Нуль-орган

 

аяв институт связи и Московский научно-иссле ьскйА-. 4 ; телевизионный институт 1 (54) НУЛЬ-ОРГАН

Изобретение относится к элементам автоматики и может быть использовано в аналоговых системах адаптивного регу- лирования, в частности телевизионных.

Известен нуль-орган, используемый в системах адаптивного регулирования, со5 держащий перемножитель, интегратор; компаратор, реверсивный счетчик и резисторный делитель (1$ .

Недостатком известного нуль-органа

1О является низкая точность, что приводит к низкой эффективности адаптивного регулирования в системах, в которых исполь зуется данный нуль-орган.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является нульорган, содержащий первый блок вычитания, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго интеграторов (21 ..

Недостатком данного нуль-органа также является низкая точность.

Uent изобретения - повышение точности нуль-органа.

Указанная цель достигается тем, что в известный нуль-орган введены первый и второй блоки нелинейного преобразова ния, второй блок вычитания и сумматор, первый и второй входы которого соединены с соответствующими входами второ

ro блока вычитания, а выход через первый блок нелинейного преобраэования - . со входом первого интегратора, выход второго блока вычитания подключен че рез второй блок нелинейного преобраэьвания ко входу второго интегратора, и кроме того, каждый блок нелинейного преобразования содержит первый диод, катод которого подключен ко входу блока, а анод через первый источник тока - к одному выходу источника питания, а через второй диод - к выходу блока, который соединен через второй источник тока с другим выходом источника питания.

На фиг. 1 приведена функциональная схема нуль-органа; на фиг, 2 - схема блока нелинейного преобразования; на

3 )34 фиг. 3 - вольт-амперные характеристики.

Нуль-орган содержит сумьтатор 1, первый блок 2 нелинейного преобразования, первый интегратор 3, первый и втсьрой блоки вычитания 4 и 5, второй блок, 6 нелинейного преобразования, второй интегратор 7, на схеме обозначены вольт-амперная характеристика блока 8 нелинейного преобразования, вольт-амперная характеристика диодного детек,! тора 9, первый и второй источники тока

10 и 11, источник 12 питания, первый и второй диоды 13 и 14.

Ф

Нуль-орган работает следующим образом.

На два выхода нуль-органа подаются сигналы X (4} и 3(4}, содержащие коррелкрованную и некоррелированную составляющие. В первом канале нуль-органа в сумматоре 1 производится сложение сигналов Х(+)и 3(1), а первым блоком

2 нелинейного преобразования и первым интегратором 3 производится измерение размаха получаемого суммарного сигнала. Во втором канале вторым блоком 6 нелинейного преобразования и вторым интегратором 7 измеряется размах раэностного сигнала ()-М Щ, снимаемого с выхода второго блока 5 вычитания.

Сигналы с выходов обоих каналов поступают на первый блок 4 вычитания, разностный сигнал на выходе которого характеризует статическую связь входных сигналов X(4) и Ч(Ц по амплитуде.

Операция сложения или вычитания статически независимых сигналов означает их суммирование по мощности. Поэтому вычитание оценки размаха разностного сигнала из оценки размаха суммарного дает в этом случае нулевой уровень на выходе нуль-органа. Если входные сигнальт статистически связаны, то.сложе» ние и вычитание коррелкрованных составляющих осуществляется по напряжению, что ведет к появлению различий суммарного и разностного сигналов и, соответ»ственно, увеличение выходного сигнала

А„„нуль-органа.

° Таким образом, предлагаемый нульорган позволяет определить степень статистической связи подаваемых на него сигналов.

