Устройство для оценки параметров сигналов и условиях действия помех

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Респубпии

<и,866741 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 05. 12. 79 (21) 2850739/18 — 21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

Н 03 К 17/60 Ъаударктвкикый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.09.81. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 25 .09 .8 1 (53) УДК 621. 382 (088.8) 1

Ю. M. Коршунов, А. В. Симкин и M. Ю. Коршунов

1 (72) Авторы изобретения

1

Рязанский радиотехнический институт

, (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ

В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВИЯ ПОМЕХ

Изобретение относится к области измерения параметров непрерывных и дискретных сигналов в условиях действия высокочастотных помех и может быть использовано в системах телемеханики, измерительной техники и радио- локации.

Известно устройство, представляющее собой фильтр с растущей памятью, который воспроизводит без ошибки сигналы, описываемые полиномом конечной степени (13.

Недостатком известного устройства является накопление им динамической ошибки в случае, когда реальный сигнал не может быть в точности пред15 ставлен полиномом той же самой степени, что и порядок используемого фильтра.

Известно также устройство для из20 мерения амплитуды импульсных сигналов в помехах со случайными моментами начала и окончания импульсов, состоящее из активного вероятностного реле и управляемого измерительного блока, представляющего собой нелинейный RCфильтр с гиперболическим законом изменения параметра f 2 .

Недостатком такого устройства является то, что его выходная величина пропорциональна площади импульса, так что точность оценки амплитуды импульса в сильной степени зависит от

его формы и ширины.

Цель изобретения — повышение точности оценки параметров сигналов, описываемых на ограниченных интервалах времени полиномом невысокой степени (кусочно-постоянные сигналы, кусочно-линейные сигналы, кусочно-параболические сигналы и т.п.) в условиях действия высокочастотных помех.

Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем измерительный узел и вероятностное реле, вероятноотное реле выполнено в виде двух одинаковых вероятностных реле, на входе одного из которых включен инвертор, выход измерительного узла подсоединен к введенному блоку определения параметров сигнала, между входом и выходом измерительного узла введен алгебраический сумматор, выход которого соединен с первым активным вероятностным реле и с инвертором, а выходы указанных реле через второй введенный алгебраический сумматор подключены к управляющему входу измерительного узла и к второму входу блока определения параметров сигнала, измерительный узел выполнен в виде фильтра с растущей памятью.

На фиг. 1 приведена блок-схема

15 ус тройс тва для оценки пар аме тров сигналов в условиях действия высокочастотных помех; на фиг. 2 дана практическая реализация этой блок-схемы для оценки амплитуды прямоугольных импульсов со случайными моментами прихода и окончания каждого импульса в условиях действия высокочастотных помех; на фиг. 3 представлен график, поясняющий работу устройства.

Устройство состоит из измерительного узла 1, блока 2 определения параметров сигнала, первого алгебраического сумматора 3, вероятностного реле на разнополярный входной сигнал, со30 стоящего из двух одинаковых активных вероятностных реле (АВР) 4 и 5, ин- .вертора 6 и второго алгебраического сумматора."

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при отсутствии сигнала Z(t) на входе память измерительного узла имее максимальное значение, поэтому он обладает максимальной инерционностью. С выхода сумматора 3 снимается нулевой сигнал рассогласования 8 (t) =, О, вероятностные реле 4 и 5 находятся в нулевом состоянии (сигналы на их выходах равны нулю).

Входной сигнал Z(t) одновременно подается на вход узла 1 и на плюсовой вход алгебраического сумматора 3.

Благодаря большой инерционности измерительного узла 1 сигнал Y(t) на его 50 выходе остается равным нулю и с выхода первого алгебраического сумматора 3 сигнал g (t) = Z(t) подается непосредственно на входы ABP 4 и АВР 5 в.прямом и инверсном виде. В резуль- 55 тате на одном из вероятностных реле .появляется сигнал отрицательной по)лярности, оставляющий это реле в ну-

866741 левом состоянии, а на другом — положительной полярности. Если сигнал положительной полярности превышает порог срабатывания АВР, .то это вероятностное реле переходит в состояние

"единица". Переход АВР в состояние

11 II единица приводит к сбросу памяти измерительного узла 1 до нуля через второй алгебраический сумматор 7, что означает уменьшение до нуля инерционности измерительного узла 1. При этом входной сигнал Z(t) без всяких искажений проходит на выход измерительного узла 1, так что Y(t) = Z(t), и сигнал б (t) на выходе первого алгебраического сумматора 3 становится равным нулю. Возбужденное АВР вновь переходит в нулевое состояние. С этого момента начинается наращивание памяти измерительного узла 1, т.е. увеличение его инерционности.

Если характер изменения входного сигнала Z(t) отличается от полиноми— ального сигнала, на воспроизведение которого рассчитан измерительный узел 1, то появится динамическая ошибка,равная разности между входным Z(t) и выходным Y (t) сигналами рассогласования g (t) = Z(t) - Y(t) на выходе первого алгебраического сумматора 3.

