Устройство для оценки фазы периодического импульсного сигнала

 

Изобретение относится к технике обработки сигналов и может быть использовано в подсистемах тактовой и цикловой синхронизации систем передачи цифровой информации, где решается задача определения временного положения импульса, а также в радиолокационных системах. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости. Устройство содержит г-р 1 опорных сигналов, г-р 2 импульсов, эл-т задержки 3, регистр 4 памяти, эл-ты ИЛИ 5,14,15,18 и 21, селекторы 6 импульсов, счетчики 7 импульсов, распределитель 8 импульсов, селектор 9 полезного сигнала, селектор 10 ложного сигнала, блоки 11 и 12 выбора весовых коэфф., накопители 13, г-ры 16 и 17 весовых коэф., D-триггер 19 и блок 20 выбора канала. Устройство работает по циклам. Цикл работы включает три этапа: I - накопление информации в счетчиках 7 для оценки временного положения импульса

II - формирование оценки временного положения импульса путем сравнения содержимого счетчиков 7 между собой

III - формирование оценок полезного сигнала, характеризуемого вероятностью подавления полезного импульса и воспроизведения ложного импульса, и занесение сведения об этих оценках на установочные входы г-ров 16 и 17 всех каналов. 1 ил.

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК г г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ б1

Ж

CO

©)

С0

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР

1 (21) 4376821/24-09 (22) 10, 02, 88 (46) 30.11.90. Вюл. 11 44 (71) Ленинградский электротехнический институт им, В.И. Ульянова (Ленина) (72) В.В.Широков и А.Н,Швецов (53) 621, 394.662 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

-У 896781, кл. Н 04 L 7/04, 1980 °

Авторское свидетельство СССР, У 907817, кл. Н 04 L 7/04, 1980.

„„Я0„„1610601 (5))5 Н 04 L 7/04

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ФАЗЫ

ПЕРИОДИЧЕСКОГО И11ПУЛЬСНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к технике обработки сигналов и может быть использовано в подсистемах тактовой и цикловой синхронизации систем передачи цифровой информации, где решается з адача определения временного положения импульса, а также в радиолокационных системах. Цель изобретения — повышение помехоустойчивости.

161060!

Устр-во содержит г-р 1 опорных сигналов, г-р 2 импульсов, эл-т задержки 3, регистр 4, эл-ты ИЛИ 5, 14, 15, 18 и 21, селекторы 6 импульсов, счетчики 7 импульсов, распределитель 8 импульсов, селектор 9 полезного сигнала, селектор 10 ложного сигнала, блоки 11 и 12 выбора весовых коэфф., накопители 13, r-ры 16 и 17 весовых коэф., D-триггер 19 и блок 20 выбора канала. Устр-во работает по циклам.

Цикл работы включает три этапа: перИзобретение относится к технике обработки сигналов и может быть использовано в подсистемах тактовой и цикловой синхронизации систем передачи цифровой информации, где решается задача определения временного положения импульса, а также в радиолокационных системах, где решается та же з адача.

Целью изобретения является повыше å помехоустойчивости.

На чертеже представлена qòðóêòóðная электрическая схема устройства

30 для оценки фазы периодического импул ь сно ro си гнал а.

Устрой ство содержит re нер ат ор 1 опорных сигналов, генератор 2 импульсов, элемент 3 задержки, регистр 4

35 памяти, первый элемент ИЛИ 5, п селекторов импульсов,б -6» п счетчиКов импульсов 7 -7!, распределитель

8 импульсов, селектор 9 полезного 40 сигнала, селектор 10 ложного сигнала, блок 1 1 выб пр а основных весовых коэффициентов (OBK), блок 12 выбора дополнительных весовых коэффициентов (ДВК), и накопителей 13 -131, и первых эле- 45 ментов ИЛИ 141-14>, п вторых элементов ИЛИ 15 " 15, и генераторов OBK

16 -16, п генераторов ДВК 17 -17, и третьих элементов ИЛИ 18)-18, Dтриггер 19, блок 20 выбора канала, второй элемент ИЛИ 21.

Устройство для оценки фазы периодического импульсного сигнала работает следующим образом, Устройство работает по циклам.

Цикл работы включает три этапа: этап

1- — накопление информации в счетчиках 7 для оценки временного положения импульса; этап 2 — формирование оценвый — накопление информации в счетчиках 7 для оценки временного положения импульса; второй — формирование оценки временного положения импульса путем ср авнения содержимого счетчиков

7 между собой; третий — формирование оценок полезного сигнала, характеризуемого вероятностью подавления полезного импульса.и воспроизведения ложного импульса, и занесение сведений об этих оценках на, установочные входы г-ров 16 и 17 всех каналов. 1 ил, ки временного положения импульса путем сравнения содержимого счетчиков

7 между собой; этап 3 — формирование оценок полезного сигнала, характеризуемого вероятностью подавления Р полезного импульса и воспроизведения 0( ложного импульса (при этом очевидно, что вероятность 1- P — это вероят.ность приема полезного импульса, а вероятность !- 0(— это вероятность отсутствия ложного импульса помехи), и занесение сведений об этих оценках на установочные входы генераторов ОВК

16 и генераторов ДВК 17 всех и каналов.

