Экстраполятор импульсных сигналов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при обработке видеосигналов. Техническим результатом является повышение точности. Устройство содержит амплитудный детектор, генератор импульсов, формирователь коротких импульсов, устройство задержки, датчик времени, блок упреждения, предназначенный для определения значений интервалов следования экстраполируемой последовательности импульсов и расчета на основе определения ошибки экстраполяции корректирующего воздействия, запоминающее устройство, устройство сравнения, элемент И и элемент ИЛИ. 6 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использована при обработке видеосигналов в радиолокационных средствах и средствах радиотехнического контроля, использующих метод бистатической радиолокации [1], когда в качестве опорного источника излучений используется радиолокационная станция или радиолокационный запросчик, сигналы которых принимаются сериями и следуют с изменяющимися временными интервалами.

Известны способ измерения для экстраполяции при управлении, частотой с использованием теоремы предсказания корреляционного анализа и экстраполятор импульсных сигналов [2, 3].

Известный способ измерения для экстраполяции при управлении частотой с использованием теоремы предсказания корреляционного анализа [2] позволяет на основе реализации данной теоремы формировать управляющее напряжение, которое регулирует частоту генератора в соответствии с изменениями амплитуды принимаемых сигналов.

Данный способ обладает низким быстродействием и позволяет экстраполировать сигналы, частота которых отклоняется от некоторого среднего значения в сравнительно небольших пределах.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранный в качестве прототипа экстраполятор импульсных сигналов [3], содержащий амплитудный детектор, ограничитель амплитуды, блок упреждения, который вырабатывает упрежденную огибающую амплитуды, частотный детектор, блок упреждения, обеспечивающий формирование импульсов упрежденной частоты, генератор импульсов, импульсный модулятор.

Данный экстраполятор обеспечивает измерение частоты повторения импульсных сигналов и их экстраполяцию в течение некоторого временного интервала, причем эта частота в течение экстраполируемого интервала остается неизменной, ее изменение осуществляется только вслед за изменением частоты повторения входных сигналов.

Эти недостатки не позволяют использовать прототип для экстраполяции последовательности импульсных сигналов с переменными (от импульса к импульсу) интервалами следования.

Техническая задача предлагаемого экстраполятора импульсных сигналов заключается в достижении высокой точности экстраполяции последовательности импульсов с переменными интервалами следования за счет ее многократного повторения в течение интервала времени, равного периоду следования серий.

Указанная задача достигается тем, что в известное устройство, содержащее амплитудный детектор, вход которого является первым входом устройства, генератор импульсов, блок упреждения, согласно изобретению дополнительно введены формирователь коротких импульсов, устройство задержки, вход которого соединен с выходом формирователя коротких импульсов, а выход устройства задержки - с первым входом блока упреждения, первый вход формирователя коротких импульсов соединен с выходом амплитудного детектора, датчик времени, запоминающее устройство, устройство сравнения, элемент И и элемент ИЛИ, вход датчика времени соединен с объединенными между собой выходом генератора импульсов, вторым входом формирователя коротких импульсов и вторым входом блока упреждения, а его выходная шина - со входной шиной запоминающего устройства и входной A-шиной устройства сравнения, входная B-шина, которого соединена с выходной шиной блока упреждения, входная шина блока упреждения соединена с выходной шиной запоминающего устройства, управляющий вход запоминающего устройства соединен с выходом формирователя коротких импульсов, третий вход блока упреждения соединен со вторым входом экстраполятора, четвертый вход - с выходом A>B устройства сравнения, первый выход блока упреждения соединен с первым входом элемента И, второй - с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом установки O датчика времени, второй вход элемента И соединен с выходом A=B устройства сравнения, а его выход - со вторым входом элемента ИЛИ является выходом заявляемого устройства.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием новых элементов с соответствующими связями, новым алгоритмом работы блока упреждения и не известно из уровня техники. Таким образом, изобретение соответствует критерию "Новизна".

