Адаптивный измеритель параметров сигнала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУ 1465 БЛИН ц 4 С 01 К 23 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ноздрин ож ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(56) Авторское свидетельство СР Р 970251, кл, С 01 К 23/00, 1982. (54) АДАПТИВНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЪ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА(57) Изобретение относится к радио- измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возм ностей устройства за счет получения дополнительной информации о каестве оценок частоты сигнала, харак" теризующей точность измерений. Поток исследуемых нуль-пересечений сигнала проходит через блок 1 прореживания нуль-пересечений. Числа 1, соответствующие моментам выпадения нульпересечений, сформированные в формирователе 2, поступают в формирователь 4статистик, работа которого тактируется блоком 9 управления. Одновременночисла из счетчика 3 поступают наадресные входы Жлока . 7 памяти. Вконце выборки на выходе блока 5 сравнения появляется импульс. В блок 6матричного умножения из блока 7 поступает выходной сигнал,. затем сигналпоступает через формирователь 8,счетчик отношения сигнал/шум на первые входы блока 10 сравнения. На выходе решающего блока 11 формируетсявектор оценок коэффициентов аппроксимирующего полинома, Из ячейки блока12 памяти в решающий блок 13 поступают числовые коэффициенты, характери"зующие погрешность. На выходе .блока14 сравнения в цифровом виде формируется признак недостоверности илидостоверности оценки частоты. 1 ил,Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть ис" пользовано в радио- и гидролокацион" ных системах измерений и в линиях5 синхронизации при передаче опорных сигналов.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устройства эа счет получения дополнительной 10 информации о качестве оценок частоты сигнала, характеризующей точность измерений.На чертеже приведена блок-схема адаптивного измерителя параметров сигналов.Адаптивный измеритель параметров сигнала содержит последовательно соединенные блок 1 прореживания нуль- пересечений и Формирователь 2 чисел, соответствующих моментам нуль-пересе-. чений, счетчик 3 числа нуль-пересечений, вход которого соединен с выходом блока 1 прореживания нуль-пересечений, формирователь 4 статистик, 25 Ьлок 5 сравнения, блок б матричного умножения, блок 7 памяти, формирователь 8 отношения сигнал/шум, блок 9 управления, блок 10 сравнения, решающий блок 11, дополнительный блок памяти 12, решающий блок 13 и блок 14 сравнения. Вход 15 блока 1 прореживания нуль-пересечений является входным для потока исследуемых нуль-пересечений сигнала, выходы счетчика 3 числа нуль-пересечений присоединены35 к первой группе входов блока 5 срав" нения и адресным входам блока 7 памяти, вторая группа входов первого блока 5,1 сравнения соединена с выхода" ми блока 7 памяти, а выход блока 5 сравнения подключен к входу блока 9 управления, выходы которого также подключены к управляющим входам блока 7 памяти и решающего блока 11. Выхрды Формирователя 2 чисел, соответствующих моментам нуль-пересечений, соединены с входами 16 Формирователя 4 статистик, к вторым входам 17 которого подсоединены соответствующие выходы блока 7 памяти, а к управляющим входам 18 - соответству ф ющие выходы, блока 9 управления. Первая группа выходов 19 формировате ля 4 статистик полсоединена к входам блока 6 матричного умножения. Вторая группа выходов 20 формирователя 4 статистик соединена с входамн 21 Фор,мирователя 8 отношения сигнал/шум,(2) Частота принимаемого сигнала А КА иЛХ(Г) =Е + - сов= - вапГ - сов Ц " + о Ал12 ц(3) Вторая группа входов 22 блока 6 матричного умножения подсоединена ксоответствующим выходам блока 7 памяти. Управляющие входы 23 блока 6матричного умножения соединены с соответствующими выходами блока 9 управленияВыходы 24 блока б матричного умножения соединены с входами25 формирователя 8 отношения сигнал//шум, управляющие входы 26 которогоподключены к выходам бцока 9 управ"ления, а вторые входы 27 - к соответствующим выходам блока 7 памяти,Две группы выходов 28 и 29 формирователя 8 отношения сигнал/шум подключены к входам блока 10 сравнения,входы 30 которого соединены с выходами 24 блока 6 матричного умножения, Выходы 31 блока 10 сравненияподключены к входам решающего блока11, к соответствующим входам котороготакже подсоединены выходы блока 7памяти, Выходы первого решающегоблока 11 подключены к первой группевходов решающего блока 13, втораягруппа входов которого подключенак выходам блока 12 памяти, а двегруппы выходов 32 и 33 решающегоблока 13 подключены к входам третье- .го блока 14 сравнения.Адаптивный измеритель параметровсигнала работает следующим образом.Полная фаза сигнала с постояннойчастотой принимаемого в условиях многоручевого распространения радиоволн,имеет вид:(л) ю ++рэмп(А" + ) (1)где и - круговая частота передаваемого сигнала;начальная фаза;р,А, Ч 1 - определяются условиями возникновения многолучевогораспространения в каналесвязи,Разложив рв 1 п(А+ ) н ряд Тейлора по параметру Г в нулевой точкеи подставив в (1), получимЙ ) = цо+Квп ц,+ (ы,+Ас ов) сл 1Э,РА 2 впЧРАсовЧ," МА впч е255 Искажение частоты сигнала определяется слагаемым - соз ц, в (3),РА21Задавая допустимый порог погребено" 5 сти измерения частоты.