Рассмотрим работу устройства на каждом этапе.

Этап 1. К началу этапа обнулены накопители 13<-13 и счетчики импульсов 7! — 7и всех каналов, на первом и втором выходах блока выбора ОВК установлены соответственно коды, пропорциональные /3 и 1-/, которые поступают на соответствующие установочные входы генераторов ОВК 16 всех и каналов, на первом и втором выходах блока

12 выбора ДВК установлены соответст.— венно коды, пропорциональные oL u l-М, которые поступают на соответствующие установочные входы генераторов ДВК 17 всех и каналов. Коды на выходах блоков 11 и 12 выбора ОВК и ДВК сформированы на этапе 3 предыдущего цикла работы устройства, На одном из выходов регистра памяти имеется "1", номер этого выхода соответствует номеру временной позиции, для которой на этапе 2 предыдущего цикла принято решение о нахождении полезного импульса, 1

10601 6

45 вождается присвоением слагаемого, пропорционального 1-/3, а для других каналов — присвоением слагаемого, пропорционального

Через N периодов генератор 1 оста50

5 16

По окончании этапа 3 предыдущего цикла сигналом с последнего выхода распределителя . 8 импульсов запускает- ся генератор 1, один период которого соответствует длине априорного интервала времени, на котором производится поиск полезного импульса, На вход устройства, т.е, на информационный вход 0-триггера 19, поступают импульсы (это импульсы в системе измерения дальности или импульсы фронта в системе тактовой синхронизации) с периодом Т и с длительностью

Т, причем Т/T --n т. е. интервал Т разбит на и позиций. На этом интервале, периодически повторяющемся «а одной и той же позиции, находится полезный импульс, если только он не подавлен, что может иметь. место с вероятностью, а на всех остальных позициях могут находиться ложные импульсы помехи с вероятностью (6 .

Задачей устройства является определение номера позиции i где

= 1, 2,..., и, на которой находится по лезный импульс, за Й периодов прохождения интервала Т.

0-триггер 19 осуществляет привязку фазы импульсов, поступающих на вход устройства, к фазе импульсов генератора 1. Импульсы с выхода 0-триггера 19 поступают на первые входы селекторов импульсов 6 всех каналов, каждый из которых выполняет следующую функцию: если в момент наличия импульса íà его втором входе (с выхода генератора 1) на первом входе есть импульс, то на прямом его выходе появляется импульс; если в момент наличия импульса на втором входе селектора импульсов 6 на первом его входе импульс отсутствует, то появляется импульс на его инверсном выходе.

Импульс, появившийся на прямом выходе селектора импульсов 6,, поступает для подсчета на информационный вход накопителя 13,, запускает генератор ОВК 16„, который выдает на со, ответствующем выходе импульсы, число которых равно коду, поступающему на соответствующий установочный вход, т..е..коду, пропорциональному.вероятности 1- Р и через первые элементы

ИЛИ 14>, где j=1,2,...,n, j4i, генераторы 17 всех каналов, кроме свое. го, которые выдают на соответствующие выходы импульсы, число которых равно коду, поступающему на их соот-

40 ветствующие установочные входы с первого выхода блока выбора ДВК 12, т.е, коду, пропорциональному вероят-, ности

Сформированные на выходах генераторов ОВК и ДВК 16 и 17 импульсы поступают через соответствующие элементы ИЛИ 18 на счетные входы соответствующих счетчиков импульсов 7.

Если импульс появился на инверс-: ном выходе селектора импульсов 6,, то он запускает генератор ОВК 16,, который выдает на соответствующем выходе импульсы, число которых про-. порционально (и через вторые элементы ИЛИ 15>, j4i запускает все генераторы ДВК 171, кроме своего, которые выдают на соответствующие выходы импульсы, число которых пропорционально 1-,, Импульсы с выходов генераторов ОВК и ДВК 16 и 17 также поступают на входы соответствующих счетчиков импульсов 7.

