальных радио- и видеоимпульсов соответственноPa figs. 1 is a diagram of an apparatus for implementing the method, if, 3 are graphs illustrating a method for determining exposure parameters of radio and video pulses, respectively.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 операционные усилители, к инверсным входам которых подключены соответственно первый 3 и второй |4 резисторы, при этом первый 5 и вто рой 6 интегрирующие конденсаторы подключены к инвертирующему входу первого операционного усилител , а хр тий интегрирующий конденсатор 7 - к инвертирующему входу второго операционного усилител  2, а также подключенные параллельно интегрирующим конденсаторам 5-7 соответственно первый 8, второй 9 и третий 10 разр дные ключи, вторые выводы первого 5 и второго интегрирующих конденсаторов подключены соответственно через первый 11 и второй 12 выпр мительные диоды к выходу первого операционного усилител  1, второй вывод первого резистора 3 соединен с вторы выводом второго резистора 4 через квадратор 13, вторые выводы интегрирующих конденсаторов 5-7 через коммутатор 14 напр жени  и аналого- цифровой преобразователь 15 подключены к входу блока 16 управлени  и вычислени .The device contains the first 1 and second 2 operational amplifiers, to the inverse inputs of which are connected the first 3 and second | 4 resistors, the first 5 and the second 6 integrating capacitors are connected to the inverting input of the first operational amplifier, and the integrating capacitor 7 is connected to the inverting input of the second operational amplifier 2, as well as the first 8, second 9 and third 10 bit switches connected in parallel to the integrating capacitors 5-7, the second outputs of the first 5 and second integrating switches to The capacitors are connected respectively through the first 11 and second 12 rectifying diodes to the output of the first operational amplifier 1, the second terminal of the first resistor 3 is connected to the second terminal of the second resistor 4 through the quadrant 13, the second terminals of the integrating capacitors 5-7 through the voltage switch 14 and analog a digital converter 15 is connected to the input of the control and calculation unit 16.

Существо способа измерени  состоит в использовании интегральных оценок импульсных сигналов, что обуславливает высокую помехоустойчиThe essence of the measurement method is the use of integral estimates of pulse signals, which causes a high noise immunity.

вость, а также эффективное подавление собственных шумов электронных компонентов.efficiency, and also effective suppression of own noise of electronic components.

Радиоимпульс описываетс  математическим выражениемThe radio pulse is described by a mathematical expression.

Ep(t)Bmp.exp(-Bp-t) sin(G)t), а видеоимпульсEp (t) Bmp.exp (-Bp-t) sin (G) t), and the video pulse

) Ема ехР Математические основани  способа дл  радиоимпульса состо т в замене несобственных интегралов от экспоненциально-тригонометрических функций времени табличного вида It, 1% и Ij определенными интегралами от входного импульса Е, ЕЈ и Ej с верхним пределом интегрировани  (временем интегрировани ) Тй, достаточным дл  затухани  импульса с заданной степенью точности) Ema exP The mathematical basis of a radio pulse method consists in replacing improper integrals of exponential-trigonometric functions of the table type It, 1% and Ij with definite integrals of the input pulse E, E Е, and Ej with an upper limit of integration (integration time) Tj sufficient for pulse attenuation with a given degree of accuracy

г 0000r 0000

11 1 (JJEp(t) dt+jEp(t)dt) 11 1 (JJEp (t) dt + jEp (t) dt)

ООOO

ЕМР &+Ц ЯStfdj Е EMP & + C YaStfdj E

со то .(j|Ep(t) dt-/Ep(t)dt) 5О Гwith that. (j | Ep (t) dt- / Ep (t) dt) 5О Г

СОWITH

-Тгбр/ю- tgb / s

- i;7Јr V  - i; 7Јr V

fcE3.fcE3.

n..n ..

Ископые значени  параметров радиоимпульса получаютс  из указанной системы трех уравнений.The fossil values of the radio pulse parameters are obtained from the indicated system of three equations.

