Устройство для оптимальной обработки сложного сигнала
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНОГО СИГНАЛА по авт. св. № 320020, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения искажения полезного сигнала при скачкообразном лзменении его амплитуды , в него введены функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом формирователя управляющего напряжения, соединенные последовательно элемент задержки, вход которого соединен с выходом управляемого НС-фильтра, первый вьгчитатель , другой вход которого соединен с выходом управляемого НСфильтра , блок вьщеления модуля сигнала , второй вычитатель, другой вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, и формирователь управляющего импульса, выход которого соединен с дополнительным входом формирователя управляющего напряжения, формирователь управляющего напряжения выполнен в виде соединенных последовательно интегрирующего операционного усилителя, вход которого является входом опорного напряжения, и первого ключа, выход которого является выходом, а управляющий вход - входом формирователя управляющегонапряжения, парал (Л лельно конденсатору интегрирующего операционного усилителя включена цепь, образованная последовательным . соединением резистора и второго ключа , управляющий вход которого является дополнительным входом формирователя управляющего напряжения. со ГС
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
Н 03 Н 21/00 (51) 4
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 320020 (21) 3709554/24-09 (22),07.03.84 (46) 15.11.85. Бюл. Р 42 (72) Б.Л. Вишневский (53) 621.501.22(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР
h 320020, кл. Н 03 Н 21/00, 1970. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ
ОБРАБОТКИ СЛОЖНОГО СИГНАЛА по авт. св. h 320020, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьшения искажения полезног6 сигнала при скачкообразном изменении его амплитуды, в него введены функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом формирователя управляющего напряжения, соединенные последовательно элемент задержки, вход которого соединен с выходом управляемого ВС-фильтра, первый вычитатель, другой вход которого соединен с выходом управляемого RC, SU 11 2116 A фильтра, блок выделения модуля сиг нала, второй вычитатель, другой вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, и формирователь управляющего импульса, выход которого соединен с дополнительным входом формирователя управляющего напряжения, формирователь управляющего напряжения выполнен в виде соединенных последовательно интегрирующего операционного усилителя, вход которого является входом опорного напряжения, и первого ключа, выход которого является выходом, а управляющий вход — входом формирователя управляющего напряжения, параллельно конденсатору интегрирующего операционного усилителя включена цепь, образованная последовательным . соединением резистора и второго ключа, управляющий вход которого является дополнительным входом формирователя управляющего напряжения.
1192116
Изобретение относится к оптимальной фильтрации сигналов на фоне шумов и может быть использовано в измерительных приборах, пред1газначенных для измерения (оценки f амплитуд видеосигналов при наличии мешающих сигналов, причем длительность сигналов, время их появления, а также период их повторения заранее неизвестны. 1О
Цель изобретения — уменьшение искажения полезного сигнала при скачкообразном изменении его амплитуды.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для оптимальной обработки сложного сигнала; на фиг. 2 — структурная электрическая схема формирователя управляющего напряжения.
Устройство для оптимальной обра- 20 ботки сложного сигнала содержит пороговый обнаружитель 1, формирователь 2 строба, формирователь 3 управляющего напряжения, управляемый 12Сфильтр 4, элемент 5 задержки, первый 25 вычитатель 6, блок 7 выделения модуля сигнала, второй вычитатель 8, функциональный преобразователь 9, формирователь 10 управляющего импульса, интегрирующий операционный усили- 30 тель 11, первый ключ 12, конденсатор 13 интегрирующего операционного усилителя, резистор 14, второй ключ 15, а также резистор 16 операционного интегрирующего усилителя.
Управляемый RC-фильтр содержит резис-ор 17 RC èëüòðà и конденсатор 18
КС-фильтра.
Устройство для оптимальной обработки сложного сигнала работает сле- щ0 дующим образом.
При разомкнутом втором ключе !5 сигнал "ф на выходе интегрирующего операционного усилителя Il, возбуж- 45 даемого постоянным напряжением U „, нарастает по линейному закону в соответствии с выражением
П,(С) =,„ (С,), (1)
= -0 Beec - Сс 9
50 где С вЂ” текущее время; время начала интегрирования;
Р— сопротивление резистора 16
С вЂ” емкость конденсатора 13.
По сигналу от формирователя 2 55 замыкается первый ключ 12 и сигнал
U () поступает на конденсатор 18 и функциональный преобразователь 9„
Пр-дполагая9 что емкость конденсатора 18 приблизительно линейно зависит от управляющего напряжения, получим
K(t) = Ь ехр 2
8 (5) C(t) = Т 08 7=Ь
U (2)
С>П< где С(С ) — емкос гь конденсатора 8; =+-с — время интегрирования;
С(С)
= — коэффициент пропорциональности.
Таким образом, обеспечивается линейное нарастание постоянной времени
БС-фильтра 4 T(t) = R C(t).
Элемент 5 задержки вырабатывает сигнал у(С- I), где y(t) — выходной сигнал КС-фильтра 4, а время задержки (постоянная величина). На входе блока 7 первым вычитателем 6 фор9 мируется сигнал
Z(t) = у(С) — у(С- ), (3) который используется для обнаружения изменения математического ожидания полезного сигнала на входе ЯС-фильтра 4.
Функциональный преобразователь 9 вырабатывает сигнал r(t), представляющий собой величину 36д(С)9 где
4,!(С) — среднеквадратическое отклонение разности 9(С). Второй вычитатель 8 формирует разность (Л(С) — ЗЬ (С), и если сигнал а(С)1 на выходе блока 7 превышает г(С), срабатывает формирователь 10, вырабатывая короткий импульс, замыкающий второй ключ 15 на время, достаточное для разряда конденсатора 13 через резистор 14. При этом сигнал на вьгходе интегрирующего операционного усилителя ll уменьшается до нуля. После размыкания второго ключа 15 (после окончания импульса формирователя 10 )начинается повторное интегрирование сигнала U p . Если формирователь !О срабатывает в момент t обнаружения изменения математического ожидания полезного сигнала, то зависимость (1) реализуется автоматически.
Величина r(t) = 3 $ (С) может быть определена по формуле г(С) = 36 .
Г е
Ч-(--() (4 ! где 4, & — параметры автокорреляцйонной функции K(t) случайного шума
9!(С), смешанного с полезным сигналом х(С)9 на входе ВС-фильтра 4
1192116 (6) выражением (1). преобразуется к ви10 (11=3 Ь -«р- =3 ю вфсф =
Uon где Б = .И=
\ вф сф (8) (9) вф сф величины U u U — постоянные потенк циалы, которые вычисляются по заданHbIM Ц, Res сф, е
r(U<) = 34
Фиг. 2
Составитель Н. Мельников
Редактор В, Ковтун Техред М.Надь Корректор М. Самборская.
Заказ 7172/56 Тираж 87) Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Параметры 4 и но известными. Ре (4) осуществляетс преобразователем поступает сигнал
1.1о" в,с в соответствии с
Выражение (4) ду
Е считаются априорализация выражения я функциональным
9, на вход которого
V<(e) = К, где
Реализация (7) осуществляется стандартной аналоговой техникой при аппроксимации (7) экспоненциальным многочленом.
Для подбора параметров устройства необходимо задать константу Ь, величины у,Ц,, R, $, &, о . Постоянная времени Тф = R< C< вырабатывается по формуле далее вычисляются Бк и U> и подбираются параметры функционального преобразователя 9, реализующего выражение