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемых и смежных областях позволяет сделать вывод, что введенные функциональные узлы известны. Однако введение их в экстраполятор импульсных сигналов с указанными связями, а также использование специального алгоритма работы блока упреждения придает этому устройству новые свойства. Введенные функциональные узлы взаимодействуют следующим образом. После включения заявляемого устройства по сигналу, подаваемому на вход 2, осуществляется начальная установка параметров обработки в блоке упреждения 5 и сброс датчика времени в 0, после чего начинают фиксироваться моменты t_i прихода импульсных радиосигналов, которые детектируются и через формирователь коротких импульсов поступают на управляющий вход запоминающего устройства. Далее в блоке упреждения по специально разработанному алгоритму производится обнаружение серий импульсных сигналов. После приема первой серии по значениям t_i на основе их автокорреляционной обработки определяется период вобуляции T_v (промежуток времени, через который наблюдается повторение порядка чередования значений интервалов следования импульсов). Далее формируется экстраполируемая последовательность значений интервалов следования импульсов _э<Z>, (Z - количество интервалов, кратное количеству интервалов за период вобуляции). При этом для получения высокой точности экстраполяции после принятия очередной j-ой серии определяется ошибка экстраполяции, а затем в зависимости от ее величины и фактора, ее вызвавшего, рассчитывается значение корректирующего воздействия C_rj, которое вводится в виде корректирующих поправок в значения экстраполируемых интервалов t_z, а также используется для коррекции T_э<Z>. Экстраполируемый импульс формируется устройством сравнения при совпадении момента времени задаваемого датчиком времени и экстраполируемого интервала t_z, задаваемого блоком упреждения. Сформированный импульс поступает на выход заявляемого устройства, а также через элемент ИЛИ на сброс датчика времени в 0, после чего процедура экстраполяции очередного импульсного сигнала повторяется.

Таким образом, изобретение для специалистов не следует явным образом из уровня техники и соответствует критерию "Изобретательский уровень". Изобретение может использоваться в различных отраслях народного хозяйства и соответствует критерию "Промышленная применимость".

На фиг. 1 представлена структурная схема экстраполятора импульсных сигналов; на фиг. 2, 3 - эпюры напряжений, поясняющие работу экстраполятора импульсных сигналов; на фиг. 4, 5 - алгоритм экстраполяции и алгоритм расчета величины корректирующего воздействия, реализованные в блоке упреждения; на фиг. 6 - графики зависимостей суммарной ошибки экстраполяции, накопленной к j-ой серии без учета и с учетом введения корректирующих воздействий.

Устройство, фиг. 1, содержит амплитудный детектор 1, вход которого является первым входом устройства, генератор импульсов 2, формирователь коротких импульсов 3, устройство задержки 4, блок упреждения 5, вход устройства задержки соединен с выходом формирователя коротких импульсов 3, а его выход с первым входом блока упреждения 5, первый вход формирователя коротких импульсов 3 соединен с выходом амплитудного детектора 1, датчик времени 6, запоминающее устройство 7, устройство сравнения 8, элемент И 9 и элемент ИЛИ 10, вход датчика времени 6 соединен с объединенными между собой выходом генератора импульсов 2, вторым входом формирователя коротких импульсов 3 и вторым входом блока упреждения 5, а его выходная шина - со входной шиной запоминающего устройства 7 и входной A-шиной устройства сравнения 8, входная B-шина которого соединена с выходной шиной блока упреждения 5, входная шина блока упреждения 5 соединена с выходной шиной запоминающего устройства 7, управляющий вход запоминающего устройства 7 соединен с выходом формирователя коротких импульсов 3, третий вход блока упреждения 5 соединен со вторым входом экстраполятора, его четвертый вход - с выходом A>B устройства сравнения 8, первый выход блока упреждения 5 соединен с первым входом элемента И 9, второй - с первым входом элемента ИЛИ 10, выход которого соединен со входом установки 0 датчика времени 6, второй вход элемента И 9 соединен с выходом A=B устройства сравнения 8, а его выход - со вторым входом элемента ИЛИ 10 и является выходом заявляемого устройства.

Используемые в экстраполяторе импульсных сигналов устройства могут быть реализованы на следующих цифровых интегральных микросхемах [4]: генератор импульсов - 530 ГГ1; формирователь коротких импульсов - одновибратор 530 АГ1; устройство задержки - сдвоенный одновибратор 155 АГ3 в режиме перезапуска [4, с. 121], датчик времени - на счетчиках импульсов 1533 ИЕ10 по схеме включения [4, стр. 145, рис. 2.75], запоминающее устройство - на регистрах 1533 ИР23, устройство сравнения - на схемах сравнения 1533 СП1 по схеме включения [4, с. 274, рис. 2.191], блок упреждения - на элементах микропроцессорной техники серии КМ 1810 [5], элементы И, ИЛИ - на микросхемах 1533 ЛИ3 и 1533 ЛЕ1 соответственно.