II

Дл  видеоимпульса, искомые параметры также наход т, замен   известные табличные несобственные интегралы от экспоненциальной функции времени определенными интегралами соFor a video impulse, the sought parameters are also found, replacing the known tabular improper integrals of the exponential function of time with certain integrals with

14 )dl ,14) dl,

(или Е(or E

,Ј, если ЕМ0 0),, Ј, if EM0 0),

15 V27ib E3лt15 V27ib E3lt

Дл  простоты везде полагаетс , что посто нные времени интегрировани одинаковы, равны условно единице.For simplicity, it is always assumed that the constant integration times are the same, conditionally equal to one.

Дл  вычислени  указанных пара метров видеоимпульса можно использовать и другие соотношени , в частности , вместо квадрата разности модулей первого и второго интегра™ ла использовать квадрат значени  интеграла, отличного от нул  (дл  видеоимпульсов).Other ratios can be used to calculate the indicated parameters of the video pulse, in particular, instead of the square of the difference between the modules of the first and second integrals, use the square of the value of the integral other than zero (for video pulses).

Вид исследуемого импульса показан на фиг.2а, на фиг.26 - сигнал на выходе интегратора, осуществл ющего интегрирование положительных полуволн радиоимпульса. На фиг.2в - выходной сигнал интегратора, интегрирующего отрицательные полуволны радиоимпульса , на фиг .2г - выходной сигнал на выходе интегратора, осуществл ющего интегрировачие квадрата напр жени  входного радиоимпульса .The type of pulse under study is shown in Fig. 2a, in Fig. 26, the signal at the integrator output, which integrates the positive half-waves of the radio pulse. In Fig. 2b, the output signal of an integrator integrating the negative half-waves of a radio pulse, in Fig. 2g the output signal at the output of an integrator implementing an integrating square of the voltage of the input radio pulse.

Как следует из графиков на фиг.2а к концу времени интегрировани  Тц, достаточного дл  затухани  входного радиоимпульса до уровн  собственных ыумов аппаратуры, на выходе трех интеграторов имеютс  некоторые значени  напр жени  Е, Ej и Е близкие к асимптотическим, конечным.As follows from the graphs in Fig. 2a, at the end of the integration time Tc, which is sufficient to attenuate the input radio pulse to the level of its own equipment, at the output of the three integrators there are some values of the voltage E, Ej, and E close to asymptotic, finite.

Аналогично, на фиг.За показан общий вид исследуемого входного видеоимпульса , на фиг.36 - график текущих значений интеграла от положительных значений входного сигнала, на фиг.Зв - то же, от отрицательных значений входного сигнала, наSimilarly, FIG. 3a shows a general view of the input video pulse under study, FIG. 36 is a graph of the current values of the integral from positive values of the input signal, FIG. 3b is the same, from negative values of the input signal, to

фиг.Зг - текущие значени  интеграла от квадрата входной величины.Fig. 3g shows the current values of the integral of the square of the input quantity.

Как видно из фиг.26,в и 36,в- отличие радиоимпульса от видеоимпульса состоит в том, что у радиоимпульса оба интеграла Е. и Е% имеют ненулевое значение, в то врем  как у видеоимпульса один из первых двух интегралов Е{ или Eg равен нулю (с точностью до некоторой, наперед заданной малсй величины, обусловленной инструментальными погрешност ми элементов устройств). Таким образом, иметс  четкий критерий, позвол ющий идентифицировать вид сигнала: радиоимпульс или видеоимпульс.As can be seen from Figs. 26, and 36, the difference between a radio pulse and a video pulse consists in the fact that both integrals E. and E% have a non-zero value for a radio pulse, while one of the first two integrals E {or Eg has a non-zero pulse. is equal to zero (up to a certain predetermined small value due to instrumental errors of the elements of the devices). Thus, it has a clear criterion to identify the type of signal: a radio pulse or a video pulse.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При поступлении исследуемого импульса на вход устройства блок 16 вырабатывает сигнал управлени  разр дными ключами 8 - 10. Последние замыкаютс , разр жают конденсаторы 5-7 и затем размыкаютс  (возможна и ина  последовательность операций управлени : ключи 8-10 можно держать замкнутыми до момента пост плен   им-- пульса, а затем сразу же разомкнуть),When a test pulse arrives at the device input, unit 16 generates a control signal for bit switches 8–10. The latter are closed, discharges capacitors 5–7 and then opens (another sequence of control operations is possible: keys 8–10 can be kept closed until post-captivity im - pulse, and then immediately open),

