Дискриминатор временного сдвигадвух когерентных случайных сигналов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<ц807314

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030479 (21) 2745406/18-24 (51)м Kh 3 с присоединением заявки Йо

G 06 F 15/31

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 681.323 (088. 8) Опубликовано 230281. бюллетень N3 7

Дата опубликования описания 230281 (72) Автор изобретения

В.И. Бартенев 1 Хл)! .; з.,", и нйтггфЖ

° Ф I

Харьковский ордена Ленина политехническ и им. В,И. Ленина (71) Заявитель (54) ДИСКРИМИНАТОР ВРЕМЕННОГО СДВИГА ДВУХ

КОГЕРЕНТНЫХ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и электронной автоматике, касается дискриминатора временного сдвига, который предназначен для выявления временного рассогласования в корреляционных системах и может использоваться в качестве чувствительного элемента (измерительного устройства) в электронных системах автоматического регулирования.

Известные диксриминаторы, в отличие от коррелометров, имеют характеристику (зависимость величины

;напряжения на выходе от .величины

:временного рассогласования входных сигналов), являющуюся нечетной функцией и соответствующую дискриминаторной кривой. При подаче когерентных напряжений на входы известных дискриминаторов нуль напряжения на выходе (соответствующий нулю дискри" минаторной характеристики) получается при несовпадении во времени сигналов на входе.

Известно корреляционное устрой- . ство, представляющее собой знаковый дискриминатор временного сдвига,. содержащий два усилителя-ограничителя, выходы которых соединены с входами двух схем совпадения и двух схем антисовпадения, два триггера, входы первого из которых связаны соответственно с двумя схемами совпадения, а второго — со схемами антисовпадения, четыре двухпозици- .

- онных ключа, причем входы первых двух соединены соответственно со схемами совпадения, а двух других— со схемами антисовпадейия, управляющие входы двух первых ключей подключены к выходам второго триггера, а управляющие входы вторых ключей — к выходам первого триггера, и формиру15 ющий трйггер с интегрирующей цепью на выходе, причем все первые выходы ключей соединены с одним входом формирующего триггера, а все вторые выходы — с другим. устройство имеет

?0 характеристику, являющуюся нечетной функцией (1),., Однако в такой схеме нуль дискриминаторной характеристики соответствует несовпадению во времени входных сигналов. Известное устройство вычисляет корреляционную функцию двух входных случайных сигналов по вероятностям совпадения их знаков.

Если для простоты анализа пред30 ставить, что входными сигналами

807314

15

55 являются гармонические когерентные колебания с периодом Т, то нул напряжения на выходе дискриминатора (соответствующий нуль дискриминаторной характеристики) при относительном временном сдвиге входных сигналов равен Т/4. Кроме того, схема дискриминатора сложна. Для получения большой крутизны фронтов импульсов усилителя ограничители должны иметь большой коэффициент усиления. Полосы захвата и удержания днскрнминаторной характеристики узкие. Известно, что внд дискриминаторной характеристики зависит от параметров входных сигналов. ври гармонических когерентных входных сигналах с периодом Т известное устройство имеет (теоретически) характеристику с шириной захвата и удержания, равной Т/2.

Известно также корреляционное устройство, построенное по типу звукового коррелятора несовпадения знаков, содержащее усреднители, знаковые преобразователи, два элемента

И, выходы которых соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ

f2), Однако изнестное устройство отличается сложностью конструкции.

Цель изобретения — упрощение дискриминатора и расширение зоны линейности нечетной дискриминационной характеристики.

Поставленная цель достигается тем, что в дискриминатор временного сдвига, содержащий измерительный прибор, дна усреднителя, дна блока выделения знака„ входи которых янляются соответственно первым и вторым входами дискриминатора, первые выходы бл ков выделения энака подключены соответственно к первым входам первого н второго элементов И, вторые входы которых подключены соответственно ко вторым выходам второго и первого блоков выделения знаков, выход первого и второго элементовИ соединен с соответствующими входаии элемента ИЛИ, введены триггер, третий и четвертый элементы И, первые входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ, а вторые — подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, входы которого соединены соответственно с первым въйодом первого блока выделения знака н со вторым выходом второго блока выделения знака, выход третьего элемента И подключен к первому выводу измерительного прибора н ко входу первого усреднителя, выход четвертого элемента И соединен со вторым входои измерительного прибора и со входом четвертого усреднителя.

На фиг. 1 представлена блок-схема дискриминатора временного сдвига; на фнг. 2 — энюры напряжений в различных точках схемы.

Дискриминатор временного сдвига содержит блоки 1 и 2 выделения знака (напрнмер триггеры Шмитта), элементы

И 3 и 4, элемент ИЛИ 5, триггер б, элементы И 7 и 8, измерительный прибор 9, усреднители 10 и 11 и является знаковым.

При сравнении но времени двух случайных когерентных напряжений по совпадению их знаков возможны четыре комбинации знакон: (+ +) — совпадение положительных знакон1 (- -) совпадение отрицательных знаков1 (+ ") — антисонпадение положительных знаков; (- +) — антисовпадение отрицательных знаков.

Если обозначать стрелкой последовательность появления комбинаций знаков, например (+ + -+ + -), о можно прочитать: за совпадением следует антисовпадение положительных знаков.

Пусть чередования. комбинаций знаков (+ + -э + -) (— — - — +) (+ — - — -) (- + - + +) называются прямой последовательностью и обозна- чаются (- ), а чередования (+ + — +) (- - - + -) (+ — -+ +) (- + -э- -) — обратной последовательностью n e osHs s Tcs ().