Экстраполятор импульсных сигналов работает следующим образом. После включения устройства по сигналу U_вх2, подаваемому со второго входа экстраполятора 2 на третий вход блока упреждения 5 (фиг. 2а), осуществляется запуск алгоритма экстраполяции в блоке упреждения 5 и формирование на его первом выходе напряжения логического 0, запрещающего прохождение сигналов с выхода устройства сравнения 8 до включения экстраполяции, а на его втором выходе - импульса _5-2 (фиг. 2б), который через элемент ИЛИ 10 производит установку датчика времени в 0. После этого экстраполятор готов к работе.

Приходящие на вход амплитудного детектора 1 радиоимпульсы детектируются и в виде положительных видеоимпульсов (фиг. 2в) с интервалами T_иi поступают на первый вход формирователя коротких импульсов 3, на второй вход которого поступают тактовые импульсы с выхода генератора импульсов 2, по положительному фронту которых (фиг. 2г) происходит формирование коротких импульсов. При этом на выходе формирователя коротких импульсов после положительного перепада напряжения на первом входе экстраполятора синхронно с поступлением положительного тактового импульса формируется один короткий импульс (фиг. 2д), который поступает на вход запоминающего устройства 7, и своим задним фронтом фиксирует состояние датчика времени 6 (момент прихода импульсного сигналу t_i), а затем по сигналу прерывания, поступающему с выхода устройства задержки 4 (фиг. 2е), значение t_i вводится в блок упреждения 5.

В блоке упреждения производится: - обнаружение серий импульсов; - определение значений интервалов следования импульсов T_иi при приеме первой серии импульсов и периода их вобуляции T_v; - определение количества интервалов следования импульсов экстраполируемой последовательности 2 и ее формирование; - определение моментов прихода входных сигналов после окончания первой серии и вывод этих значений на B-шину устройства сравнения для включения процедуры экстраполяции; - определение ошибки экстраполяции при обнаружении очередной j-ой серии импульсных сигналов Δt_j и расчет необходимой величины корректирующего воздействия на следующем цикле экстраполяции, а также, при необходимости, коррекцию интервалов следования T_эz экстраполируемой последовательности.

Последовательность операций, выполняемых в блоке упреждения, представлена на фиг. 3 для серий импульсов, следующих с интервалами T_и1 и T_и2 (фиг. 3а). При подготовке экстраполятора к работе, как указывалось выше, на его первом выходе устанавливается напряжение логического 0 (фиг. 3б), а после сброса датчика времени в 0 импульсом U_5-2 (фиг. 3в) начинается процедура измерения моментов прихода входных импульсов. После обнаружения первой серии импульсов (j= 0) вычисления значений T_v по формулам, представленным при описании алгоритма (фиг. 4), осуществляется формирование T_э<Z> длительностью T_з и включение экстраполяции. Для этого на шину B выставляется момент прихода экстраполируемого импульса, значение которого превышает состояние датчика времени 6 (шина A). Как только возникнет ситуация A>B, а на первом выходе блока упреждения формируется напряжение логической 1 (фиг. 3б), разрешающее прохождение импульсов на выход экстраполятора. Далее на шину B выставляются значения интервалов следования экстраполируемой последовательности Т_э<Z>. При совпадении состояния датчика времени 6 со значением t_z на выходе A=B устройства сравнения 8 формируется экстраполируемый импульс, который через элемент И (фиг. 3г) поступает на выход заявляемого устройства и он же - через элемент ИЛИ осуществляет сброс датчика времени в 0. В дальнейшем при приеме очередной серии импульсов определяется ошибка экстраполяции Δt_j, набежавшая за цикл вобуляции, рассчитывается значение корректирующего воздействия C_rj, которое вводится в виде корректирующих поправок в значения T_эz, выставляемые на шину B в течение следующего цикла экстраполяции или осуществляется изменение значений интервалов следования экстраполируемой последовательности (корректировка T_э<Z>). При этом измеренная при приеме второй серии ошибка экстраполяции Δt₁ за несколько (три-четыре) циклов экстраполяции уменьшается до величины порядка 0,1- 0,2 мкс.