Характерис тика первого (второго) блока 2 (6) нелинейного преобразования представлена на фиг. 2 (кривая 8), а жема первого (второго) блока нелинейного преобразования, реализующего данную характеристику, - па фиг. 3. Первый и второй источники токов 10 (3„) к 11 (2q ) выбираются таккмк, чтобы наблюдалось соотношенке Э 13,. Через второй диод 14 протекает ток 3,13 где 3„, - ток разряда емкости первого (второго) интегратора 3 (7), а через первый диод 13 - ток сигнала Э = 31 шт )

10 случае резких перепадов сигнала, когда напряжение на первом (втором) интеграторе 3(7) сильно отличается от входного, заряд емкости первого (второго) интегратора 3 (7) осуществляется

i$ постоянным током $y, а разряд — током

7-Д . что исключает зависимость зарядного тока от случайных всплесков сигнала, вызываемых импульсными помехами, как это было в дкодном детекторе

30 (фиг. 2, кривая 9).

Питание первого (второго) блока 2 (6) нелинейного преобразования может осуществляться также от источника с напряжением НЕ+Е, а - Е. При этом

3$ полярность включения первого и второго диодов 13 и 14 по сравнению со схемой, приведенной на фиг, 3, следует изменить на обра птую.

3$

4$

$0

Назначением предлагаемого нуль-органа является его применение в составе адаптивной системы регулирования. Такие системы применяются, например, при передаче нескольких сигналов по линиям связи. При этом л я достижения большего отношения сигнал/шум или уменьшения перекрестных помех желательно снижение уровня коррелированных составляющих в передаваемых сигналах.

Эта задача решается посредством применения адаптивной системы регулирования, в которой в качестве нуль-органа обычно используют коррелятор. Если измеренный нупьорганом коэффициент корреляции (или связанная с ним величина! отличен от нуля, то в адаптивной системе каждый иэ входных скгналов корректируется посредством добавления к нему с соответствующим знаком других входных сигналов с определенным весовым коэффициентом, что позволяет получить нулевое

Ьначение коэффициента корреляции. В отличие от известного нуль-органа предлагаемое устройство обеспечивает.минимизацию выходных сигналов не по мощности, а по размаху, что позволяет полностью использовать динамический диапазон каналов с ограниченной пиковой мощностью.

Предлагаеьятй нуль-орган в составе алапS 9344 тивной телевизионной спектроэональной системы обеспечивает выигрыш в отношении сигнал/шум по сравнению с коррепятором на 3-5 дБ.

Преимущество предлагаемого нульоргана по сравнению с известными техни ческими решениями заключается в новышеиии точности, он позволяет полностью исцопьэовать динамический диапазон последующих каналов иди воспроизводящих! 0 устройств и достичь большего отношения

° сигал/шум или сопоставимого по вепичине улучшения цветового контраста на экране воспроизводящего устройства.

Формула из обре тен as

1. Нуль-орган, содержащий первый блок вычитания, первый и второй входы 2а которого соединены соответственно с вы» ходами первого и второго интеграторов, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности нуль-органа, оа содержит первый и второй блоки нелинейного преобразования, второй блок

44 6 вычитания и сумматор, первый и второй входы которого соединены с соответству ющими входами второго бпока вычитания, а выход - через первый бпок непинейного преобразования - со входом первого интегратора, выход второго блока вычитания. подключен через второй бпок нелинейного преобразования ко входу второго интегратора.

2. Нуль-орган по п. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, чж в нем каждый блок нелинейного преобразования содержит первый диод, катод которого подключен ко входу блока, а анод через первый ис точник тока - к одному выходу источника питания, а через второй диод - к выходу бпока, который соединен через второй источник тока с другим выходом источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

No. 1450335, an. Н 4 F, опублик. 1974.

2. Коэубовский С. Ф. Корреляционные экстремальные системы. Киев, Наукова думка, 1973, с. 45 (прототип) °

934444

4Ъг У

Составитель Г НеФедова

Редактор Jl, Горбунова Техред МВНапь Корректор О. Билак

° В Ва ««ВВ ««В В В В В « ° йаааВ«Вава«««««Вава«

Закаэ 3934/43 Тиранс 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобрепьний и отнрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„да 4/5

° а«аа« « ° а«аааа

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Лрмк ная, 4