Q Начинаетс  такт интегрировани . На конденсаторах 5 и 6 нарастает напр жение , пропорциональное скольз щему интегралу от положительной и отрицательной пол рностей входного напр жени , на конденсаторе 7 нарастает напр жение, пропорциональное скольз щему интегралу квадрата входного напр жени , В момент времени Ту по сигналу блока 16 коммутатор 14 подключает вход АЦП 15 последовательно к катоду диода 11, акоду диода 12 и выходу операционного усилител  2; производитс  аналого-цифровое преобразование и числовые эквиваленты ин-Q The integration cycle begins. On capacitors 5 and 6, the voltage is proportional to the sliding integral of the positive and negative polarities of the input voltage, and the voltage across the capacitor 7 is proportional to the sliding integral of the input voltage square. At the time T of the unit 16, switch 14 connects the input of the ADC 15 sequentially to the cathode of the diode 11, the diode 12 diode and the output of the operational amplifier 2; Analog-to-digital conversion and numerical equivalents of in-

5 тегралов EI, ЕЈ, Е3 поступают на вход блока 16, где производитс  вычисление коэффициента затухани  несущей частоты и определение вида импульса. Возможно также определение максимальноQ го значени  огибающей радиоимпульсаThe 5 tags EI, EЈ, E3 are fed to the input of block 16, where the calculation of the attenuation coefficient of the carrier frequency and the determination of the type of pulse are performed. It is also possible to determine the maximum Q value of the radio pulse envelope.

и амплитуды видеоимпульса.and amplitudes of the video pulse.

II

Врем  Т ц выбираетс  из услови  достаточного затухани  входного импульса .The time T c is selected from the condition of sufficient attenuation of the input pulse.

5five

00

5five

00

5five

00

5five

Claims (1)