Величины ошибки экстраполяции, набежавшей за один цикл экстраполяции при отсутствии корректирующих воздействий G_j (в данном случае G_j= Δt₁), можно оценить, воспользовавшись выражением: G_j = G_д·l + G_к + D, (1) где - ошибка формирования длительности экстраполируемой последовательности, обусловленная ошибками измерения интервалов следования импульсов; T_иi, T_эi - реальное и экстраполируемое значения i-ого интервала следования импульса соответственно; Z - количество интервалов следования в экстраполируемой последовательности T_э<Z>;
l= T_c/T_э<Z> - количество повторений экстраполируемой последовательности за период следования серий T_c;
G_к - случайная ошибка, обусловленная кратковременной нестабильностью (за 1 с) интервалов следования входных сигналов;
D = [(Δf/f)_и + (Δf/f)_г]·T_ср·Z·l - отклонение длительности экстраполируемой последовательности от ее реального значения, вызванное медленными уходами частоты задающего генератора источника входных импульсов (Δf/f)_и и генератора импульсов 2 (Δf/f)_г экстраполятора импульсных сигналов при изменениях температурных режимов работы и питающих напряжений (долговременная нестабильность) указанных генераторов;
- среднее значение интервалов следования экстраполируемой последовательности.

Величина G_д обусловлена дискретным характером измерения интервалов следования импульсов и для типовых кварцевых генераторов измерительных средств составляет порядка 1·10^-7 с. Значение 1 определяется в основном длительностью принимаемых серий импульсов и периодом их следования и для радиолокационных средств составляет порядка 60-100. Экспериментальная проверка двух независимых кварцевых генераторов частотой 10 МГц показала, что значения G_д, G_к и D при Т_ср = 3·10^-3 с могут составлять соответственно: G_д - от 0 до 1,5·10^-5 с, G_к ≈ 0,2·10^-6 с [6], D до 15 мкс за период следования серий. С учетом указанных значений ошибка экстраполяции G_j может достигать нескольких десятков мкс за одну серию и накапливаться за несколько десятков серий до несколько сотен мкс.

Разработанный алгоритм экстраполяции импульсных сигналов, реализованный в блоке упреждения 5 (фиг. 4), позволяет вычислять ошибки экстраполяции от серии к серии и для ее устранения вводить равномерно в течение всего цикла экстраполяции (в промежутке между двумя сериями) корректирующие поправки, количество которых зависит от значений составляющих G_д, D и G_к и соотношения между ними.

После включения экстраполятора импульсных сигналов по команде, подаваемой со входа 2 экстраполятора, устанавливаются исходные данные алгоритма и управляющее напряжение на первом выходе блока упреждения: j:=0; T_v:=0; U_5-1: =0; момент ввода корректирующей поправки t_cr:=30 с; время ожидания очередной серии импульсных сигналов Т_ож:=30 с (блок 2), а также - количество импульсов в серии сигналов S:=0 момент ее окончания t_к:=30 с и импульс установки датчика времени в 0 - вначале U_5-2=1, затем U_5-2:=0 (блок 3).

Обнаружение серии входных импульсов (блок 4) производится на основе анализа моментов их приема t_i. Серия считается обнаруженной, если принято не менее 5 импульсов, для которых выполняются условия:
(t_i-t_i-1)<5T, (t_p - t₁) > 5T_max,
где i=2...p, p>4, T_max - максимальное возможное значение интервала следования сигналов (обычно не более 5 мс). Ввод моментов прихода входных сигналов ведется с запоминающего устройства 7 при поступлении прерывания на первый вход блока упреждения 5. За конец серии принимается момент прихода последнего импульса серии t_s, после которого в течение времени 3T_max входные сигналы отсутствуют. Момент окончания серии определяется с помощью устройства сравнения 8, для чего на шину B с блока упреждения 5 выставляется значение:
t_к:=t_i+3T_max.