По мере роста памяти растет и величина динамической ошибки ((t). Как только абсолютная величина динамической ошибки E (t) превзойдет порог срабатывания АЯР 4 или АВР 5, одно из этих реле (на которое подан положительный сигнал с (t) перейдет в состояние

tI tt единица . В этот момент произведется фиксация выходной величины Y(t) в блоке 2 и определение этим блоком значений параметров входного сигнала: оценки сигнала Z(t), его производных, вычисление фуцкций от этих величин и т.п. Благодаря тому, что в момент фиксации сигнала,Y(t) измерительный узел 1 обладает большой инерционностью, он осуществляет эффективное сглаживание помехи. Поэтому оценка параметров сигнала (t) осуществляется с высокой точностью. После этого про исходит сброс памяти измерительного узла 1 до нуля и весь процесс повторяется вновь.

На фиг. 2 дана схемная реализация для случая, когда измерительный узел выполнен в виде фильтра с растущей памятью с первым порядком астатизма, способного воспроизводить без ошибки ! постоянный входной сигнал 1(t) ис866741

У(1) = — 1 2(й)ь, 10

25

50 щей памятью.

5 каженный высокочастотной помехой S(t)

Связь между входным Z (t) и выходным

y(t) . сигналами такого фильтра дается соотношением о где t — текущее 8р емя, отсчитываемое с момента перехода одного из ABP в состояние "единица".

Измерительный узел 1 включает генератор пилообразного напряжения (ГПН), собранный на усилителе 8 постоянного тока (УПТ), резисторе 9, кон— денсаторе 10 и разряжающем биполярном транзисторе 11, интегрирующую

RC-цепь, собранную на последовательно

Ъ включенных управляемых полевых транзисторах 12 и 13 с управляющим р-ипереходом с каналами р и и типа проводимости, ограничивающий резистор 14 и конденсатор 15. Управление полевыми транзисторами 12 и 13, а следова тельно, нарастанием памяти RC-Фильтра производится от генератора пилообразного напряжения, выход которого подключен к затвору транзистора 12 непосредственно, а к затвору транзистора 13 через инвертор, собранный на УПТ 5.

Блок 2 оценки параметров состоит из развязывающего УПТ 16 с глубокой отрицательной обратной связью, ключевого полевого транзистора 17 со своим управляющим УПТ 18, на прямой вход которого подан сигнал V(t) с выхода второго алгебраического сумматора 7, а на его инверсивный вход подано отрицательное напряжение смещения +, и нагрузочного резистора 19. Напряжение смещения 0 обеспечивает запира— ние ключевого полевого транзистора 17 при отсутствии сигнала V(t) отрицательной полярности на выходе второго алгебраического сумматора 7.

Первый алгебраический сумматор 3 выполнен на дифференциальном УПТ 20 совместно с согласующим по выходному сигналу УПТ 21 с глубокой отрицательной обратной связью. К выходам вероятностных реле 22 и 23 подключены со гласующие УПТ 24 и 25 с глубокой отрицательной обратной связью..Инвертирующий каскад 6 выполнен на УПТ 26.

Второй алгебраический сумматор 7 собран на дифференциальном УПТ 27. Выход этого дифференциального УПТ 27 через управляющий УПТ 18 подключен

6 к затвору ключевого полевого транзистора 17 блока оценки параметра и через эмиттерный повторитель, собранный на биполярном транзисторе 28, подключен к базе разряжающего транзистора 11, который обеспечивает сброс накопленного напряжения конденсатора 10 ГПН.

С помощью предложенного устройства достигается высокая степень подавления помехи при длительном изменении полезного сигнала по полиному, степень которого соответствует порядку используемого фильтра с растущей памятью (постоянный сигнал, линейно меняющийся сигнал, сигнал, который меняется по полиному второй степени и т.п.); высокая точность определения моментов, в которые сигнал изменяет свой характер (скачкообразное изменение при фильтре первого порядка, изменение наклона сигнала при фильтре второго порядка и т.п.); возможность точного восстановления формы исходного сигнала в условиях действия помех.

Формула изобретения

1. Устройство для оценки параметров сигналов в условиях действия помех, содержащее измерительный узел и вероятностное реле, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, вероятностное реле выполнено в виде двух одинаковых вероятностных реле, на входе одного из которых включен инвертор, выход измерительного узла подсоединен к введенному блоку определения параметров сигнала, между входом и выходом измерительного узла введен алгебраический сумматор, выход которого соединен с первым активным вероятностным реле и с инвертором, а выходы указанных реле через второй введенный алгебраический сумматор подключены к управляющему входу измерительного узла и к второ— му входу блока определения параметров сигнала.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что измерительный узел выполнен в виде фильтра с растуИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

В 228344, кл. G 06 G 7100ь 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

В 605317, кл. Н 03 К 17/60, 1976.

866741

Составитель Н. Медведева

Редактор О. Иолонка Тех ед Ж. Кастелевич Ко ректо Н. Швыдкая

Р Р P

Заказ 8100/80 Тирал(991 - Подписное

ВНИИНИ Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4/5 л P л.

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