SU830260A2 - Device for measuring time position of pulses - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к радионави гации и может использоватьс  в прием индикаторах импульсно-фазовых радио навигационных систем (ИФРНС). По основному авт.св. 741212 известно устройство дл  измерени  временного положени  импульса, содержащее последовательно соединенные поло совой фильтр, перестраиваемый режекторный фильтр, блок формировани  отсчетной точки сигнала и измеритель временного положени  импульса, второй вход которого соединен с выходом перестраиваемого режекторного фильтра, блок коррекции, вход которого соединен с первым управл ющим входом перестраиваемого режекторного фильтра, один выход блока коррекции соединен с.вторым управл ющим входом перестраиваемого режекторного фильтра , а другой выход - с третьим входом измерител  временного положени  импульса, при этом режекторный фильт выполнен с регулируемой полосой режекции 1. Однако устройство имеет недостаточную точность при измерении врелюн ного положени  сигналов, излучаеьвлх в виде временной последовательности, Цель изобретени  - повышение точности измерени . Цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  временного положени  импульса, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр, пepecтpaивae BJй режекторны  фильтр, блок формировани  отсчетной точки сигнала и измеритель временного положени  импульса, второй вход которого соединен с выходом перестраиваемого режекторного фильтра, блок коррекции, вход которого соединён с первым управл ющим входом перестраиваемого режекторного фильтра, один выход блока коррекции соединен с вторым управл ющим входом перестраиваемого режекторного фильтра, а другой выход - с третьим входом измерител  временного положени  импульса, этом режекторный фильтр выйолиен с регулируемой полосой режекции, введены формирователь стробов и последовательно соединенные источник опорного напр жени  и ключ, выход которого соединен с дополнительным входом блока коррекции; а управл ющий вход через формирователь стробов соединен с выходом измерител  временного положени . На фиг.1 представлена структур- на  схема устройства на фиг.2 - графики , иллюстрирующие работу устройства . Устройство содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 1, перестраиваемый режекторный фильтр 2, блок 3 формировани  отсчетной точки сигнсша, измеритель 4 временногоположени  импульса, блок 5 коррекции, формирователь б стробов, источник 7 опорного напр жени  и ключ 8, Устройство работает следующим образом. На вход f режекторного фильтра 2 от антенны через полосовой фильтр 1 поступает последовательность импульсных сигналов (фиг.2 а) с несущей частотой fo и -помеха с несущей частотой f, пбпадающей в полосу пропускани  полосового фильтра 1. Фильтр 2 настра иваетс  из своего крайнего положени  (например, нгтЯ| несущую частоту помехи (ц fn) Происходит, подавление помехи и одновременно с этим иска жение полезных сигналов. Частота наст ройки, Фильтра 2 однозначно определ етс  управл ющим напр жением Uii, поступающим на его первый вход. Отфильтрованные от помехи полезные импульсные сигналы с выхода фильтра 2 поступают на входы измерител  4 временного положени  импульса, причем на первый вход - через блок 3 формировани  отсчетной точки сигнала, а на второй - непосредственно с выхода фильтра 2. В блоке 3 формировани  отсчетной точки из огибающей полезног сигнала фирмируетс  напр жение, имеющее в пределах переднего фронта импул са переход через нуль - отсчетную точ ку . В измерителе 4 временного положени   осуществл етс  измерение временного положени  импульса Грубо по временному положению его отсчетной точки,и Точно по фазе его высокочастотного заполнени  в району отсчетной точки.. Искажени  полезного сигнала, выз-у ванные прохождением сигнала через фильтр 2 и взаимным вли нием сигналов , вызывают смещение временного положени  отсчетной точки и уменьшение соотнс иени  сигнал/шум, что снижает точность измерени . Точность из мерени  тем выше, чем стабильнее временное положение отсчетной точки сигнала и чем больше соотношение сиг нал/шум в районе отсчетной точки у сигнала поступающеххз на второй вход измерител  4 временного положени . Дл  повышени  точности измере11и  слу жат формирователь 6 стробовг источни 7 опорного напр жени , ключ 8 и блок 5 коррекции, на первый вход которого подаетс  управл к цее напр жение Uy, на дополнительный вход - опорное нгш жение UOH от источника 7 опорного апр жени  через ключ 8, который упавл етс  измерителем 4 временного оложени  через формирователь 6 строов .. В блоке 5 коррекции формируетс  .. орректирующее напр жение (,(Uy, и,п ) , которое с первого ыхода блока 5 коррекции поступает на второй управл ющий вход фильтра 2, измен   его полосу режекции (,. При поступлении полезного импульсного сигнала на вход измерител  4 временного положени  на его выходе, подключенном к формирователю 6 сТробов, формируетс  короткий запускающий импульс, временное положение которого соответствует началу полезного сигнала ( см.фиг. 2 б). Запускающий импульс поступает на вход формировател  6 стробов, в котором происходит формирование стробов - Видеоимпульсов,длительность которых примерно равна длительности полезного сигнала (см.фиг.2 в). Сформированные в формирователе 6 стробы поступают на управл ющий вход ключа 8 и запирают его на врем  действи  полезного импульса. При зтом в блок 5 коррекции поступает одно управл ющее напр жение U, и работа предлагаемого устройства во врем  действи  полезного сигнала происходит аналогично работе известного устройства. В этом случае в блоке 5 коррекции формируетс  корректирующее напр жение (из) , которое с первого выхода блока 5 коррекции поступает на второй управл ющий вход фильтра 2, измен   его полосу режекции по закону .У(Оу). (1) Так как между управл ющим напр жением Uy и частотой настройки f фильтра 2 существует жестка  св зь, то закон изменени  полосы режекции имеет вид , .Ц (и,,)К,.,.Ч (ц ) , (2) либо в зависимости от величины расстройки фильтра 2 (Af)., ,(3) ,где afu расстройка фильтра 2 относительно несущей частоты полезного сигнала А „ „- fo .(4) Зависимость полосы режекцииг1 F от величины расстройки д „ во врем  действи  полезного сигнала, обеспечивающа  стабилизацию временного положени  отсчетной точки и увеличение соотнс иени  сигнал/шум в районе отсчетной точки, .