Таким образом, устройство обеспечивает возможность после однократного периода работы генератора 1 формировать в счетчиках импульсов 7,, число, пропорциональное в ероятности p( появления полезного сигнала на 1-й временной позиции для реализации импульсов сигнала и помехи, имевшей место в течение данного периода времеHH °

Процесс накопления в счетчиках импульсов 7, чисел, пропорциональных соответствующим вероятностям, продолжается и периодов, что приводит к быстрому росту вероятности появления полезного сигнала в том канале, в котором полезный сигнал действительно находится, поскольку для этого канала появление полезного сигнала сопронавливается и на его управляющем выходе формируется сигнал, который запускает генератор 2 импульсов и устанавливает блоки выбора ОВК 11 и ДВК

12 в состояние "0" и состояние N c этого момента начинается этап 2 работы устройства, Этап 2, Импульсы с выхода генератора 2 импульсов поступают на счетные входы счетчиков импульсов 7 до

1610601 момента переполнения одного из них.

Очевидно, что первым . переполнится тот счетчик импульсов 7, содержимое которого было максимальным. Номер этого канала и соответствует той временной позиции, на которой находится полезный сигнал.

В момент переполнения первого счетчика импульсов 7 по сигналу переполнения, проходящему через элемент ИЗК 5 на синхрониэирующий вход регистра памяти.4, в него записывается "1" в тот

его разряд, который соответствует номеру первого, переполненного, счетчика импульсов 7, и на выходе регистра памяти 4 появляется "решение" о наличии полезного импульса на той или иной временной позиции. Сигнап пере-. полнения из счетчика 7,, "попадает в 2р регистр памяти 4 через блок 20 выбора канала только в случае, если этот сигнал переполнения появится на выходе только одного из счетчиков им-. пульсов 7. Если сигналы переполнения 25 появятся более чем в одном счетчике импульсов 7, то блок 20 выбора канала запретит прохождение сигналов переполнения в регистр памяти 4, и это означает, что однозначное решение о 30 наличии полезного импульса на той или иной позиции не принято.

Сигнал с выхода элемента ИЗ% 5 ос" танавливает генератор импульсов 2 и через элемент задержки 3 обнуляет счетчики импульсов 7 всех каналов, подготавливая их к следующему циклу.

На этом заканчивается второй цикл работы устройства.

Этап 3. Сигналом с выхода элемен- 4р та задержки 3 запускается распределитель импульсов 8, импульсы с выходов которого запускают поочередно накопители 13Л вЂ” 13П.

Поскольку в одном из каналов поя 45 влялись полезные импульсы, то в соот- . ветствующем этому каналу накопителе

13 записано количество Й полезных импульсов, появившихся в течение N периодов. Отношение N

Йп/Й=(Й N„)/N °

Аналогичные рассуждения справедли55 вы и для ложных импульсов. Во всех остальных накопителях 13 записаны и подсчитаны ложные импульсы помехи,, т.е. если N, — количество ложных импульсов, подсчитанных в накопителе

13,, то по данным i-го накопителя 13 можно сформировать оценку вероятности появления ложного импульса, а именно

g"=N6/N>,а также 1-0 =(N-N<)/N

Поскольку общее количество. каналов, где есть ложные импульсы, равно п-1 (в одном канале — полезные импульсы), то необходимо повысить точность оценки вероятности появления ложного импульса путем усреднения по этим

l 0- 4 и-1 каналам, т. е, g, 3 1/(и-1) g,, =

h-<

=1/(n-1) ".Е. Й „, /Й=Й„/Й.

1=1

Номер того накопителя 13, в котором записаны полезные импульсы, определяется выходом регистра памяти 4 °

Когда распределитель импульсов 8 запускает накопители 13, то на их выходах поочередно появляются группы импульсов, соответствующие числу импульсов (полезных или ложных в зависимости от номера канала), подсчитанных этими накопителями 13 за N периодов работы генератора 1, Период переключения выходов распределителя импульсов

8 таков, что за время этого периода все записанные в накопитель 13 импульсы считываются на его выход.

Импульсы с выходов накопителей 13 поступают.на входы селекторов 9 и 10 полезного и ложного сигналов. На выход селектора 9 полезного сигнала пройдет количество импульсов, равное

Nп,,т. е. пропорциональное вероятности

1-.Р правильного приема сигнала, . а на выход селектора 10 пройдут импульсы из каналов, в которых не было полезного сигнала, число которых равно

П-< Ч„(суммирование по каналам, в котой =л рых нет полезного сигнала) . Это количество импульсов усредняют путем деления в и-1 раз, и число этих импульсов становится равным Й„, которые затем поступают на вход блока выбора ДВК 12.

С выхода селектора 9 полезного сигнала импульcbr число которых равно

Й, т,е. пропорционально вероятности.