Как только возникнет ситуация A>B, на четвертый вход блока упреждения поступит положительное напряжение U_5-4. Решение о принятии серии импульсов принимается при выполнении условий: A>B и S>3 (блоки 5, 6), при этом осуществляется переход к блоку 7. Если серия импульсов не окончена (A<B), осуществляется возврат к блоку 4, при приеме помех или отсутствии сигналов (A>B, но S<3) на первом входе экстраполятора - к блоку 3. Для определения значения T_v в блоке 7 производится автокорреляционный анализ моментов приема сигналов. Для этого вычисляется значение дискретной автокорреляционной функции Ф(kt_f):

где l[x] - функция Хевисайда (l[x]=1 при x>0, l[x]=0 при x<0);
f - шаг автокорреляции (задаются от 0,2 мкс до 20 мкс);
k - дискретная переменная, изменяющаяся от 1 до K;
Kt_f - диапазон автокорреляции (как правило, не превышает 400 мс).

Находится максимальное значение Ф(Kt_f) и, если для Ф(Kt_f)_max выполняется условие:
Ф(Kt_f)_max>3, (5)
то считается, что T_v определен, а период вобуляции составляет:
T_v =(k+1/2)t_f. (6)
Затем по значениям интервалов следования импульсов:
T_i= t_i - t_t-1 (7)
определяется их количество v за период вобуляции T_v. Из значений T_i формируется экстраполируемая последовательность значений интервалов следования входных импульсов
T_э<Z>=T_э1,...,T_эi,...,T_эZ, (8)
где T_эi = T_иi.

Для уменьшения ошибки экстраполяции, обусловленной величиной l (1), Z выбирается максимально возможным и кратным v по формуле:
Z=(s-1)/v - целая часть числа. (9)
Если определен период вобуляции T_v и сформирована экстраполируемая последовательность (блок 8), реализуется процедура включения экстраполяции (блоки 9-11). Для этого вначале в блоке 9 устанавливаются момент прихода (z+1)-ого импульса серии t_z:=t_иz + T_э1, номер экстраполируемого интервала z: = 1, а затем (блоки 10, 11) производится поиск z-ого интервала последовательности T_э<Z>, который соответствует текущему интервалу следования входного импульса. Для этого момент формирования экстраполируемого сигнала t_z, рассчитываемый по формулам 10, сравнивается со временем, задаваемым датчиком времени 6:
z:=[z+1]_z - (при z>Z задается z:=1); t_z:=t_z+ T_эz. (10)
При выполнении условия A>B осуществляется переход к блоку 12, где устанавливаются сигнал разрешения прохождения импульсов на выход экстраполятора U_5-1: =1, а также признак формирования очередного экстраполируемого импульса U_э: =0 (1 - сформирован, 0 - нет), признак принятия очередной серии P_r:=0 (1 - принята, 0 - нет) и количество импульсов в ней S:=0, величина смещения моментов формирования импульсов на текущем цикле экстраполяции Δt:=0, рассчитывается интервал времени с момента обнаружения серии T_с:

затем следует переход к блоку 14, так как сразу после включения экстраполяции условие блока 13 не выполняется. При появлении сигнала прерывания с выхода A=B устройства сравнения 8 в блоке упреждения формируется признак U_э: = 1, по которому следует переход к блоку 15 (блок 14), где задается момент формирования очередного экстраполируемого интервала t_z, равный T_эz, и определяется текущее значение T_с (блок 15) в соответствии с выражениями:
z:= [z+1]_z; t_z:=T_эz; Т_с:=Т_с+T_эz. (12)
На первом цикле экстраполяции условие блока 16 не выполняется, поэтому после установки U_э:=0 и Δt:=0 (блок 18) следует переход к блоку 19.

Обнаружение очередной серии входных импульсов в блоке 19 производится в ходе экстраполяции на основе сравнения интервалов следования принятых выходных импульсов и экстраполируемых. Серия считается обнаруженной при совпадении трех соседних интервалов последовательности T_эi<z> с тремя интервалами следования входных импульсов:
/t_эz-T_иi/ < S_tr, (13)
где S_tr - интервал времени, в течение которого ожидается появление очередного импульса (обычно порядка 100 мкс), и принятой, если в течение трех последних экстраполируемых интервалов входные импульсы отсутствуют. При принятии решения о приеме очередной серии устанавливается признак принятия серии P_r=1, по которому через блок 20 осуществляется переход к блоку 21, где останавливаются j: =j+1; S:=0; P_r:=0. Затем в блоке 22 рассчитываются время ожидания очередной серии T_ож и значение ошибки Δt_j экстраполяции, набежавшей за один цикл экстраполяции, по формулам (14):

где Zs - номер интервала последовательности T_э<z>, соответствующий S-ому сигналу серии.

