Устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса

 

Изобретение относится к устройствам для оценки характеристик узкополосных случайных процессов при наличии помех и шумов и может быть использовано в вычислительной технике. Устройство содержит преобразователь 1 напряжение-частота, счетчик 2, компаратор 3, общую шину 4, информационный вход 5 устройства, генератор 6 тактовых импульсов, первый элемент И 7, первый делитель 8 частоты, регистр 9 сдвига, элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 10, второй элемент И 11, четыре регистра 12-15, два реверсивных счетчика 16, 17, четыре делителя 18-21 частоты, элемент 22 выделения модуля аналогового сигнала, элемент 23 постоянной памяти, второй счетчик 24, формирователь 25 тактового сигнала и выход 26 устройства. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„,i 515174 (51) 4 С 06 F 15/36 (гПц-1q т I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4182252/24-24 (22) 21.01.87 (46) 15. 10 ° 89. Бюл. N- 38 (72) Н.П.Чистяков и С.Б.Скворцов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1249538, кл, 0 06 F 15/36, 1983 °

Авторское свидетельство СССР

В 1119029, кл. С 06 F 15/36, 1983, 2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ АМПЛИТУДЫ

УЗКОПОЛОСНОГО СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение относится к устройствам для оценки характеристик узкополосных случайных процессов при наличии помех и шумов и может быть использовано в вычислительной технике. Устройство содержит преобразователь 1 напряже1515174

Т 2) ) f ние-частота, счетчик 2, компаратор 3, общую шину 4, информационный вход 5 устройства, генератор 6 тактовых импульсов, первый элемент И 7, первый делитель 8 частоты, регистр 9 сдвига, 5 элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 10, второй элемент И 11, четыре регистра 12-15, .два

Изобретение относится к устройствам оценки характеристик узкополосных случайных процессов при наличии помех 15 и шумов и может быть использовано в н

%. » ч (»:)sr (v (г г fi с )кап (— т (g ч (с) т v

iv где V (г.) — входной сигнал в момент времени;

Т=1/Š— период, соответствующий центральной частоте узкополосного случайного про-25 цесса;

С вЂ” нормирующий коэффициМ ент, зависящий от выбранной разг»ерност»» и числа выборок за период (принимаем С,„= 1) °

Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости устройства для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса.

На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — блоксхема преобразователя напряжение-частота. устройство для оценки ампл»»тудь» уз 40 кополосного случайного процесса, содержит преобразователь 1 напряжениечастота, счетчик 2, компаратор 3, инверсный и прямой входы которого соединены соответственно с общей шиной 4 и 4 информационным входом 5 устройства, генератор 6 тактовых импульсов, элемент И 7, выход которого соединен с тактовым входом делителя 8 частоты.

Кроме того, устройство содержит регистр 9 сдвига,, элемент РАВПОЗНАЧНОСТЬ 10, элемент И 11, четыре регистра 12-15, два реверсивных счетчика

»6 и 17, четыре делителя частоты

18-21, элемент 22 выделения модуля аналогового сигнала, элемент 23 по55 стоянной памяти, в котором записана функция модуля синуса, выходы которого соединены с управляющими входареверсивных счетчика 16, 17, четыре делителя 18-21 частоты, элемент 22 выделения модуля аналогового сигнала, элемент 23 постоянной памяти, второй счетчик 24, формирователь 25 тактового сигнала и выход 26 устройства.

2 ил. системах вычислительной техники и устройствах контроля.

В общем случае оценкуамплитуды можно получить, используя соотношение t-тпрр v(t)sgr. — т) 1=1 ми делителя 8 частоты, выход и тактовый вход делителя 18 частоты соединены соответственно со счетным входом счетчика 24 и выходом делителя 8 частоты. Управляющие входы делителя 18 частоты соединены с выходами регистра 12, информационные входы которого соединены с выходами реверснвного счетчика 16, тактовый вход которого соединен с выходом преобразователя 1 напряжение-частота, тактовый вход, информационньп» вход и вход управления которого соединены соответственно с выходом генератора 6 тактовых импульсов, выходом элемента 22 выделения модуля и выходом формирователя 25 тактового сигнала, который соединен с тактовым входом регистра 9 сдвига, выход устройства 26, тактовым входом третьего делителя 19 частоты и первым входом элемента И 11, выход и второй вход которого соединены соответственно с входом счетчика 2 и выходом элемента 10 РАВНОЗНАЧНОСТЬ, первьп» вход которого соединен с выходом компаратора 3, которьп» соединен с входом регистра сдвига 9, первьп», инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ

10 и входом реверса реверсивного счетчика 17, выходы которого соединены с информационными входами регистра 13, выходы которого соединены с управляющими входами делителей 20и 21 частоты, выход делителя 19 частоты соединен с динамическ»»»»и входами сброса счетчика 2, реверсивнь»х счетчиков 16 и 17 счетчика 24, тактовыми входами регистров 12-14 и входом разрешения

15 1.5 "1 7 записи коэффициента деления делителя 20 частоты, инверсный вход когорого соединен с вторым входом элемента И 7 и тактовым входом регистра 15

5 информациодные входы которого соединены с выходами счетчика 24, выход элемента И 7 соединен с входом делителя 21 частоты, выход которого соединен с входом разрешения записи коэффициента деления этого делителя частоты и вычитающим входом делителя 20 частоты, прямой выход регистра 9 сдвига соединен с входом реверса реверсивного счетчика 16, тактовый 15 вход реверсивного счетчика 17 соединен с выходом преобразователя 1 напряжение-частота. Преобразователь нав пряжение-частота, состоит из аналогоцифрового преобразователя 27, дели- 2р теля 28 частоты, элемента И 29.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый сигнал подается на вход 5 устройства. Компаратор 3 форми- 25 рует логический сигнал, характеризующий знаковую функцию входного сигнала, а элемент 22 обеспечиваетформирование аналогового сигнала, равного абсолютной величине входного сигнала, 3р подаваемого на информационный вход преобразователя 1 напряжение-частота (число импульсов), на выходе которого формируется импульсный сигнал с частотой Гг(t) (числом импульсов), 35 пропорциональной текущему значению модуля входного сигнала. По сигналу на управляющем входе преобразователя 1 на его выходе формируется число импульсов, пропорциональное текущему 40 значению модуля входного сигнала.

Формирователь 25 обеспечивает формирование на своем выходе импульсов с частотой f = 11Г импульсов за период Т сН1 н а В качестве такого 45 формирователя может использоваться генератор или умножитель частоты, запускаемый внешним тактовым сигналом с частотой Г . Импульсы с частотой

f обеспечивают сдвиг оценок знаковой 5О функции исследуемого сигнала регистром 9 сдвига, который обеспечивает задержку на инверсном выходе N/2 разряда на половину периода Т и на прямом выходе N-ro разряда на период Т.

Текущее значение знаковой функции и задержанной на половине периода (с инверсией, для исключения влияния инвертирования сигнала) сравниваются в 6 элементом 10 РАВНОЗНАЧНОСТЬ, и получаегroe значение логического сигнала подается на вход элемента И 11, на другой вход которого поступают тактовые импульсы, которые в случае совпадения знаковых функций подсчитываются счетчиком 2, в котором формируется оценка знаковой автокорреляционной функции G(T/2). После окончания формирования оценка переписывается в регистр 14, выходной код которого управляет элементом 23 постоянной памяти, на выходе которого формируется воп пропорпнонвпьнын I вьп c(T/2) 1, r которьп управляет коэффициентом деления делителя 8 частоты, На вход этого делителя и тактовый вход преобразователя 1 напряжение-частота (напряжение — число импульсов) подаются импульсы от генератора 6 с частотой f . Таким образом, частота импульсов на выходе делителя 8 обратно пропорциональна модулю синуса С(Т/2).

Импульсы с выхода преобразователя 1 поступают на счетные входы реверсивных счетчиков 16 и 17, которые обеспечивают их прибавление или вычитание из ранее зафиксированного кода в зависимости от значения знаковой функции, выбираемых с задержкой соответственно на период и половину периода Т за счет задержки регистром 9 сдвига. В реверсивных счетчиках

16 и 17 формируются оценки полуэнаковых автокорреляционных функций, соответствующих задержкам соответственно на полупериод и период Т, которые после окончания формирования переписываются в регистры 12 и 13 соответственно. Код с выхода регистра 12 поступает на управляющие входы делителя 18. Делители 20 и 21 обеспечивают формирование числа импульсов, пропорционального квадрату кода на выходе регистра 13, поскольку импульс на инверсном выходе переноса делителя 20 формируется после того как И раз будет сформирован сигнал на выходе переноса делителя 21 (где И— код, поданньп на входы этих делителей). Таким образом, на вход делителя 8 поступает число импульсов прямо пропорциональное квадрату коэффициента корреляции R(T/2), Импульсы с выхода делителя 18 подсчитываются счетчиком 24, код в котором прямо пропорционален R (Т/2) и обратно пропорционален R(T) и /sin G(T/2)t и

1515174 после окончания счета переписывается в регистр )5, на выходах 26 которого код соответствует текущей оценке амплитуды.

