Устройство для селекции сигналовзаданной формы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресттублик ()834879

I (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 733097 (51) М. Кл.з (22) Заявлено 26.03.79 (21) 2741036/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Н 03 К 5/22

Гееудеретеекнмй.кемитет

СССР (53) УДК 621.374..4 (088.8) Опубликовано 30.05.81. Бюллетень №20

Дата опубликования описания 06.06.81 по делам лзееретенвй и еткрмтий (72) Авторы изобретеиия

А. В. Матрен ко

1 (1,;

Спет(иальное конструкторско-технологическое бюро физико- механического .института АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ СИГНАЛОВ

ЗАДАННОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к электронным схемам импульсной техники для преобразования колебаний произвольной формы, а именно к устройствам обнаружения и сортировки импульсов по форме.

По основному авт. св. №-733097 извест- S но устройство для селекции сигналов заданной формы, содержащее многоотводный элемент задержки, вход которого соединен с входной шиной, а отводы подключены к первым входам вы читателей, выход каждого из которых через блок выделения модуля соединен с соответствующим входом сумматора, перемножителя, индикатор нулевого напряжения, генератор периодического напряжения, аттенюатор и дополнительный вычитатель, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход через аттенюатор соединен с выходом генератора периодического напряжения, а выход дополнительного вычитателя соединен со входом индикатора нулевого напряжения, причем выход генератора периодического напряжения соединен со входами перемножителей, выход каждого из которых соединен со вторым входом соответствующего вычитателяш.

Недостатком известного устройства является то, что оно может быть использовано лишь для обработки тех сигналов, интервал дискретизации At которых значительно больше периода Т функции К(1), которая определяет период изменения энергии эталонного сигнала TC«t.

Кроме того, оно обладает низким быстродействием. Быстродействие устройства определяется быстродействием элементной базы, которая используется для реализации устройства. Но элементная база фактически определяет минимальную длительность периода Т изменения функции K(t), а быстродействие устройства в действительности характеризуется максимальной граничной частотой обрабатываемых сигналов при заданном значении Т, т. е. — интервалом at, который должен быть значительно (как минимум на несколько порядков) больше длительности периода Т.

Цель изобретения — увеличение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве содержащем многоотводный элемент задержки, вход которого соединен

834879 ео входной шиной, а отводы подключены к первым входам вычитателей, выход каждого из которых через блок выделения модуля соединен с соответствующим входом сумматора, перемножителя, индикатор нулевого напряжения, генератор периодического напряжения, аттенюатор и дополнительный вычитатель, первый вход которого соединен с выходом сумматора, второй вход через аттенюатор соединен с выходом генератора периодического напряжения, а выход дополнительного вычитателя соединен со входом индикатора нулевого напряжения, причем выход генератора периодического напряжения соединен со входами перемножителей, выход каждого из которых соединен со вторым входом соответствующего вычитателя, генератор периодического напряжения выполнен в виде дополнительного сумматора, входы которого через дополнительные блоки выделения модуля подключены к отводам многоотводного элемента задержки, а выход ко входу аттенюатора. и

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для селекции сигналов заданной формы.

Устройство содержит многоотводный элемент 1 задержки, многоотводные вычитатели 2, перемножители 3, блоки 4 выделения модуля, сумматор 5, дополнительный вычитатель 6, аттенюатор 7, индикатор 8 нулевого напряжения, дополнительные блоки 9 выделения модуля и дополнительный сумматор 10. Выход индикатора 8 нулевого зо напряжения является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении сигнала на вход элемента 1 задержки, вход которого соединен с входной шиной, на его отводах получаются напряжения, соответствующие дискретным отсчетам поступившего сигнала в моменты времени (t — n 6t), где и — номер отвода элемента 1 задержки. Сигналы с отводов элемента 1 задержки поступают 4о на первые входы вычитателей 2, на вторые входы которых поступают сигналы с выходов перемножителей 3, коэффициенты передачи которых задают дискретные отсчеты эталонного сигнала. При этом напряжения с отводов элемента 1 задержки поступают так 4> же на входы блоков 9 выделения модуля, которые так же, как и блоки 4 выделения модуля, выполняют операцию взятия по модулю поступающих на их входы сигналов, например, путем двухполупериодного выпрямления, а на их выходах образуются напряжения, равные абсолютным значениям сигналов на входах. Далее напряжения с выходов блоков 9 поступают на входы сумматора.10, в котором происходит их алгебраическое сложение. Таким образом, напряже- у ние на выходе сумматора 10 равно сумме абсолютных значений дискретных отсчетов анализируемого сигнала.