представлена на фиг.2 е. Полоса режекции уменьшаетс  при уменьшении, модул  величины расстройки /, либо, что тоже самое, при приближении частотыThe invention relates to radio navigation and can be used in receiving indicators of pulse-phase radio navigation systems (IFRS). According to the main auth. 741212 discloses a device for measuring the temporal position of a pulse, comprising a series-connected bandpass filter, a tunable notch filter, a unit for forming a signal reading point and a temporal position meter for the pulse, the second input of which is connected to the output of the tunable notch filter, a correction unit, the input of which is connected to the first control Tunable notch filter input, one output of the correction unit is connected to the second control input of the tunable notch filter Iltra, and another output with the third input of the pulse temporal position meter, while the notch filter is made with an adjustable notch band 1. However, the device has insufficient accuracy when measuring the temporary position of signals emitted in the form of a time sequence. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement. The goal is achieved in that a device for measuring the temporal position of a pulse, containing a series-connected band-pass filter, a BJ notch filter, a signal forming point generating unit and a pulse temporal position meter, the second input of which is connected to the output of a tunable notch filter, a correction unit whose input connected to the first control input of the tunable notch filter, one output of the correction unit is connected to the second control input of the tunable notch An orient filter and another output with the third input of the pulse temporal position meter, this notch filter is controlled with an adjustable notch band, a gate driver and serially connected reference source and a key, the output of which is connected to the auxiliary input of the correction unit, are inserted; and a control input through the gate driver is connected to the output of the time position meter. Figure 1 shows the structural diagram of the device in figure 2 - graphs illustrating the operation of the device. The device contains a series-connected band-pass filter 1, a tunable notch filter 2, a signaling point shaping unit 3, a pulse temporal position meter 4, a correction unit 5, a strobe driver 7, a reference source 7 and a switch 8, The device operates as follows. The input f of the notch filter 2 from the antenna, through the bandpass filter 1, receives a sequence of pulse signals (Fig. 2a) with carrier frequency fo and interference with carrier frequency f, which falls into the passband of the bandpass filter 1. Filter 2 is adjusted from its extreme position (for example, NCI | carrier frequency interference (q fn) Occurs, suppresses the interference and at the same time distorts the useful signals. The tuning frequency of Filter 2 is uniquely determined by the control voltage Uii received at its first input. Filtered from Interference useful pulse signals from the output of the filter 2 are fed to the inputs of the meter 4 of the temporal position of the pulse, and to the first input through the block 3 forming the reference point of the signal, and the second directly from the output of the filter 2. In block 3 forming the reference point from the envelope of the useful signal A voltage is produced that has a zero-point transition within the leading edge of an impulse. A measuring position is measured in Meter 4 in the Temporal Position. Coarse in the Temporary Position e reference point, and exactly the phase of its high-frequency filling in the reference point region. Distortions of the useful signal caused by the signal passing through filter 2 and the mutual influence of signals cause a shift in the temporal position of the reference point and a decrease in the signal-to-noise ratio, which reduces the accuracy of the measurement. The accuracy of measurement is the higher, the more stable the temporal position of the signal reference point and the greater the signal-to-noise ratio in the region of the reference point for the signal coming from the second input of the meter 4 of the time position. To improve the accuracy of measurement, the shaper 6 of the voltage reference source 7, the key 8 and the correction unit 5 are used, the first input of which is controlled by the voltage Uy, and the auxiliary input is the reference voltage UOH from the source 7 of the reference apr through the key 8, which is controlled by the temporal position gauge 4 via the shaper 6 shaper. In the correction unit 5, a correction voltage (, (Uy, and, n) is formed, which from the first output of the correction unit 5 is fed to the second control input of the filter 2 by changing its notch band (,. When a useful pulse signal arrives at the input of the meter 4, the temporary position at its output, connected to the shaper 6 s, a short triggering pulse is formed, the temporal position of which corresponds to the beginning of the useful signal (see figure 2 b). The trigger pulse arrives at the shaper 6 input. in which the formation of gates occurs - Video pulses, the duration of which is approximately equal to the duration of the useful signal (see Fig. 2c). The gates formed in the imaging unit 6 arrive at the control input of the key 8 and lock it for the duration of the useful pulse. In this case, one control voltage U arrives in the correction unit 5, and the operation of the proposed device during the operation of the useful signal occurs similarly to the operation of the known device. In this case, in the correction unit 5, a correction voltage (from) is formed, which from the first output of the correction unit 5 is fed to the second control input of the filter 2, changing its notch band according to the law U. (Oy). (1) Since there is a rigid connection between the control voltage Uy and the setting frequency f of filter 2, the law of variation of the notch band has the form, (c), (), (2) or depending on the magnitude of the detuning of the filter 2 (Af).,, (3) where afu the detuning of the filter 2 relative to the carrier frequency of the useful signal A „„ - fo. (4) The dependence of the rejection band 11 F on the magnitude of the detuning d „during the operation of the useful signal, providing stabilization of the temporal position of the reference point and an increase in the signal-to-noise ratio in the region of the reference point. 2 is put on e. band rejection is reduced at reduction, modulation detuning / or, equivalently, with the frequency of the approximation