Расчет значений корректирующего воздействия C_rj на текущем цикле экстраполяции производится в блоке 23 (алгоритм, фиг. 5). Если его значение отвечает условию блока 24:
|C_rj|<l*T, (15)
то следует переход к блоку 26, где рассчитывается интервал ввода корректирующей поправки I_с величиной T_г по формуле:
I_с = T_с/(C_rj/T_г), где T_г=l/f_r, (16)
а также устанавливаются текущие значения T_с:=0, Δt:= Δt_j, момент ввода корректирующего воздействия t_cr=I_c, после этого следует переход к блоку 14. Ввод корректирующей поправки производится при расчете интервала, для которого выполняется условие блока 16: T_с>t_cr. При этом в блоке 17 осуществляется изменение значения текущих значений t_z и t_cr:
t_z:=t_z+ T_г; t_cr=t_cr+I_c. (17)
Если Cr_j превышает пороговое (блок 24), то в блоке 25 изменяется длительность экстраполируемой последовательности путем увеличения (уменьшения) на величину T_г значения одного из ее интервалов, для которого ошибка /T_иz-Т_эz/ максимальна. После этого изменяется значение C_rj с учетом проведенной корректировки:
C_rj:=C_rj-T_г·l (18)
и следует переход к блоку 26.

Если в течение времени T_ож очередная серия входных сигналов не принята T_с>T_ож, то осуществляется выход из алгоритма (блок 27).

При введении корректирующего воздействия C_rj оценивается величина ошибки экстраполяции Δt_j, а также ее приращение за несколько циклов вобуляции при этом предполагается, что она обусловлена следующими факторами:
1) кратковременной, нестабильностью частоты тактовых генераторов экстраполятора и источника входных сигналов, если выполняется условие: /Δt_j/< 1 мкс;
2) дискретным характером задания длительности экстраполируемой последовательности, если G_j отвечает условию: /G_j/< 20 мкс;
3) медленными уходами частоты тактовых генераторов экстраполятора и источника входных сигналов, если приращение ошибки экстраполяции за оборот ΔG_j, j-n на протяжении трех серий имеет один знак и составляет больше 5 мкс;
4) наличием рассогласования, обусловленного неточностью определения требуемого корректирующего воздействия. Оно возникает из-за того, что перечисленные факторы 1-3 действуют совместно и обусловленные ими ошибки не могут быть четко разграничены.

Алгоритм расчета корректирующих воздействий (фиг. 5) выполняется по завершению первого (j=1) и всех последующих циклов экстраполяции (j>1 ). При j= 1 в блоке 2 устанавливается значение начального корректирующего воздействия C_r(j-1): =0, затем в блоке 3 определяется, вызвана ли ошибка экстраполяции воздействием фактора 3:
|Δtj|>P_з, (19)
где P₃ - постоянное пороговое значение, задаваемое в пределах от 20 до 30 мкс.

Если условие 22 выполняется, значение C_rj рассчитывается с учетом упреждения приращения ошибки экстраполяции за оборот, вызванного фактором 3 (блок 4):
C_rj:= Δt_j+( Δt_j - P₂), (20)
где P₂ - постоянное пороговое значение, задаваемые в пределах от 10 до 20 мкс.

В блоках 5, 7 проверяются условия воздействия факторов 2 и 1 соответственно:
|Δtj|>P₂;|Δtj|>P₁, (21)
где P₁ - постоянное пороговое значение, задаваемые в пределах от 1 до 2 мкс.

Значение C_rj находится, исходя из величины Δt_j (блоки 6, 8, 9), по формулам:
C_rj:= Δt_j; C_rj:= Δt_j/2; C_rj:=0 (22)
При приеме второй и последующих серий в блоке 10 рассчитывается суммарная ошибка экстраполяции, набежавшая к j-ой серии сигналов G_j с учетом введенного корректирующего воздействия:
C_j:= C_rj-1+ Δt_j; (23)
Если ошибка экстраполяции обусловлена фактором 3, то при j=2 в соответствии с условием G_j>P₃ (блок 12) рассчитывается значение C_j в соответствии с формулой (блок 13):
C_rj:= (G_j+G_j-1)/2 + ΔG_j,j-1, (24)
где ΔG_j,j-1= G_j-G_j-1 - приращение ошибки между двумя сериями.

