Устройство для приема и обработки информации

 

ОП ИСАНИЙ

ИЗОВРЕТИН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтскнк

Социалистичвскик

Рвс убяик ()858059 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Занвлено 11. 11. 79 (21)2840723/18-24 с присоединением заявки М— (Ь!)М. Кл.

6 08 С !9/28

Гоеудерстебевй квинтет

СОВР по делан кеевретеккй к етермткк (28) Приорнтет— (53) УДК 621.398 (088. 8) Опубликовано 23.08.8! . Бюллетень,!те 31

Дата опубликования описания 23. 08. 81 (72) Автор изобретения

Л.В.Мовчан (71) Заявитель (.54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ

ИНФОРМАЦИИ.Изобретение относится к области передачи данных, обработки.информации и определения характеристик случайных процессов и предназначено для выделения импульсных .сигналов иэ поS мех с контролем достоверности принятого сообщения.

Известны устройства, решающие за" дачу выделения импульсных сигналов.

Известно устройство для защиты от импульсных помех, позволяющее избежать их путем запирания приемного тракта на время их действия, содержащее соединенный со входом устройства элемент задержки, выход которого через прерыватель соединен со входом усилителя мощности, выход которого соеоединен с выходомстройства, импульсный детектор, подключенный ко второму входу прерывателя через форьо1рователь щ уровня, между входом элемента задерж-: ки и входом импульсного детектора включен усилитель-ограничитель

АРУ (1) .

Недостатками устройства являются:

I. Невозможность подавления непрерывных помех и шумов, эаменявшихся в полезный сигнал при прохождении через радиолинию.

2. Низкая помехоустойчивость к воздействию импульсов помех при на- личии шумов, что объясняется увеличением среднего уровня сигнала и в связи с этим понижением чувствительности схемы выделения импульсов помех к воздействию последних.

3. Не учитывается изменение пикфатора входного сигнала в процессе: приема для адаптивной регулировки

nopora срабатывания формирователя управляющего импульса.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для выделения импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные усилитель, первый элемент задержки, инвертор, первый сумма« тор, амплитудный различитель, вто858059 пульсных последовательностей, сумматор 11,, — 11> блок !24- 12 дифференцирования, амплитудный селектор

13 - 131, счетчик 14 — 14 и элемент

15 — 151 задержки.

На вход 16 устройства поступают последовательности видеоимпульсов, длительность которых априорно известна, но изменяется от импульса к

25 импульсу по случайному закону из-за воздействия аддитивного шума. Усили тель с АРУ обеспечивает постоянство уровня сигнала на его выходе при изменении его на входе усилителя.

Постоянство амплитуд импульсов с выхода усилителя 1 (фиг.2 a) поэволяет использовать в амплитудных се-. лекторах 13 — 13 неизменный уровень к ограничения А (фиг.3 к, м, и).

Блок 2 задержки осуществляет задержку в интервале времени, определяемом выражением

+$!

Э Я. (1) где v — длительность (априорная) информационного импульса;

L,> — максимальное значение отклонения длителности импульсов от априорно известного. Значение величины Ьг определяется путем статичес45 кой обработки результатов предыду— щих измерений или задается в соответствии с ожидаемым значением флуктуаций длительности импульсов.

Отводы в блок 2 задержки выполнены с дискретностью значений интервалов времени задержки. Величина интервала времени р< выбирается так, чтобы при дифференцировании двух

О импульсов следующих через такой

55 интервал, обеспечивалось получение неискаженных и хорошо различимых импульсов результата дифференцирования. рой элемент задержки, второй сумматор, блок дифференцирования, пороговый блок и формирователь импульсов стандартной длительности, второй вход первого сумматора соединен с 5 выходом усилителя, а второй вход второго сумматора — со вторым выходом амппитудиого различителя f2). Однако устройство имеет низкую помехоустойчивость к воздействию флуктуационных.помех. Воздействие таких помех на импульсные сигналы приводит к модуляции mr. по длительности по случайному закону и, следовательно, информационные импульсы будут отфильтрованы устройством как помеховые.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для приема и обработки информации, содержащее усилитель, вход которого соединен со входом устройства, выход — со входом блока задержки, формирователь импульсов, выход которого соединен с выходом устройства, и канал обработки информации, включающий формирователь импульсных последовательностей, сумматор, блок дифференцирования, амплитудный селектор и элемент задержки, первый выход формирователя импульсных последовательностей соединен непосредственно с первым входом сумматора, второй выход через элемент задержки — со вторым входом сумматора, выход которого через блок дифференцирования соединен со входом амплитудного селектора, введены блок управления, элемента ИЛИ, блок регистрации, дополнительные каналы обработки информации, в каждый канал обработки информации введены блок вычитания и счетчик, выход блока вычитания соединен со входом формирователя импульсных последовательностей, выход амплитудного селектора соединен с первым входом счетчика и соответствующим входом первого элемента ИЛИ, выход которого через формирователь импульсов соединен со входом блока управления, выход которого соединен са вторыми входами счетчиков всех каналов обработки информации, выходы которых соединены с соответствующими входами второго элемента

ИЛИ, выход которого соединен со вхо.дом блока регистрации, первый вход блока вычитания каждого канала обработки информации соединен с выходом усилителя, второй вход — с соответствующим выходом блока задержки.