Поскольку сумма абсолютных значений дискретных отсчетов сигнала пропорциональ" на его энергии, то сигнал на входах перемножителей 3 и на входе аттенюатора 7, подключенных к выходу сумматора 10, равен энергии анализируемого сигнала. При перемножении значения энергии анализируемого сигнала на дискретные значения эталонного сигнала, которые заданы коэффициентами передачи перемножителей 3, на выходах которых образуются напряжения, равны дискретным значениям отсчетов эталонного сигнала, а амплитуды сигналов на выходах перемножителей 3 пропорциональны энергии анализируемого сигнала.

Таким образом, в каждый момент времени энергия эталонного сигнала оказывается равной энергии анализируемого в этот же момент времени входного сигнала. Причем за период времени kt происходит формирование эталонного сигнала только с одним значением энергии, которое равно энергии анализируемого сигнала, а не множества эталонных сигналов с различной энергией, как это выполняется в известном устройстве.

В вычитателях 2 происходит алгебраическое вычитание из дискретных отсчетов анализируемого сигнала дискретных отсчетов эталонного сигнала, а образующиеся на выходах вычитателей 2 разностные сигналы поступают через блоки 4 на входы сумматора 5. На выходе сумматора 5 получается напряжение, пропорциональное сумме абсолютных значений разностей дискретных отсчетов анализируемого и эталонного сигналов, которое поступает на первый вход вычитателя 6, на второй вход которого поступает напряжение с выхода сумматора 10 через аттенюатор 7. Полученный на выходе вычитателя 6 сигнал, величина которого пропорциональна разности энергии эталонного сигнала и суммы абсолютных значений разностей дискретных отсчетов анализируемого сигнала и эталона, сравнивается с нулевым уровнем в индикаторе 8, срабатывание которого свидетельствует о наличии сигнала заданной формы. При этом за интервал Ы сумма абсолютных значений разностей дискретных отсчетов анализируемого сигнала и эталона сравнивается только с одним значением энергии анализируемого сигнала, а не с множеством эталонов с различной энергией, как это осуществляется в известном устройстве.

Таким образом, в предлагаемом устройстве для формирования эталонного сигнала используется значение энергии анализируемого сигнала, и энергия эталонного сигнала в каждый момент времени равна энергии анализируемого сигнала. Время анализа сигналов становится равным интервалу дис.кретизации Ы анализируемого сигнала и не связано, как в известном устройстве с дли834879

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 4057/84 Тираж 988 Подписное

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4,. тельностью периода Т. Поскольку существующая элементная база определяет максимально достижимое быстродействие наиболее высокочастотного блока устройства, то предлагаемое устройство позволяет достичь большего быстродействия по сравнению с известным устройством. Например, при обработке сигналов с верхней граничной частотой 500 кГц время задержки сигнала между двумя соседними отводами элемента 1 задержки не должно превышать 1 мкс, а период Т изменения энергии эталона в известном устройстве должен быть 100 нс.

Это означает, что частота периодической функции K(t) должна быть не менее 10мГц, а полоса пропускания каждого из блоков устройства должна превышать значение 15

10 мГц, Благодаря введению дополнительных блоков выделения модулей и дополнительного сумматора обеспечивается формирование эталонного сигнала с такой энергией, которая равна энергии анализируемого сигнала, а не формирование эталона с периодически пульсирующей энергией, как это происходит в известном устройстве. Поэтому в предлагаемом устройстве, по сравнению с известным, полоса пропускания блоков может быть снижена до значений порядка 1 мГц; а при использовании высокочастотных блоков с полосой пропускания до

10 мГц оно может быть использовано для обработки сигналов. с большей верхней грапичной частотой спектра (до 5 мГц вместо 500 кГц).

Таким образом, предлагаемое устройство так же, как и известное, -обеспечивает обнаружение сигнало заданной формы с различной энергией независимо от энергии: анализируемых сигналов, но в отличие от него позволяет снизить требования к быстродействию элементной базы, которая используется для реализации устройства, при заданном быстродействии элементной базы повысить допустимую верхнюю граничную частоту обрабатываемых сигналов, что соответствует увеличению быстродействия устройства.

Устройство для селекции сигналов заданной формы по авт, св. № 733097, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, генератор периодического напряжения выполнен в виде дополнительного сумматора, входы которого через дополнительные блоки выделения модуля подключены к отводам многоотводного элемента задержки, а выход — ко входу аттенюатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 733097; кл. Н 03 К 5/20, 1977.