Устройство для оптимальной компенсации случайных сигналов
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИИ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее усилитель напряжения, ,усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, первый сумматор, входы которого подключены соответственно к выходу усилителя напряг жения и к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, умножитель и последовательно соединенные фильтр нижних частот и интегратор, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициен том усиления, отличающеее с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены второй сумматор, первый и второй инверторы, первый и второй коммутаторы и генератор тактовых импульсов , выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, первый вход второго сумматора соединен с выходом первого сумматора, выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления подключен непосредственно к первому информационному входу и через первый инвертор i к второму информационному входу первого коммутатора, выход кото (Л рого соединен с вторым входом втоС рого сумматора, соединенного выводом с первым и вторым входами умножителя, выход которого подключен непосредственно к второму .информационному входу и через вто ..рой инвертор - к первому информаIUD ционному входу второго коммутатора, СО выход которого соединен с входом О) фильтра нижних частот. со 00
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И) ад)) G 05 В 3/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3750509/24-24 (22) 30.05 ° 84 (46) 23.11.85. Бюл. )) 43 (72) А.Ф. Гришков, В.А. Писков, С.П. Рыбинский и А.В. Маргелов (53) 62-50 (088.8) (56) Шитов Н.С. Выделения оптимальных сигналов на фоне случайных помех. М.: Советское радио, 1967, с. 183.
Авторское свидетельство СССР
В 1064270, кл. G 05 В 13/00, 1983,,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬ11дй KOmrZHCWHH Cm m Cnrmmoa, содержащее усилитель напряжения, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, первый сумматор, входы которого подключены соответственно к выходу усилителя напря-. жения и к выходу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, умножитель и последовательно соединенные фильтр нижних частот и интегратор, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, . о т л и ч а ю щ е ее с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены второй сумматор, первый и второй инверторы, первый и второй коммутаторы и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов, первый вход второго сумматора соединен с выходом первого сумматора, выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления подключен непосредственно к первому информационному входу и через первый инвертор— к второму информационному входу первого коммутатора, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора, соединенного выводом с первым и вторым входами умножителя, выход которого подключен непосредственно к второму
i:HíôîðìàöèoHHîìó входу и через вто.рой инвертор — к первому информа-.
t ционному входу второго коммутатора, выход которого соединен с входом фильтра нижних частот.
1 1
Изобретение относится к автома- тике и предназначено для формирования информационного сигнала, а именно для выделения из двух коррелированных случайных сигналов, поступающих на собственные входы устройства, их некоррелированной части. Целью изобретения является повышение точности устройства.
На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. . Устройство содержит усилитель 1 напряжения, усилитель 2 с регулируемым коэффициентом усиления, первый сумматор 3, умножитель 4, фильтр 5 нижних частот и интегратор 6, второй сумматор 7, первый и второй инверторы 8 и 9, первый и второй коммутаторы 10 и 11 и генератор 12 тактовых импульсов.
Устройство работает следующим образом.
На входы устройства поступают два случайных коррелированных сигнала f (4) и ЦЩ. Величина коэффициента взаимной корреляции P ýòèõ сигналов может принимать любое значение s интервале 0-1. Во втором канале устройства при помощи усилителя 2 с регулируемым коэффициентом усиления осуществляется подстройка коэффициента передачи сигнала Q (41
Сигнал (Ц пройдя через усилитель
1 напряжения, поступает на первый вход сумматора 3 со знаком "минус", т.е.(- $ ($jg " на второй вход кото- рого поступает. сигнал 0», На выходе сумматора 3 получим результирующий сигнал. ф-К q(t. (®, (1) и, ((2(tI-21)(<))(((<)2Ц(2)) 4н)) <8) которь»й, пройдя через второй информационный вход коммутатора 11, с его выхода поступит на вход фильтра 5 нижних частот. Генератор
20 12 тактовых импульсов, осуществляя принцип временного разделения сигналов, формирует на входе фильтра 5 нижних частот переменный сигнал 04, имеющий форму "меандра", амплитуда
25 положительных импульсов которого равна (15 > а отрицательных U>. Ha выходе фильтра 5 нижних частот будем иметь сигнал () ) пропорциональный оценке математического ожидания, поступающего на его вход переменного сигнала (), который далее посту.пает на вход интегратора 6, т.е. (6) /\
0 --T+fo l=- т м(.((,-(),), и
3S где c — ительность им л
/с дл пу ьсов генератора 10 тактовых импульсов;
Т вЂ” период коммутации генератора 12 тактовых импульсов, М вЂ” математическое ожидание.
Учитывая, что " = 2 о получим
193638 2 вертор 9, первый информационный вход коммутатора .11, с его выхода поступит на вход фильтра 5 нижних частот со знаком "минус", т.е. (-U j, Во второй момент времени, когда коммутаторы 10 и 11 находятся в положении противоположном, изображенному на чертеже, на выходе сумматора 7 имеется сигнал
8 -. (2(t) Kt) (t)) <4) а на выходе умножителя 4 сигнал который поступает на выход устройства и первый вход сумматора 7.
Сигнал Ц» поступает также на первый информационный вход коммутатора 10 и вход инвертора 8.
В первый момент времени, когда коммутаторы 10 и 11 находятся в положении, как показано на чертеже, на выходе- сумматора 7 будем иметь сигнал о,. () кдЮ, (2) на выходе умножителя 4 сигнал
u, ((y(tl Kq<(t}) (2(t) t tq(t}) it„"),<з) где g4 — погрешность, вносимая умножителем, который, пройдя через ин(7) ( () <1)* — 8)(I.((,-(),) — оценка коэффициента взаимной корреляции вход55 где
M(K q(t)»(t))/ ных сигналов, с учетом выражений (3) и (5) получим (},M(4K@(t)2(t))t 2M(Kelt}(it}) ) <8) а с учетом .выражения (1) получим
Il .-2M(K ц (t) K1<(t)»(4)) <9) () .2M(Kg(tI»(t))-2M(K*q (t)) <10) Составитель П. Кудрявцев
Редактор В. Иванова Техред А.Кикемезей Корректор М. Демчик
Заказ 7313/50
Тираж 862 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 (ц (Ц)- — оценка дисперсии сигнала в peryЪ лируемом канале.
Сигналом 0 с выхода фильтра 5 нижних частот на выходе интегратора
6 формируется управляющий сигнал, под воздействием которого изменяет- . ся коэффициент передачи усилителя 2 с регулируемьи коэффициентом усиления до тех пор, пока сигнал 0> не станет равен нулю, т.е. в установившемся режиме получим, что оптимальный коэффициент передачи усили,теля 2 с регулируемьм коэффициентом усиления будет равен м(кщ(ц <ц) м „ ( При большом интервале осреднения получим, что К OhT У 193638 4 где б g -- дисперсия сигнала (,(+). б — дисперсия сигнала Vt ) — коэффициент взаимной корреляции входных сигналов. Из выражений (8, 10 и 11) видно, что введение в устройство суммато-.. ра 7, коммутаторов 10 и 11, инверторов 8 и 9 и генератора 12 тактовых. импульсов, включенных в схему coo1 sevcwsysigme образом, позволяет исключить ошибку, вносимую умножителем в определение оптимального коэффициента передачи усилителя 2 с регулируемьВ4 коэффициентом усиления, а тем самым наилучшим образом выделить полезный сигнал. Точность передачи ключей комму. : таторов 4.1 и 4.2 очень высока и практически не сказывается на точности устройства.