На фиг.i приведена функциональная схема устройства для приема и обработки информации; на фиг.2 и 3 — временные диаграммы, пояснякицие работу устройства.

Устройство (фиг.l) содержит усилитель 1 с АРУ, блок 2 задержки, блок

3 управления, форьщрователь 4 импульсов, элементы ИЛИ 5 и 6, блок 7 регистрации в каждом канале 81- 8я об-, работки информации, блок 9 — 9 вычитания, формирователь 10 — 10я им—

5 858059

15 где а t — единичный интервал времени задержки;

I = 1,2...n- номера отвода блока 2 задержки, блок задержки при этом имеет 2n отводов, щ причем

М=qI,,(q) где д7 — величина, определенная в выражении (1) . Числом 2п 2S определяется количество каналов 8„- 8 обработки информации;

Задержанный и незадержанный сигналы вычитаются в блоках 91 -91 вычита- З11 ния. В результате этой операции взаимокомпенсируются перекрывающиеся части информационных импульсов и спектральные составляющие шумов, время корреляции. которых больше времен задержки в блоке 2, а также некоторые импульсы помех, случайно совпавшие по временному положению в прямом и задержанных процессах (фиг.2 д,ж,з).

Формирователи 101- 1О„ производят разделение сигналов с выхода блоков вычитания по нулевому уровню на последовательности импульсов положительной и отрицательной полярности.

Импульсы положительной полярносги задерживаются элементами 15„ -15я задержки. Время задержки этих импульсов элементами 151-15 1 каждого i-го канала 8 обработки равно времени задержки сигналов в блоке 2, соответствующего данному значению i.Ñóìмирование в сумматоре 11 задержанных

/ положительных и неэадержанных отрйцательных импульсов, снимаемых с выходов формирователя 10, приводит к полному подавлению шумов и импульсов помех, за исключением небольшой их части, расположенной со стороны заднего и переднего фронтов импульсов

Существование указанного интервала времени объясняется отличием жарактеристик блоков 12 дифференцирования от характеристик идеальных устройств дифференцирования.

Таким образом, время задержки входных сигналов с усилителя 1 от выхода к выходу блока 2 задержки меняется согласно выражению: в интервале времени, равном задержке процесса для данного канала обработ-I

as (фиг.З ti, л, ну.

Задние и передние фронты пеаакиу тельник и отрицательных импуаЬа4йв этих последовательностей совещают по времени тоаько в тех каналах, для которых длительность искаже юого информациомного имшульса исходного процесса с выхода усилителя 1 оказались равной удв щшому значению времени задержки в блоке 2 и элементах 8. Дифференциуаеакне таких перепадов в блоках 121- 12я дает импульс с удвоенным по амплитуде значением в отличие от результатов дифференцирования остальных импульсов, временное положение задних и передних фронтов которых не совпало. Амплитудная селекция, осуществляемая амапйтуднььи селектора я 131- 1Зм ноэволяет выделить из импульсов результата дифференцирования (фиг 3 к, и) только им" пульсы с удвоенной амплитудой, обеспечив тем самым окончательное выделение информационного импульса опре деленной длительности на фона шумов и.помех.

Таким образом, каждый канал Зя-8 1 обработки настроек на выделение км пульсов только определенной длительности, величина которой эадаетая временем задержки в блок 2 задержяш-.

Поскольку число каналов обработию выбрано так, что охватывает все возможные значения длительностей искаженных шумами информационнык импульсов, то обеспечивается качественное выдаление переданного. импульсного сообщения. Элемент ИЛИ 5 сводит выделенные амплитудными селекторами

131- 13м импульсы в единый поток (фиг.3 ф) . Формирователь 4 импульсов вырабатывает импульсы требуемой длительности, поступающие на выход

17 устройства.