Если условие блока 12 не выполняется, то следует переход к блоку 5. При j>2 наличие фактора 3 проверяется в блоке 14 по условию:
(ΔG_j,j-1 и ΔG_j-1,j-2) >P₃. (25)
При его выполнении G_j рассчитывается по формуле (блок 15):
G_rj: = (G_j + G_j-1 +G_j-2)/3 + Δ G_j,j-2. (26)
Иначе следует переход к блоку 16, где проверяется наличие воздействия фактора 4 согласно условий:
Δtj-k|(k = 0,1,2)>0 или Δtj-k|(k = 0,1,2)<0. (27)
где Δt_j-k - ошибка экстраполяции, определяемая согласно формуле 14 при приеме трех последних серий входных импульсов. Если эти ошибки имеют один знак (положительны или отрицательны), то значение C_rj рассчитывается как (блок 17):

Если условие блока 16 не выполняется, то следует переход к блоку 5.

На фиг. 6 представлены зависимости ошибок экстраполяции G(j) и Δt_j, полученные при T_с = 10 с, T_э<Z>= 82 мс.

Как видно из графиков, значение Δt_j остается практически постоянным и находится в пределах ± 0,4 мкс (среднеквадратическая ошибка экстраполяции моментов прихода импульсных сигналов составляет ± 0,13 мкс) при любых изменениях G_j в условиях установившегося процесса экстраполяции j > 4).

Таким образом, сформулированная задача экстраполяции последовательности импульсных сигналов, заключающаяся в достижении высокой точности экстраполяции последовательности импульсов с переменными интервалами следования за счет ее многократного повторения в течение интервала времени, равного периоду следования серий, решается с помощью предлагаемого устройства.

Источники информации
1. Аверьянов В.Я. Разнесенные радиолокационные станции и системы. Минск, "Наука и техника", 1978, стр. 27-35.

2. Способ измерения для экстраполяции при управлении частотой с использованием теоремы предсказания корреляционного анализа, патент N 301172, кл. G 06 G 7/30. ГЕРМАНИЯ (DD), опубл. 15.10.92 N 42.

3. Экстраполятор импульсных сигналов, авт.свид. N 1242994, кл. МКИ4 G 06 G 7/30, СССР (SU), публ. 07.07.86 N 25.

4. Цифровые интегральные микросхемы, справочник, под ред. М.И.Богданович, И. Н. Грель и др., Минск. "Беларусь", 1991. с. 120-121, с. 145-146, с. 268-275.

5. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем, т.2, справочник, М., "Радио и связь", 1988, с. 232-295.

6. Альтшуллер Г.Б. и др. Кварцевые Генераторы, справочное пособие, М., "Радио и связь", 1984, стр. 36.

Формула изобретения

Экстраполятор импульсных сигналов, содержащий амплитудный детектор, вход которого является первым входом устройства, генератор импульсов, отличающийся тем, что в него введены формирователь коротких импульсов, устройство задержки, вход которого соединен с выходом данного формирователя, первый вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, датчик времени, блок упреждения, предназначенный для определения значений интервалов следования экстраполируемой последовательности импульсов и расчета на основе определения ошибки экстраполяции корректирующего воздействия, запоминающее устройство, устройство сравнения, элемент И, элемент ИЛИ, вход датчика времени соединен с объединенными между собой выходом генератора импульсов, вторым входом формирователя коротких импульсов и вторым входом блока упреждения, первый вход которого соединен с выходом устройства задержки, выходная шина датчика времени соединена со входной шиной запоминающего устройства и входной А-шиной устройства сравнения, входная В-шина которого соединена с выходной шиной блока упреждения, входная шина которого соединена с выходной шиной запоминающего устройства, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя коротких импульсов, третий вход блока упреждения соединен со вторым входом экстраполятора импульсных сигналов, четвертый и пятый входы - с выходами "А больше В" и "А равно В" устройства сравнения соответственно, первый выход блока упреждения соединен с первым входом элемента И, второй - с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом установки 0 датчика времени, второй вход элемента И соединен с выходом "А равно В" устройства сравнения, а его выход - со вторым входом элемента ИЛИ и является выходом заявляемого устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6