Н. Ф. Николенко. Основы теории РЭБ. М., Воениздат, 1987 (1083410), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Для запоминания я хранения применяются устройства фоторсгистрации сигналов с экранов электронно-лучевых трубок, магнитные и цифровые запоминающие устройства. Измерение параметров радиосигналов возможно с использо. ваписм цифровых, аналоговых и комбинированных устройств. Упрощенная структурная схема цифрового измерителя параметров радиосипгала (устроигтва цифровой обработки — УЦО) представлена па рнс. 4.1. Измеритель состоит из приемного тракта (ПТ), аналого-цнфроного преобразователя (АЦП), блока цифровых вычислений (БЦВ) и блока управления (БУ).
ибх иг — б 7 67 Рис. 4.1. Уяроьчеияаи структурная схема устройства цифровой обработки сигналов В приемном тракте осуществляются прием, усиление и селекция радиосигналов в заданной полосе несущих частот. Операция преобразования аналоговой величины параметра сигнала в цифровую форму выполняется в АЦП. Измерение величины параметра производится в БЦВ.
Алгоритм вычислений задается БУ. Выбор способа регистрации определяется требуемым быстродействием. Аналоговые устройства измерения вычисляют значения параметров сигналов, являющиеся непрерывной функцией значений исходного сигнала. Комбинированные устройства измерения параметров сигналов содержат в различных сочетаниях аналоговые и цифровые измерители.
Ограничимся кратким рассмотрением этих методов с учетом специфики РТР. 4.2. ЦИФРОВЫЕ УСТРОНСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ При цифровой обработке аналоговую величину а(1) необходимо преобразовать в цифровой код (рис. 4.2).
Такое преобразование осуществляется квантованием (дискретизацией) величины Рис. 4.2. Дискретизация сип.алов по времепи и уроввям а(1) по времени и уровням. Чем меньше интервал дискретизации Тл, тем точнее отображается исходная функция а(1) и меньше ошибки квантования по времени. Однако, при этом увеличивается и объем обрабатываемой информации, что требует увеличения как объема памяти, так и быстродействия устройства обработки информации. 4.2.1. Измерение длительности импульсов Для измерения длительности импульсов применяется метод счета тактовых (эталонных) импульсов в течение времени действия входного импульса (сигнала). Счет импульсов обычно производится двоичным цнфрошям счетчиком, причем; Гтс. 4.3. Графики, пояснмошие принцип лейстппя цифрового измерителя Ллительиости импульсов — перед поступлением каждого входного импульса счетчик устанавливается в нулевое состояние ОО...О; — поступление тактовых импульсов иа вход счетчика происходит после появления импульса и1)0 (рис.
4.3) и прекращается после пропадания импульса иь т р,асс.мсугмсо Для регистрации импульсов, повторяющихся с частотой тт, длительность которых изменяется от импульса к импульсу, используется устройство, структурная схема которого показана на рис. льс люльки Ф(пробой код мг 69 4.4. 3 .. Здесь' входной импульс и„подается на дифференцирующую цепь (ДЦ). Импульс и,)0 устанавливает триггер в положение, при котором схема И открывает доступ тактовым импульсам нз на вход счетчика. Импульсы и, с выхода ДЦ подаются также на ограничитель сверху, пропускающий только импульс и,<0, который инвертируется схемой НЕ.
Положительный импульс с выхода этой схемы устанавливает триггер Т„в положение, при котором схема И прекращает поступление импульсов на вход счетчика. Число импульсов„ зафиксированное в счетчике, пропорционально длительности измеряемого импульса. Сформированный в счет- Рис. 4.4. Цифровой измеритель длительности импульсов чике цифровой код считывается через вентили В, и р и воздействии на них импульса считы в а н ия из н передается в другое устройство для дальнейшей обработки информации.
Дл я подготовки всего устройства к о б р а бот ке следующего входного сигнала и,л ел~уж ит импульс из с выхода Л Зз ( рис. 4 .3 и 4 .4 ), которьш устанавливает счетчик в исходное нулевое состоя ние 00...0. Тактовые (эталонные) импульсы вырабатываются высокостабильным генератором тактовых импульсов (ГТИ) с псриодом повторения Т,. Длительность измсрснного импульса тижгиТт. Наибольшая методическая ошибка в измерении длительности импульса равна периоду Т, тактовых импульсов. Относительная вели- чипа этой ошибки Если длительность измеряемых импульсов т =1 мкс, а допустимая величина ошибки д,(0,1, то для получения указанной точности потребуются тактовые импульсы с весьма малым пернодом повторения Тт "т3йу=0,1 мкс (1т=!0 МГц) и соответствен- но весьма малой длительностью — около 10 — 20 нс.