Если имеется нременной сдвиг между когерентными сигналами и первое напряжение опережает второе, то наблюдается прямая последовательность чередований знаков. Если первое напряжение отстает от второго, то наблюдается обратная последовательность чередований знаков. При отсутствии временного сдвига происходят чередования знаков (+ + - — -) и (- — -+ + +), которые назовем нулевой последовательностью и обозначим (О) .

На входы несимметричных триггеров 1 и 2 поступают когерентные случайные сигналы, между которыми требуется измерить относительный временной сдвиг. С помощью знаковых преобразователей производится клиппирование входных сигналон. Клиппирование напряжения на выходах преобразователей 1 и 2 содержит информацию только об изменениях знаков г

Входных сигналов.

Дискриминатор временного сдвига вычисляет по вероятностям совпадения знаков функцию

K () .= sign (b)" (1-P<)=

sign (h) где

1 при = (- );

sign (Ь) = -1 при 6.= ();

1 при -1 при b, = (О)

Определение К (С) может быть практически реализовано путем логической сортировки импульсов, сигнализирующих о знакосонпаденнях входных сигналов, на две группы (на два канала) по признакам прямой и обратной последовательности чередо807314 вания в каждой группе (каждом канале) импульсов, по времени и выделения их постоянной составляющей.

Дискриминатор работает следующим образом, На фиг. 2 показаны напряжения между выходами первого O и второго

О триггеров. При антисовпадении положительных знаков, (+ -) этих напряжений действует напряжение на выходе схемы совпадения 3 (фиг.2 в), при антисовпадении отрицательных знаков (- +) действует напряжение на выходе схемы совпадения элемента

И 4 (фиг. 2 t ). На выходе элемента

ИЛИ 5 действует напряжение как при комбинации знаков (+ -), так и при (- +) (фиг. 2 д ) . С выхода элемента

ИЛИ 5 и выходов триггера б напряжения подаются на входы элементов И 7 и 8. С помощью триггера б и элементов И 7 и 8 осуществляется логическая сортировка импульсов по признакам прямой и обратной последовательности, Триггер б управляется передними фронтами положительных им пульсов по одному входу с прямого выхода блока 1, по второму входов с инверсного выхода блока 2, На фиг. 26 показано напряжение между выходами триггера б, При обратной последовательности чередования знаков входных сигналов действует импульсное напряжение на выходе схемы совпадения элемента И 7 (фиг.2 ж), при прямой последовательности — на выходе схемы совпадения элемента И 8 (фиг.2 ф ). Таким образом, определяется в приведенной выше формуле зна.чение множителя sign (b.). Если импульсное напряжение появляется на выходе схемы совпадения 7, то это означает, что sign (d ) = -1, если — на выходе схемы совпадения элемента И 8, то sign (h) = 1, °

Выше было показано, что К (С ) =

= Р . Вероятность Р> может бйть вычислена по длительностям интервалов времени, соответствующих совпадению и несовпадению знаков входных сигналов (фиг, 2 ж., g )

И Т н(1= где Т вЂ” промежуток времени, за который производится усреднение;

N4 — количество интервалов (импульсов) времени несовпадения знаков входных сигналов за время Т; длительность i-го интервала (импульса) несовпадения знаков входных сигналов. Другими словами Ри есть постоян:ная составляющая импульсного напряжения на выходах элементов И 7 или 8.

Выделение постоянной составляющей осуществляется либо измерительным прибором 9; либо интегрирующими цепями (интеграторами) 10 и 11. На фиг, 2и. показана эпюра напряжения между выходами интегрирующих цепей

10 и 11.

Схема содержит небольшое количество элементов. Наиболее рационально устройство можно выполнить на интегральных микросхемах, либо на транзисторах и полупроводниковых диодах. Возможно создание дискрими15 натора в виде интегральной микросхемы в одном блоке., формула изобретения

Дискриминатор временного сдвига двух когерентных случайных сигналов, содержащий измерительный прибор, два усреднителя„ два блока выделения знака, входы которых являются соот25 ветственно первым и вторым входами дискриминатора, первые выходы блоков выделения знака подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы

g() которых подключены соответственно ко вторым выходам второго и первого блоков выделения знака, выходы первого и второго элементов И соединены с соответствующими входами элемента

З . ИЛИ,. отличающийся тем, что, с целью упрощения дискриминатора и расширения зоны линейности нечетной дискриминационной характеристики, в дискриминатор введены триггер, третий и четвертый элементы И, первые

®О входы которых соединены с выходом . элемента ИЛИ, а вторые — подключены соответственно к первому и второму выходам триггера, входы которого соединены соответственно с первым

4g выходом первого блока выделения знака и со вторым выходом второго блока выделения знака, выход третьего элемента И подключен к первому выводу измерительного прибора и ко входу

gp усреднителя, выход четвертого элемента И соединен со вторым выводом измерительного прибора и со входом второго усреднителя.

Источники информации, принятые 13о Внимание прН экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 271909, кл. 6 Об G 7/52, 1970.

2. Курочкин С.С. Многоканальные счетные системы и коррелометры.М., Энергия, 1972, с. 223-228.

8О 7314

l ! .

Puz.2

Составитель В. Жовинский

Техред С. Беца Корректор О. Билак

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 294/75

Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытиИ

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,.ул. Проектная, 4