Устройство для выделения периодичес-ких сигналов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ Союз Советски Сецналнстнческнх Реслублнн(51)М. Кл.д Н 04 (. 7/10 с присоединением заявки Но(23) Приоритет ГосударствеииыИ комитет СССР по делам изобретениИ и открытиИ(5 ОИСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ь изоб сигнал Изобрете ной и измер использоват дических си периодом (к не шумов,ь ж ие относится к импу тельной технике и мо ся для.выделения пе налов с флуктуирующ аэипериодических) н иом Известно устройство выделе ,риодических сигналов, содерж последовательно соединенные си ,низатор, первый счетчик и пер блок оперативной памяти, выход другой вход которого соединен ветственно с входом и выходом го сумматора, другой вход кото соединен с выходом амплитуднорбвого преобразователя, объеди ного по входу с синхронизаторо индикатор 1. ия пеащеенхро- ый ы соотперворого 5 с Ьненм, и квазипериожащего тольапример, ме- униполярв, последоРямОугОльных тное устройастотах,омеров гармо твоавныик. Однако при выделении дическо .о сигнала, соде ко нечетные гармоники ( андр, последовательност ных треугольных импульс еательность биполярных импульсов и т.д.), изве с пропускает шум на р х частотам четных Цел рет повышение отношения /шу ыходе устройства.Укаэанная цель достигается тем,что в устройство выделения периодических сигналов, содержащее последовательно соединенные синхронизатор, первый счетчик и первый блок оперативной памяти, выход и другой вход которого соединены соответственно с входом и выходом первого сумматора, другой вход которого соединен с выходом амплитудно-цифрового преобразователя, объединенного по входу синхронизатором, и индикатор, ввеены последовательно соединенныетриггер, блок совпадения, второй сумматор и вычитатель ипоследовательно соединенные второй счетчик О и второй блок оперативной памяти, выход и другой вход которого соединены соответственно с другим входом и выходом второго сумматора, причем другой вход вычитателя соединен с другим выходом первого сумматора,.другой вход которого соединен с другим входом блока совпадения, а выход синхронизатора подключен к другому входу амплитудно-цифрового О преобразователя и входу второго счет 801290чика, а выход вычитателя подключенк входу индикатора, причем другой выход перного счетчика подключен к входу триггера.На фиг. 1 изображена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства; на фиг. 2 - графики,поясняющие его работу.Устройство выделения периодических сигналов содержит амплитудно-цифровой преобразователь (АЦП) 1, синхронизатор 2, первый сумматор 3, первый блок 4 оперативной памяти, первый счетчик 5, индикатор 6, триггер7, блок 8 совпадения, второй счетчик9, второй блок 10 оперативной памяти, второй сумматор 11 и вычитатель 12.5Устройство работает следующим образом.Предположим, что на вход устройства поступает аддитивная смесь квазипериодического сигнала х(с) 20(фиг. 2 а) и шума п (т) с нулевым средним значениемц(С) = х(С) + п(С),Спектр периодического сигнала, содержащего только нечетные составляющие,можно представить в ниде5(1) = 2,е фХ=1 Ь=(,ъ,5,) )где Г - частота первой гармоники сигЭОнала;5 - амплитуда с-ой гармоникиКсигнала.С заданной точностью спектр такого сигнала можно .представить ограниченной суммой гармоник Для выделения периодического сигнала, содержащего и гармоник, методом синхронного накопления необходимо определить 2 п усредненных значений сигнала за период Т, взятых с интер,валом выборкиТЬАмплитудно-частотная характеристика сйнхронного накопителя аналогична характеристике "гребенчатого" фильтра фиг. 2 д) . Центры полос пропускания лежат на частотах, кратных частоте первой гармоники сигнала Е (.г где Т - период сигнала), Ширина полоспропусканий зависит от числа накапливаемых периодов М,Для подавления шума, проходящего на выход устройства на частотах 2 41, , применяется синхронноещо накопление этого же сигнала, но с периодом Т/2. При этом четные гармоники сигнала. в соседних интервалах времени складываются, а нечетные вычитаются. Характеристика такого 5 фильтра приведена на Фиг, 2 е, С выхода синхронизатора 2 2 п импульсовзапуска за каждый период сигнала(фиг. 2 б) поступают на вход запускаАЦП 1 и на счетные входы первого счетчика 5 и второго счетчика 9, выходыкоторых подключены к адресным входам первого блока 4 оперативной памяти и второго блока 10 оперативнойпамяти. Первый счетчик 5 периодически считает до 2 п, В первом сумматоре 3 складываются 2 п выборочных значений, приходящие из АЦП 1 за каждыйПериод сигнала (фиг. 26) с 2 п соответствующими значениями, усредненными эа предыдущие периоды и хранящиеся в первом блоке 4 оперативнойпамяти. Второй счетчик 9 периодически считает до и, поэтому во второмсумматоре 11 складываются первые пзначений сигнала за время Т/2 с изначениями сигнала, поступающимив следующую, половину периода (фиг.2 в).Усредненные значения заносятсяво второй блок 10 оперативной памяти.Часть устройства, состоящая изАЦП 1, первого сумматора 3, первогоблока 4 оперативной памяти и первого счетчика 5, представляет собойсинхронный фильтр с амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ)(Фиг, 2 д), Часть устройства, состоящая из АЦП 1, второго сумматора 11,второго блока 10 оперативной памятии второго счетчика 9, представляетсобой синхронный Фильтр с АЧХ(фиг. 2 е). Для уравнивания пропускания первого и второго каналов устройства выделения периодических сигналов накапливают сигнал в обоихканалах одинаковое количество раз.С этой целью введены триггер 7 иблок 8 совпадения. С выхода последнего разряда первого счетчика 5 импульс поступает на счетный входтриггера 7, с выхода которого разрешающий потенциал длительностью впериод поступает на второй входблока 8 совпадения со скважностью 2(фиг, 2 г),После М усредненных периодов иззначений, накопленных в первом кана- .ле, вычитаются значения, накопленныево втором канале, в котором на частотах четных номеров гармоник накапливается только шум. Так как на этихчастотах АЧХ обоих каналов идентичны,то после вычитания шумы на этихчастотах уничтожаются. Для белогошума, спектральная плотность мощности которого постоянна во всем диапазоне частот, выигрыш в отношениисигналравен 2,шум Формула изобретенияустройство выделения периодических сигналов, содержащее последова801290 3О Филиал ППП "Пат г, Ужгород,ул. ктная тельно соединенные синхронизатор,первый счетчик и первый блок. оперативной памяти, выход и другой входкоторого соединены соответственно свходом и выходом первого сумматора,другой вход которого соединен с выходом амплитудно-цифрового преобрарователя,. объединенного по входу ссинхронизатором, и индикатор,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения отношения сигнал/шум,в него введены последовательно соединенные триггер, блок совпадения,второй сумматор и вычитатель и последовательно соединенные второй счетчик и второй блок оперативной памяти, выход и другой вход которогосоединены соответственно с другим входом и выходом второго сумматора,причем другой вход вычитателя соединен с другим выходом первого сумматора, другой вход которого соединен с другим входом блока совпадения, а выход синхронизатора подклю-ьчен к другому входу амплитудно-цифрового преобразователя и входу второго счетчика, а выход вычитателяподключен к входу индикатора, при-,чем другой выход первого счетчикаподключен к входу триггера. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское .свидетельство СССР 1 по заявке Р 2417022/18-09,кл. Н 047/10, 197 б., НИИПИ Заказ 10459/80Тираж 709 Подписное