Число импульсов на выходах амплитудных селекторов 13„- 13<, подсчитанное sa определенный интервал времени счетчиками 14„- 14я, несет информацию о количестве информационных импульсов с длительностью, на которую настроен тот или иной канал обработки. Дискретность различаемых значений длительностей составляет величину at согласно (.2) . Поэтому ,можно считать, что каждое значение длительности импульса, выделенного в том или ином канале обработки, на858059 блюдапось во входной реализации слу-. чайного процесса в промежуток времени равный д . Подсчет числа импульсов потоков (фиг.3 р,с,т) на некотором интервале времени, задаваемом блоком

3 управления, позволяет реализовать измерение плотности распределения

49юуктуаций длительности информационных импульсов методбм дискретных выборок.

Оценка плотности распределения характЕризуется соотношением

%Ä(ai3= r (4) где h„ — число импульсов, выделяемое в том или ином канале обработки;

ht, — ширина дифференциального коридора;

К вЂ” общее число выборок;

i — номер канала обработки.

Общее число выборок К подсчитывается блоком 3 управления путем счета сформированных формирователем

4 информационных импульсов за один и тот же интервал времени, и в процессе измерений остается числом постоянным. Не изменяетая также и ширина дифференциального коридора Ь й, поэтому значение плотности вероятности определяется числом импульсов h..

Так как анализ времени пребывания реализации случайного процесса в интервале at производится параллельно для всех интервалов, после окончания цикла усреднения результачтов измерений в счетчиках 14 - 14 1 записан ряд дискретных значений плотности распределения флуктуаций длительности измерительных импульсов.

По сигналу с блока 3 управления дис-! кретные значения плотности распределения выводятся из счетчиков 14 через элемент ИЛИ 6 последовательно, начиная с канала, настроенного на выделение наибольшей длительности информационного импульса.

Интерва времени между считыванием результатов измерений выбирается кратныи по ширине дифференциаль-. ного коридора и равным скорости вывода информации блоком 7 регистрации. Регистрация значений плотности распределения может производиться в цифровом виде или в виде точек, ордината которых соответствует измеренному значению плотности распределения. Полученное графическое

1изображение плотности распределе ния позволяет определить математи1. устройства, выход — со входом блока задержки,формирователь импульсов,вы45 ход которого соединен с выходом устройства, и канал обработки информации включающий формирователь импульсных последовательностей, сумматор, блок дифференцирования, амплитудный

50 селектор и элемент задержки, первый i выход формирователя импульсных по— следовательностей соединен непосредственно с первым входом сум матора, второй выход через элемент

5 !

О

35 ческое ожидание, среднеквадратичеекое отклонение и отличие закона распределения исследуемого случайного процесса от нормального, другие характеристики входного случайного процесса.

При необходимости контроля достоверности принимаемых сообщений без анализа закона распределения можно использовать результаты счета импульсов 6 счетчиков 14 — 14 1 канала, настроенного на априорно заданную длительность информационных сигналов. При приеме достоверной информации hy К, с ухудшением достоверности, неравенство her C К будет усиливаться, Прн приеме телеметрической информации с ВИИ, в других временных системах, вычисленное значение среднеквадратического отклонения флуктуаI ций длительности может быть использовано для корректировки результатов телеизмерений.

Предлагаемое устройство имеет повышенную помехоустойчивость к воздействию флуктуационных шумов, позволяющую уверенно выделять информационные импульсы из помех. Оценка и регистрация значений плотности распределения, сопутствующего приему случайного процесса, позволяют судить о достоверности принятых сообщений, создают предпосылки для автоматизации процесса. отбора информации.

Формула изобретения

Устройство для приема и обработки информации, содержащее усилитель, вход которого соединен со входом задержки — со вторым входом сумматора, выход которого через блок дифференцировання соединен со входом ампли-. тудного селектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

1помехоустойчивости устройства, в него введены блок управления, элементы

ИЛИ, блок регистрации, дополнительные каналы обработки информации, в каждый канал обработки информации введены блок вычитания и счетчик, выход блока вычитания соединен со входом формирователя импульсных после- довательностей, выход амплитудного селектора соединен с первым входом счетчика и соответствующим входом первого элемента ИЛИ, выход которого через формирователь импульсов соединен со входом блока управг.ения, выход которого соединен со вторыми входами счетчиков всех каналов об858059 1О работки информации, выходы которых соединены с соответствукщими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом блока регистрации, первый вход блока вычитания каждого канала обработки информации соединен с выходом усилителя, второй вход — с соответствующим выходом блока задержки . !

О Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 - 418984, кл. Н 04 В 1/10, 970.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 658784, кл. Н 04 Q 1/36, 1977 (прототип).

858059

Составитель Н. Бочарова

Редактор А.БЫшкина Техред И. Гайду Корректор В.Бутяга

Заказ 9509 Тираж 694 Подпи сно е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Ii3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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