Адаптивный измеритель параметров сигнала

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - расширение функщональных возможностей устройства за счет получения дополнительной информации о качестве оценок частоты сигнала, характеризующей точность измерений, поток исследуемых нуль-пересечений сигнала .проходит через блок 1 прореживания нуль-пересечений. Числа t,, соответствующие моментам выпадения нульпересечений , сформированные в формирователе 2, поступают в формирователь 4 статистик, работа которого тактируется блоком 9 управления. Одновременно числа из счетчика 3 поступают на адресные вxoдыJблoкa .7 памяти. В конце выборки .на выходе блока 5 сравнения появляется импульс. В блок 6 матричного умножения из блока 7 поступает выходной сигнал,, затем сигнал поступает через формирователь 8, счетчик отношения сигнал/шум на первые входы блока 10 сравнения. На выходе решающего блока 11 формируется вектор оценок коэффициентов аппроксимирующего полинома. Из ячейки блока 12 памяти в решающий блок 13 поступают числовые коэффициенты, характеризующие погрешность. На выходе-блока 14 сравнения в цифровом виде формируется признак недостоверности или достоверности оценки частоты. 1 ил. с: 9 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

yg 4 G 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЮИВЗМЗ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 970251 (21) 4280442/24-21 (22) 07,07,87. (46) 15.03.89. Бюл. ¹ 10 (72) В.В.Пискорж, И.Г.Ноздрин и А,Б.Данилин (53) 621,317 (088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 970251, кл, G 01 R 23/00, 1982. (54) АДАПТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЪ IIAPAMETPOB СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет получения дополнительной информации о качестве оценок частоты сигнала, характеризующей точность измерений. Поток исследуемых нуль-пересечений сигнала проходит через блок 1 прореживания нуль-пересечений. Числа t» соответствующие моментам выпадения нульЯ0,» 1465802 А 2 пересечений, сформированные в формирователе 2, поступают в формирователь 4 статистик, работа которого тактируется блоком 9 управления. Одновременно числа из счетчика 3 поступают на адресные входы Жлока . 7 памяти. В конце выборки на выходе блока 5 сравнения появляется импульс. В блок 6 матричного умножения из блока 7 поступает выходной сигнал, затем сигнал поступает через формирователь 8, счетчик отношения сигнал/шум на первые входы блока 10 сравнения. На выходе решающего блока t1 формируется вектор оценок коэффициентов аппроксимирующего полинома. Из ячейки блока

12 памяти в решающий блок 13 поступают числовые коэффициенты, характеризующие погрешность. На выходе .блока

14 сравнения в цифровом виде формируется признак недостоверности или достоверности оценки частоты. 1 ил.

1465802

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в радио- и гидролокационных системах измерений и в линиях

5 синхронизации при передаче опорных сигналов.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройства эа счет получения дополнительной 10 информации о качестве оценок частоты сигнала, характеризующей точность измерений.

На чертеже приведена блок-схема адаптивного измерителя параметров сигналов.

Адаптивный измеритель параметров сигнала содержит последовательно соединенные блок 1 прореживания нульпересечений и формирователь 2 чисел, соответствующих моментам нуль-пересе-. чений, счетчик 3 числа нуль-пересечений, вход которого соединен с выходом блока 1 прореживания нуль-пересечений, формирователь 4 статистик, 25

Ьлок 5 сравнения, блок 6 матричного умножения, блок 7 памяти, формирователь 8 отношения сигнал/шум, блок 9 управления, блок 10 сравнения, решающий блок 11, дополнительный блок памяти 12, решающий блок 13 и блок 14 сравнения. Вход 15 блока 1 прореживания нуль-пересечений является входным для потока исследуемых нуль-пере« сечений сигнала, выходы счетчика 3 числа нуль-пересечений присоединены к первой группе входов блока 5 сравнения и адресным входам блока 7 памяти, вторая группа входов первого

1 блока 5, сравнения соединена с выхода 40 ми блока 7 памяти, а выход блока 5 сравнения подключен к входу блока 9 управления„ выходы которого также подключены к управляющим входам блока 7 памяти и решающего блока 11.