настройки ff, к несущей частоте полезного сигнала fо .settings ff, to the carrier frequency of the useful signal fo.

Смещение д t временного положени  отсчетной точки, сформированной на переднем фронте полезного импульсного сигнала, зависит как от частотынастройки фильтра 2 {f ), так и от .ширины полосы режекции фильтра 2The offset d t of the temporal position of the reference point formed at the leading edge of the useful pulse signal depends both on the frequency setting of the filter 2 (f) and on the width of the notch of the filter 2

(aF) . Причем смещение дЪ увеличиваетс  как при расширении полосы режекции дР, так и при приближении частоты настройки fj, к несущей частоте полезного сигнала f, т.е. при уменшении модул  величины расстройки . Поэтому при изменении полосы режекции фильтра 2 (лГ) в зависимости от &f по заданному закону(aF). At the same time, the offset db increases both when the notch band dR is expanded and when the tuning frequency fj approaches the carrier frequency of the useful signal f, i.e. with a decrease in the magnitude of the detuning value. Therefore, when changing the band rejection filter 2 (LG), depending on the & f according to a given law

(фиг.2 е) во врем  действи  полезного сигнала.величина смещени  t временного положени  отсчетной точки, сформированной на переднем фронте сигнала-, остаетс  посто нной(Fig. 2e) during the operation of the useful signal. the offset t of the temporal position of the reference point formed at the leading edge of the signal- remains constant.

(At Atg const) и не зависит от величины расстройки. Это посто нное смещение atg вводитс  в измеритель 4 временного положени  дл  координации . Дл  этого третий вход измерител  временного положени  соединен со вторым выходом блока 5 коррекции.(At Atg const) and does not depend on the magnitude of the detuning. This constant displacement atg is inserted into the 4 time position meter for coordination. For this, the third input of the temporal position meter is connected to the second output of the correction unit 5.