1. Способ определени  параметров экспоненциальных радиоимпульсов и видеоимпульсов по косвенным значени м , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, повышени  точности и помехоустойчивости, производ т измерение двух интегралов от положительной и отрицательной полуволны |исследуемого экспоненциального импульса в течение периода времени,достаточного дл  затухани  входного импульса с заданной степенью точности, одновременно измер ют третий интеграл от квадрата значени  входного импульса за тот же период времени, по значени м интегралов вычисл ют несущую частоту, коэффициент затухани  н амплитуду огибающей-радиоимпульса по формулам,1. The method of determining the parameters of exponential radio pulses and video pulses by indirect values, characterized in that, in order to expand functionality, improve accuracy and noise immunity, two integrals are measured from the positive and negative half-wave | exponential pulse under study for a period of time sufficient to attenuate the input pulse with a given degree of accuracy, simultaneously measure the third integral of the square of the input pulse for the same time. od of time, to values of integrals calculated by the carrier frequency, the attenuation rate of n-rf pulse amplitude envelope of the formulas Р-4 ПЁ7гта- - i.|b| i,0Р-4 ПЁ7гта- - i. | B | i, 0 Е 3E 3 4 E7HE7I 4 E7HE7I ч . Е ( In тгh E (In tg )) ,а коэффициент затухани  и амплитуду видеоимпульса по формуламand the attenuation coefficient and amplitude of the video impulse by the formulas В0 в 2. . ;B0 to 2.. ; ТТ - 9 . М6 ЛTT - 9. M6 L Е-3E-3 |Е,| E, где 63- частота несущей,where 63 is the carrier frequency, Е - интеграл положительной полуволны ; E is the integral of the positive half-wave; Е Ј - интеграл отрицательной полуволны исследуемого инпульса$ Е з интеграл квадрата значени E Ј is the integral of the negative half-wave of the investigated impulse $ E is the integral of the square value входного импульсаJ В р - коэффициент затухани ,1 ЕМ р - амплитуда огибающей радиоимпульса;input pulse J B p - attenuation coefficient, 1 EM p - amplitude of the radio pulse envelope; В g- коэффициент затухани  видеоимпульсаIn g - the attenuation coefficient of the video pulse EWЈ амплитуда видеоимпульса. 2„ Устройство дл  определени  параметров экспоненциальных радиоим- чг,льсов и видеоимпульсов, содержащее аналого-цифровой преобразователь грехвходовой коммутатор, блок управлени  и вычислени , о т л и ч а ю- д е е с   тем, что, с целью повышени  точности и расширени  функциональных возможностей, в него введены -два операционных усилител ,квадратор два выпр мительных диода, два постоEWЈ amplitude of the video pulse. 2 "A device for determining parameters of exponential radio-signals, pulses and video pulses, containing an analog-to-digital converter, an inlet switch, a control and computation unit, which is designed so as to increase accuracy and functionality, two operational amplifiers are introduced into it, a quadrant of two rectifying diodes, two constant 5five 00 5five 00 5five 00 5five  нных резистора, три интегрирующих конденсатора и три управл емых разр дных ключа, причем неинвертирующие входы обоих операционных усилителей соединены с общей шиной устройства , инвертирующий вход первого операционного усилител  через первый резистор подключен к входной клемме устройства, анод первого диода соединен с катодом второго диода и с выходом первого операционного усилител , первый и второй выводы первого и второго конденсаторов подключены соответственно к катоду первого и аноду второго выпр мительных диодов, вторые выводы первого и второго конденсаторов соединены с инвертирующим входом первого операционного усилител , вход квадратора подключен к входу устройства, через второй выход квадратора резистор соединен с инвертирующим входом второго операционного усилител , выход третьего операционного усилител  через третий конденсатор подключен к ее инвертирующему входу, первый, второй и третий разр дные 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 усилител  соединен с третьим входом коммутатора, выход коммутатора соединен с входом аналого-цифрового преобразовател , выход аналого-цифрового преобразовател  подключен к входу блока управлени  и вычислени , выходы управлени  которого подключены к управл ющим входам разр дных ключей коммутатора и ана- лого-цифрового преобразовател , информационный выход блока вычислени  и управлени   вл етс  информационным выходом устройства.three resistors, three integrating capacitors and three controlled bit switches, the non-inverting inputs of both operational amplifiers are connected to the common bus of the device, the inverting input of the first operational amplifier is connected through the first resistor to the input terminal of the device, the anode of the first diode is connected to the cathode of the second diode and the output of the first operational amplifier, the first and second terminals of the first and second capacitors are connected respectively to the cathode of the first and the anode of the second rectifying diodes, the second The first and second capacitors are connected to the inverting input of the first operational amplifier, the quad input is connected to the device input, the resistor is connected to the inverting input of the second operational amplifier via the second output of the quad, the third operational amplifier through the third capacitor is connected to the inverting input, first, second and second the third bit switches are connected in parallel to the first, second, and third capacitors, the cathode of the first diode is connected to the first input of the switch, the anode of the second diode yes connected to the second input of the switch, the output of the second operational amplifier is connected to the third input of the switch, the switch output is connected to the input of the analog-digital converter, the output of the analog-digital converter is connected to the input of the control and calculation unit, the control outputs of which are connected to the control inputs of the bit the switch keys and the A / D converter; the information output of the calculation and control unit is the information output of the device. Фиг. 2FIG. 2 АЮAyu tf  tf