Выхрды формирователя 2 чисел, соответствующих моментам нуль-пересечений, соединены с входами 16 формирователя 4 статистик, к вторым входам

17 которого подсоединены соответствующие выходы блока 7 памяти, а к управляющим входам 18 - соответству ющие выходы, блока 9 управления.

Первая группа выходов 19 формировате ля 4 статистик полсоединена к входам блока 6 матричного умножения. Вторая 5 группа выходов 20 формирователя 4 статистик соединена с входамн 21 фор,мирователя 8 отношения сигнал/шум, + 3

6 24 (2) Частота принимаемого сигнала А НА ., иЛ 1

f (i)=f + — соя = -sin g Г - ---cos ц " +

2; 217 1" 41 т

А . 3

+ —;esinlg

12 и (3) Вторая группа входов 22 блока 6 матричного умножения подсоединена к соответствующим выходам блока 7 памяти..Управляющие входы 23 блока 6 матричного умножения соединены с соответствующими выходами блока 9 управления ° Выходы 24 блока 6 матричного умножения соединены с входами

25 формирователя 8 отношения сигнал/

/шум, управляющие входы 26 которого подключены к выходам блока 9 управления, а вторые входы 27 - к соответствующим выходам блока 7 памяти.

Две группы выходов 28 и 29 формирователя 8 отношения сигнал/шум подключены к входам блока 10 сравнения, входы 30 которого соединены с выходами 24 блока 6 матричного умножения, Выходы 31 блока 10 сравнения подключены к входам решающего блока

11, к соответствующим входам которого также подсоединены выходы блока 7 памяти, Выходы первого решающего блока 11 подключены к первой группе входов решающего блока 13, вторая группа входов которого подключена к выходам блока 12 памяти, а две группы выходов 32 и 33 решающего блока 13 подключены к входам третье- . го блока 14 сравнения.

Адаптивный измеритель параметров сигнала работает следующим образом.

Полная фаза сигнала с постоянной частотой принимаемого в условиях многоручевого распространения радиоволн, имеет вид:

9(7) =9ь+ >ь7 + яin(Аь+ 4,), (1) где « — круговая частота передаваемо го сиги ала; Рь - начальная фаза;

H,À, q — определяются условиями возникновения многолучевого распространения в канале связи.

Разложив csin(A + q,) н ряд Тейлора по параметру Г в нулевой точке и подставив в (1), получим () = lg +Мя п ц + («. ь+р Ас o s Q ) 4

„2 Э, P A я п ч РА соя Ч, <" МА sine

1465802

Искажение частоты сигнала определяется слагаемым - cos q, в (3), рА

21

Задавая допустимый порог погребено- 5 сти измерения частоты.Р„„„ (Гц j> можно записать условие получения заданной точности измерений (4) 10

Информацию о выполнении неравенст" ва (4) можно получить, анализируя производные частоты в точке разложения 15 рА

f (0) = — — -cos ц

Ъ (5)

f(0),. сое 4

РА

Ю

Домножив (4) на А и используя (5), представим условие получения заданной точности измерения частоты (условие отсутствия искажений, обусловленных многолучевым распространением) s 25 виде

1К (0)1 «< Р„„„-! f(0)1. (6)

Моменты нуль-пересечений входного сигнала аппроксимируются полиномом = a,+ g, k+/4 k + o(>k + ° . M» k" ° (7) 30

Коэффициенты полинома (7) кепок средственно связаны с параметрами

f(0), й(0), f(0).