Поскольку в предлагаемом устройстве полоса режекции лГ уменьшаетс  при уменьшении модул  величины расстройки (фиг.2 е), то не происходит , также как и у известного устройства , заметного уменьшени  амплитуды в районе отсчетной точки у сигнала , поступающего на второй вход измерител  4 с выхода фильтра 2.Since, in the proposed device, the LG rejection band decreases as the modulus of detuning decreases (FIG. 2e), then, as with the known device, a noticeable decrease in amplitude around the reference point of the signal arriving at the second input of the meter 4 from the filter output does not occur. 2

Дл  исключени  взаимного вли ни  полезных импульсных сигналов в предлагаемом устройстве после окончани  дестви  полезного сигнала происходит расширение полосы режекции фильтра 2 до максимального значени . Дл  этого после окончани  действи  полезного импульсного сигнала и до прихода следующего с выхода формировател  6 стробов на управл ющий вход ключа i 8 поступает нулевой сигнал (см.фиг. 2.в), который отпирает ключ 8. В этом случае в блок 5 коррекции поступают два напр жени : И-у и оп блоке 5 коррекции осуществл етс  суммирование этих напр жений.To eliminate the mutual influence of the useful pulse signals in the proposed device, after the end of the useful signal, the notch band of filter 2 is expanded to the maximum value. To do this, after the validity of the useful pulse signal has expired and before the 6 strobes of the generator 6 output from the output, the control input of the i 8 key receives a zero signal (see Fig. 2.c), which unlocks the key 8. In this case, in the correction block 5 two stresses: the Yy and op block 5 of the correction is the summation of these voltages.

Так как напр жение UQH намногобольше Uy f то сумма , примерно равн етс  13 , При этом выходное напр жение блока 5 коррекции уже не зависит от частоты настройки фильтра 2 , а посто нна и максимальноSince the voltage UQH is much larger than Uy f, the sum is approximately equal to 13, In this case, the output voltage of the correction block 5 is no longer dependent on the tuning frequency of the filter 2, but constant

(Uon) икорп,лч. (5)(Uon) icorp, lh. (five)

Полоса режекции фильтра 2 при этом также не зависит от частоты настройки f 1 , а посто нна и макси (и альнаThe notch band of filter 2 is also independent of the tuning frequency f 1, but constant and maxi (and

дР К., 5-6 кГц, (6) (см.фиг.2 г ).dR K., 5-6 kHz, (6) (see Fig.2 g).

Расширение полось) режекции фильтра 2 до максимашьного значени  после окончани  действи  полезного сигнала сокращает более , чем в 10 раз по Expansion of the edge of the filter 2 notch to the maximum value after the end of the useful signal reduces by more than 10 times

0 сравнению с известным длительность переходного процесса, возникающего при прохождении сигнала через фильтр 2 при малых величинах его расстройки . Поскольку задний фронт .полезных импульсов сигналов на выхо5 де фильтра 2 в устройстве не зат иут (см.фиг.2 д), то исключаетс  вли ние первых сигналов на последующие. Передние фронты полезных сигналов в предлагаемом устройстве не искажены пре0 дыдущими сигналами. Отсутствует дополнительное смещение временного положени  отсчетной точки, вызванное взаимным вли нием импульсов, улучшаетс  по сравнению с известным соЬт5 ношение сигнал/шум. Все это повышает по сравнению с известным точность определени  временного положени  сигналов, излучаемых в виде временной последовательности; импульсов (например, сигналов ИФРНС Лоран -С). 0 compared with the known duration of the transition process that occurs when a signal passes through filter 2 at small values of its detuning. Since the back front of the useful pulses of signals at the output of filter 2 in the device is not delayed (see Fig. 2 d), the influence of the first signals on the subsequent ones is excluded. The leading edges of useful signals in the proposed device are not distorted by the previous signals. There is no additional displacement of the temporal position of the reference point caused by the mutual influence of the pulses, which is improved compared with the known signal-to-noise ratio. All this increases, as compared with the known accuracy, the determination of the temporal position of signals emitted in the form of a time sequence; pulses (for example, signals of the IFRS of Loran-C).

0 Кроме того, предлагаемое устройство уменьшает искажени  полезных импульсных сигналов при наличии сигналов ИФРНС с другой частотой следовани , так как задние фронты этих сигналов 0 In addition, the proposed device reduces the distortion of useful pulse signals in the presence of IFRS signals with a different frequency, since the falling edges of these signals

5 не зат нуты и веро тность искажени  ими передних фронтов полезных импульсных сигналов значительно меньше, чем у известного.5, the probability of the distortion of the leading edges of useful pulse signals by them is much less than that of the known ones.

00

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР 741212, кл, G 01 S 3/10,h 04 В 1/10 03.07.78 (прототип).1. USSR author's certificate 741212, class, G 01 S 3/10, h 04 B 1/10 03/07/78 (prototype). VOnVon HH