Делитель 19 обеспечивает на своем выходе формирование сигнала, определяющего окончание формирования очередных оценок. По этому сигналу происходит перезапись оценок в регистры, а затем сброс счетчиков °

Поскольку оценка амплитуды формиI руется на основе корреляционной функции с ненулевой задержкой,аддитивные составляющие шума исключаются из оценки 15 а смещение оценки устраняется благодаря нормированию по sin G(T/2) ((что обеспечивает устранение смещения изза аддаптивного шума) и по R(T) (что обеспечивает устранение смещения из- 20 за спада автокорреляционной Аункции, который предполагается экспаненциальным). Таким образом, обеспечивается повышенная точность и помехоустойчивость оценки амплитуды, Ф о р м у л а tt з о б р е т е н и я устройство для оценки амплитуды узкополосного случайного процесса, содержащее первый элемент И, выход которого подключен к тактовому входу первого делителя частоты, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, компаратор, инверсный вход которого подключен к шине нулевого потенциала, прямой вход компаратора является информационным входом уст- 40 ройства, преобразователь напряжениечастота, первый счетчик, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, устройство содержит регистр сдвига, 45 элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй элемент И, четыре регистра, два реверсивных счетчика, четыре делителя частоты, элемент выделения модуля аналогового сигнала, второй счетчик, Аормирователь тактового сигнала, элемент постоянной памяти, а преобразователь напряжение — частота содержит аналого-циАровой преобразователь, эле" мент И и делитель частоты, выход зле- 55 мента постоянной памяти соединен с входом задания коэАфициен1а деления первого делителя частоты, выход и так- товый вход второго делителя частоты йодключены соответственно к счетному входу второго счетчика и к выходу первого делителя частоты, вход задания коэффициента деления второго делителя частоты соединен с выходом первого регистра, инАормационный вход которого соединен с выходом первого реверсивного счетчика, тактовый вход которого подключен к выходу делителя частоты преобразователя напряжение частота, вход задания коэффициента деления которого соединен с информационным выходом аналого-цифрового преобразователя, тактовый вход которого соединен с первым входом элемента И преобразователя напряжение — частота и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, информационный вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом элемента выделения модуля аналогового сигнала, вход разрешения записи коэфАициента деления делителя частоты преобразователя напряжение — частота подключен к выходу Аормирователя тактового сигнала, соединенному с тактовым входом регистра сдвига, тактовым входом третьего делителя частоты и с первым входом второго элемента И, выход и второй вход которого соединены соответственно со счетным входом первого счетчика и вьжодом элемента РАВНОЗНА НIОСТЬ, первый вход которого объеgttttt tt с инАормациолным входом регистра сдвига и соединен с выходом компаратора, инверсный выход регистра сдвига подключен к второму входу элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ и входу реверса второго реверсивного счетчика, вьжоды которого соединены с информацпонньttttt входами второго регистра, вьжод которого соединен с входами задания коэффициента элемента четвертого и пятого делителей частоты, выход третьего делителя частоты соединен с входами сброса первого и второго счетчиков, первого и второго реверсивных счетчиков второго счетчика, тактовыми входами первого, второго и третьего регистров и входом разрешения записи коэАфициента деления четвертого делителя частоты, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и,тактовым входом четвертого регистра, информационные входы которого соединены с выходами второго счетчика, выход первого элемента И соединен с тактовым входом пятого деt 51 5! 74

Составитель Л.Григорьян-Чтенц

Техред Л. Олийнык Корректор Т.Палий

Редактор Ю,Середа

Тираж 668

Заказ 6278/47

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4 /5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 лителя частоты, выход которого соединен с входом разрешения записи коэффициента деления пятого делителя частоты и тактовым входом четвертого делителя частоты, прямой выход регистра сдвига соединен с входом реверса первого реверсивного счетчика, тактовый вход второго реверсивного счетчика соединен с выходом делителя часто- 10 ты преобразователя напряжение — частота, выходы первого счетчика соединены с информационными входами третьего регистра, выходы которого подключены к входам элемента постоянной памяти, вход элемента выделения модуля аналогового сигнала является информационным входом устройства, выходами которого являются выходы четвертого регистра, в преобразователе напряжение — частота выход делителя частоты соединен с вторым входом элемента И, выход которого подключен к тактовому входу делителя частоты.