При большой же длительности измеряемых импульсов возникают трудности кон- струирования ЛЗ. — -. ) 4.2.2. Измерение периода следования импульсов Структурная схема цифрового измерителя периода следования импульсов изображена на рис. 4.5, 4.8, Основными элементами устройства являются; генератор тактовых импульсов (ГТИ), счетчик тактовых импульсов, схемы И, управляюц1яй триггер Т» и вентили В, считывания цифрового кода. Гконсч) (ночоло) Ци ррсбой код число Рис. 4.5. Измеритель периода следования импульсов Работа рассматриваемого устройства иллюстрируется временными диаграммами (рис. 4.6). Рис.
4.6. Гряфики, поясняюзиие принцип действия измерителя периода следовгния импульсов и 'ркввврим„Вв»,гдд () . АЦ дввл л клгуц Вг. "в» "вх 4.2.3. Измерение периода сииусоидальиых колебаний Вихр() ы клЮУ' 70 ГТИ вырабатывает периодическую (с периодом Т,) последовательность положительных импульсов. Короткий импульс ив, возникающий одновременно с началом анализируемого процесса, длительность которого подлежит измерению, переключает триггер Т У» управляющий схемой И, в состояние, при котором схема И пропускает импульсы ат на вход счетчика импульсов (триггер То). С этого времени производится счет тактовых импульсов до момента появления импульса и„фиксирующего окончание анализируемого процесса.
Импульс и„подается на другое плечо триггера Т и У переключает его, в результате чего схема И закрывает доступ тактовых импульсов на вход счетчика. Счет импульсов на этом заканчивается. Цифровой код числа Л», поступивших на вход счетчика тактовых импульсов определяет длитальпость Т процесса (с точностью 'примерно до периода Т, длительность Т=)У'Т,).
Полученный в счетчике циФровой код числа )т» считывается посредством вентилей В„ управляемых импульсом считывания. Число разрядов счетчика выбирается исходя из требуемой точности измерения и наибольшей длительности Т=Т„„,г измеряемого интервала времени. Число разрядов должно удовлетворять нераВЕНСтэу 2 )Л иаиб= Тиа»»б/Тт. При измерен|и периода сипусоидальпых колебаний Та могут использоваться цифровые измерители, рассмотрсппьгс раисе. В процессе измерения Т„необходимо выделить границы периода по моментам переходов синусопдального колебания через нуль. Эта операция осуществляется усилителем-формирователем (УФ), структурная схема которого приведена на рис. 4.7, а. Для исключения зависимости длительности от амплитуды необходимо увеличить крутизну колебания в области переходов через нуль.
Это достигается за счет усиления сигнала в усилителе (У), его ограничения в ограничителе (Ог.) на определенном-уровне (рис. 4.7, б) н дифференцирования полученного сигнала дифференцирующей цепью ДЦ. Для управления работой последующего ключа (К,) обычно используют типовой узел (рис. 4.7, в), на вход которого через диоды Д проходят только импульсы отрицательной полярности, на последние реагируют триггеры Т,. При достаточно больших значениях коэффициента передачи усилителя форма ограниченного сигнала близка к прямоугольной, т. е. можно считать, что передний фронт импульсов после дифференцирующей цепи (ДЦ) практически совпадает с моментами перехода измеряемого напряжения через нулевой уровень (рис. 4.7, б).
Рис. 4Л. Г;труктурная схема устройства измерения вериода синусоидальных колебааий (а), его временная диаграмма работы (б) и структурная схема типового триггервого узла (в) Вариант структурной схемы устройства измерения гериода Т„ показан на рис. 4.8, а. В устройстве используется заполнение периода Тх импульсами опорной частоты !о от генератора импульсов ГИ (рис. 4.8, б). Если на счетчик ЦС поступило Аг импульсов, то Г„=ИГ =7т'([. Относительная погрешность квантования в процентах Т)иан =100(гт'=100 Го)Та=100(„)1о, т. е. растет прямо пропорционально (я ПоэтомУ вуеменное пРеобРазование пРименимо длн измеРения параметров только низкочастотных процессов (примерно до 1000 Гц). Нижний предел по частоте определястся емкостью счетчика, например, при )т'„,„=!.1Оа и (с=! 10' Гц !"„;в=! Гц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