Выражение (7) записывается в виде с -Ы,=И, k+ k + k +,. +с(к (8)

Обращая степенной ряд (8), получают (« ) („ )2

C(i 0(, 40, )э (2,Р-,, g5

T (t х-с(е (5А z «ъ . 5 + (g) с

Домножим (9) на 2Ф и дифференци» руя по t „, получают

f(0) = 4

1 (Ъ

6(2с4- et dy)

f (О) (10)

120(6 +32 F4 +144 -айа4-21

2 т л У Ю

»»»»

d1 й i

Условие (б), с учетом (10) можно представить в виде

1(k11 (11) где

k,=З(Ы,— a„d, ) ; (12)

+ 14 — о, Ы -21 d, и 3 )

Таким образом, если условие (11) выполняется, то погрешность оценки частоты, обусловленная многолучевым распространением радиоволн, меньше заданного порога Р„„„. Если условие (11) не выполняется, то погрешность оценки частоты, обусловленная много лучевым распространением радиоволн, превышает заданный порог Р, Обработка входного сигнала производится при условии, что моменты нуль-пересечений аппроксимируются полиномом степени m .=4+, 1+ 4k + ° °,+,„1 "+ „, (13) где „ — случайная нормальная величина с нулевым средним и дисперсией .

В адаптивном измерителе параметров сигнала реализуется последова" тельность вычисленных процедур, определяемых выражениями (14), (15), (16), (17) . (4 и р,= у,, Е с„+ у,„ Е ktÄ; (14) ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ф

n n л — 7o. à+ 7е 5 + ° ° ° +3" » е

" = 3МР + л ° ° + f1ò И (15)

° ° В ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

Л =)"- 1,.

Коэффициенты ),", определяются длиной выборки временной последовательности нуль-пересечений, расчитываются заранее и хранятся в блоке 7 памяти.

Правило учета в разложении (14) коэффициентов ; следующее: если выполняется условие р ъ 6 . x, (1), (f 6) где х (1) — квантиль х распределения

Р с одной степенью свободы, при заданной вероятности Рв

bo — оценка дисперсии флюктуаций нуль-пересечений, то слагаемое ),.; р, в (12) учитывает-, ся, в противном случае слагаемое отбрасывается.

1465802 л л м

6,==(2N+1 m) f Е г- „- - j 7 (17)

-ц j=o л

Таким ооразом, числа t„, соответ-, ствукнцие моментам выпадения нуль- 5 пересечений, сформированные в формирователе ?, поступают в формирователь

4 статистик (входы f6), Одновременно с этим числа из счетчика 3 числа нуль-пересечений поступают на адрес= ные входы блока 7 памяти, из которого вызываются числа 1,k„k k и подаются на входы 17 формирователя 4 в статистик. Работа формирователя статистик тактируется. блоком 9 управле- ния. К концу выборки из (2М+1) нульпересечений в формирователе 4 статист тик накапливаются статистики й: :„ и 2t, В кс- tTc. вы-И "N

k борки на выходе блока 5 сравнения появляется импульс, з сдающий длительность интервала наблюде:аия. Указанный импульс поступает..на вход блока

9 управления и вырабакывает команду на запрещение поступления числа, соответствующих моментам нуль-пересечений, в формирователь 4 статистик и команду на запись полученных ста- 30 тистик в формирователь 4 статистик.

Затем по команде блока 9 управления из блока 7 памяти элеь1е.нты матрицы поспедовательно пссгупа..от в

13

: блок 6 матричного умножения, где в соответствии с выражени.м (14) умна== жаются на вызганные из формирователя 4 статистик элементы вектора стам п тистик X k t„. Полученные в накаплиЦ 40 вающем сумматоре формирователя 4 ста.тистик в соответствии с (14) суммы

Представляют собой элементы вектора

Оценок полинсиов Чебышева Q. которые

J по команде блока 9 управления песеписываются в блок 6 матричного умножения.