1-ф, поступают на вход блока выбора

ОВК 11, на одном из выходов которого после прохождения всех Йп импульсов устанавливается код, пропорциональraN 1.-P, который .поступает на один иэ установочных входов генератора ОВК

01

16106

16, а на другом его выходе в соответствии с числом импульсов N-М уста1 навливается код, который подается на другой установочный вход генератора

0ВК 16, 5

Аналогично код числа N> импульсов, пропорциональный вероятности О,, и код числа N-N< импульсов, пропорциональный вероятности 1-0(, с выходов блока выбора ДВК 12 поступают на соответствующие установочные входы генераторов ДВК 17.

По окончании перезаписи импульсов из накопителей 13 в блоки выбора ОВК и ДВК .11 и 12 по заднему фронту импульса с последнего выхода распределителя импульсов 8 запускается генераторр 1, Тем самым з ак анчив ает ся тр етий этап данного цикла работы устрой- 20 ства и начинается первый. этап следующего цикла.

Если после Й периодов решение о позиции полезного импульса не будет принято, т. е. во всех разрядах регист- 25 ра памяти 4 будут записаны ".0", то эти "0, проходя через элемент ИЛИ

21, закроют селекторы полезного и ложного сигналов 9 и 10, и тем самым в блоках выбора ОВК и ДВК 11 и 12 не будут сформированы новые оценки вероятностей 1-,, 1-, 0(поскольку они не будут соответствовать истинным вследствие того, что правильное решение на данном цикле не принято. формула изобретения

Устройство для оценки фазы перио— дического импульсного сигнала, содер- 40 жащее и каналов, в состав каждого из которых входят селектор импульсов и счетчик импульсов, причем первые входы селекторов импульсов и каналов со-единены между собой, а вторые входы 45 селекторов импульсов и каналов соединены с соответствующими выходами генератора опорных сигналов, управляющий выход которого соединен с соответствующим входом генератора импульсов, выход которого соединен с одним из счетных входов счетчиков импульсов и каналов, к входам "Сброс" которых подключен выход элемента задержки, а выходы счетчиков импульсов и каналов соединены с соответствующими входами пер во ro и-входов ого элемен- . .та ИЛИ, а также регистр памяти, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены О-триггер, распределитель .импульсов, селектор полезного сигна— ла, селектор ложного сигнала, второй и-входовой элемент ИЛИ, блок выбора основных весовых коэффициентов (ОВК), блок выбора дополнительных весовых коэффициентов (ДВК), блок выбора канала, а в каждый из и каналов введены накопитель, первьп, второй и тре тий элементы ИЛИ, генератор 0ВК и генератор ДВК, при этом слнхронизирующий выход генератора опорных сигнал,ов подключен к с.оответствующему входу О-триггера, выход которого соединен с первыми входами селекторов импульсов и каналов, причем в. каждом из и каналов прямой выход селектора импульсов подключен к первому управляющему входу генератора ОВК, к информационному входу накопителя и к одному из входов первого элемента

ИЛИ других (n-1) каналов, а инверсный выход селектора импульсов подключен к второму управляющему входу генератора ОВК и к одному из входов второго элементà ИЛИ других (n-1) ка.налов, выходы первого и второго элементов ИЛИ каждого из и каналов подключены соответственно к первому и второму управляющим входам генератора ДВК, выходы которого и выходы генератора ОВК через третий элемент ИЛИ подключены к другому счетному входу счетчика импульсов, а к управляющему входу накопителя каждого из и каналов подключен соответствующий выход распределителя импульсоэ, и-й выход котoporo соединен с управляющим входом генератора опорных сигналов, к управляющему входу распределителя импульсов подключен выход элемента задержки, вход которого соединен с выходом перв or о и-входов or о элемент а

ИЛИ, с входом "Стоп" генератора импульсов и с синхронизирующим входом регистра памяти, к входам которого подключены выходы счетчиков импульсов и каналов через блок выбора канала, выходы регистра памяти через второй и-входовой элемент ИЛИ подключены к стробирующим входам селектора по.:;езного сигнала и селектора ложного сигнала, к первой группе входов которых подключены выходы накопителей и каналов, а к другой группе входов подключены п выходов регистра памяти, выход селектора полезного сигнала

Составитель В.Евдокимова . Техред И. Ходанич

Редактор М. Циткина

Корректор.О. Кравцова и

Зак as 3745 Тираж 525 Под пи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

16 подключен к информационному:входу блока выбора ОВК, выходы которого подключены соответственно к первому и второму установочным входам генераторов ОВК п каналов, выход селектора ложного сигнапа подключен к информа- ционному входу блока выбора ДВК, выI

10601 12 ходы которого подключены соответственно к первому и второму установочным входам генераторов ДВК A каналов, причем к установочным входам блока выбора ОВК и .,блока ДВК подключен уп-! равляющий выход генератора опорных сигналов,