Далее по. команде блока 9 управления указанные ксэффицв:енты из блока

6 матричного умножения последова= ,"ъб тельно поступают на входы 25 фермирователя 8 отношения сигнал,(шум, где через коммутатор посчереднс:ma» даются на квадратор, на .„выходе ко "срого последовательно фор".гируются квадраты оценог коэффициентов. разло"

А жения р и..переписываются в фсрмиро3 ватель отношения сигнал/шум. Пс команде блока 9 управления данные числа л также суммируются в формирователе 8 сигнал/шум, с выхода которого счисло с р. подается на первые входы =о формирователя 8 отношения сигнал/

/шум, а на вторые входы его вызываетН ся число X. t c выходов 20 формирок вателя 4 статистик. В блоке 8 формирования статистик формируется разь ность ) Х с —,> $ 1. Данная разность

-и j=o умножается в формирователе 8 отношения сигнал/шум на число (2N+f-m) х ; (1), поступающее из блока 7 памяти и переписывается в блок 8 формирования отношения сигнал/шум.

С выхода 28 формирователя 8 отношения сигнал/шум число 6 х (1) подао ется на первые входы блока 10 сравнения в качестве опорной величины, с которой в нем сравниваются оценки коэффициентов разложения постуУ пающие на вторую группу входов блока

10 сравнения с выходов 29 формирователя 8 отношения сигнал/шум. На третью группу входов 30 блока 10 сравнения с выхода 21 блока 6 матричного умножения поступают числа

При выполнении неравенства (14) блок

10 сравнения пропускает j на входы

l решающего блока 11. Если неравенство не выполняется, блок 10 сравнения запрещает прохождение числа j, в .1 первый решающий блок 11. В первом решакщем блоке 11 в соответствии с правилом (15) осуществляется переход от коэффициентов разложения по полиномам Чебьппева к коэффициентам разложения алгебраического аппроксимирующего пслинОма (13)1 Для чего пс кс» манде блока 9 управления из блока 7 памяти в решающий блок 11 поступают числа у;,, соответствующие элементам преобразующей матрицы (12), на выхо" де первого решающего блока 11 формируется вектор оценок ксэффициечтов аппроксимирующего полинсма (12> = (Ы,,,,, .

С выхода решающего блока 11 оценки коэффициентов d,,j,,d» a, поступают на первую группу входов решающего блока 13, Одновременно с этим из ячейки блока 12 памяти в решающий блок 13 поступают числовые коэффициенты 2,3,6,10,14,21, Р„„„. Пороговый коэффициент Рг,« — это допустимая абсолютная величина погрешности изме02 8 точность измерений (присутствие на интервале оценивания помех, обусловленных многолучевым распространением радиоволн), то есть обладает более широкими функциональными возможностями, Формула изобретения

Составитель Ю. Минкин

Редактор Л.Пчолинская Техред А.Кравчук Корректор M. Мак симишинец

Ю

Заказ 940/45 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

7 146 58 рения частоты f. В решающем блоке !3 в соответствии с правилом (12) осуществляется расчет оценок коэффициентов k,, kq. С выходов 32 и 33 реша.

5 ющего блока 13 коэффициенты k, и kz поступают на входы блока 14 сравне-. ния.

Если условие (11) выполняется, то на выходе блока 14 сравнения в цифровом виде формируется признак, характеризующий достоверность оценки частоты (т.е. погрешность оценки, обусловленная многолучевостью распространения, в данном случае не превышает заданный порог Р „„„ ). Если ус.. ловие (11) не выполняется, то на вы.ходе блока 14 сравнения в цифровом виде формируется признак недостоверности оценки частоты. 20

Адаптивный измеритель параметров сигнала позволяет получать дополнительную информацию о качестве оценок частоты сигнала, характеризующей

Адаптивный измеритель параметров сигнала по авт, св. Р 970251, о тлич ающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, s него введены дополнительный блок памяти, второй решающий блок и третий блок сравнения, выходы дополнительного блока памяти подключены к первой группе входов второго решающего блока, вторая группа входов которого соединена с выходом первого решающего блока, выходы второго решающего блока подключены к входам третьего блока сравнения.