Р Гц Р можно записать условие получения заданной точности измерений Информацию о выполнении неравенст" ва (4) можно получить, анализируя производные частоты в точке разложения 15 Е(0)сое Ч, .РА21ЮДомножив (4) на А и используя (5),представим условие получения заданнойточности измерения частоты (условиеотсутствия искажений, обусловленныхмноголучевым распространением) В 25виде1 К (О) РК(О)1. (6)Моменты нуль-пересечений входногосигналааппроксимируются полиномомл+"ф) 30Коэффициенты полинома (7) непо"средственно связаны с параметрамиК(О), К(0), й(0).Выражение ,(7) записывается в видес -Ы =Ы,1 с+а 1 ф+Ы 1 эс,Е, (8)Обращая степенной ряд (8), полу"чают+14 о - о,с -21, Д з ) ,Таким образом, если условие (11) выполняется, то погрешность оценки частоты, обусловленная многолучевым распространением радиоволн, меньше заданного порога Р. Если условие (11) не выполняется, то погрешность оценки частоты, обусловленная много лучевым распространением радиоволн, превышает заданный порог РОбработка входного сигнала производится при условии, что моменты нуль-пересечений аппроксимируются полиномом степени шс,=. +, с+,И (1 с"+, (13) где- случайная нормальная величина с нулевым средним и дисперсией 6В адаптивном измерителе параметров сигнала реализуется последова" тельность вычисленных процедур, определяемых выражениями (14), (15), (16), (17) .Ф лф = 3 фаРф+ 7 е 1++УовРв 1,.= у,5,.Коэффициенты ),", определяютсядлиной выборки временной последовательности нуль-пересечений, расчитываются заранее и хранятся в блоке 7памяти.Правило учета в разложении (14)коэффициентов ; следующее если выполняется условиеРф ъ Ь,фх,(1), (16)где х(1) - квантиль х распределенияРс одной степенью свободы,при заданной вероятности Рфф - оценка дисперсии флюктуа"ций нуль-пересечений,то слагаемое ); р, в (12) учитывает-,ся, в противном случае слагаемое отбрасывается.-Ч =олТаким образом, числа й, соответ-, ствуксцие моментам выпадения нуль пересечений, сформированные в Формирователе 2, поступают в Формирователь 4 статистик (входы 16), Одновременна с этим числа из счетчика 3 числа нуль-пересечений поступают на адрес= ные входы блокапамяти, из ксторого вызываются числа 1,11 с1 с и подаются на входы 17 Формирователя 4ф статистик. Работа формирователя статистик тактируется. блоком 9 управления. К концу выборки из (2 М+1) нуль- пересечений в Формирователе 4 статист л тик накапливаются статистики х.,КеЕ, и 2 :, В конце вы 20-И "ЮКборки на выходе блока 5 сравнения появляется импульс, задающий длительность интервала наблюдения. Указанный импульс поступаетна вход блока9 управления и вырабакывает команду на запрещение поступления числа, соответствующих моментам нуль-пересе" чений, в Формирователь 4 статистик и команду на запись полученных статистик в Формирователь 4 статистик.Затем по команде блока 9 управленияиэ блока 7 памяти элеме.нты матрицыпоспедовательно псступаот в :блок 6 матричного умножения, где всоответствии с выражением (14) умно-=жаются на вызганные из формирователя 4 статистик элементы вектора стамтистик Х Е е. Полученные в накаплиЦ 40вающем сумматоре Формирователя 4 ста"тистик в соответствии с (14) суммыПредставляют собой элементы вектораоценок полиномов Чебышева ., которыепа команде блока 9 управления песе- Вписываются в блок 6 матричного умножения.Далее по. команде блока 9 управления указанные коэффициенты из блока6 матричного умножения паследова=БОтельно поступают на входы 25 Фермиравателя 8 отношения сигнал,(шум,где через коммутатор пасчереднс (пс"даются на квадратор, на .выходе ка срого последовательно йор".гируютсяквадраты оценаг коэффициентов.разла"Ажения р и,.переписываются в формира 1ватель отношения сигнал/шум. По команде блока 9 управления данные числа лбтакже суммируются в Формирователе 8 сигнал/шум, с выхода которогосчисла с. р, подается на первые входы1-.ОФормирователя 8 отношения сигнал/ /шум, а на вторые входы его вызываетНся число Е с выходов 20 Формироквателя 4 статистик, В блоке 8 Форми" рования статистик Формируется разьность ). Х с - ,1. Данная разность-ироумножается в Формирователе 8 отношения сигнал/шум на число (2 Ы+1- -ш)х; (1), поступающее иэ блока 7 памяти и переписывается в блок 8 Фор" мирования отношения сигнал/шум.С выхода 28 йормирователя 8 отношения сигнал/шум число 6 х(1) подао Р ется на первые входы блока 10 сравнения в качестве опорной величины, с которой в нем сравниваются оценки коэййициентов разложенияпосту 9 пающие на вторую группу входов блока 10 сравнения с выходов 29 Формирователя 8 отношения сигнал/шум. Па третью группу входов 30 блока 10 сравнения с выхода 21 блока 6 матричного умножения поступают числа При выполнении неравенства (14) блок 10 сравнения пропускает р на входы решающего блока 11. Если неравенство не выполняется, блок 10 сравнения запрещает прохождение числа р. в первый решающий блок 11. В первомрешакщем блоке 11 в соответствии с правилом (15) осуществляется переход от коэффициентов разложения по палиномам Чебышева к коэффициентам разложения алгебраического аппроксимирующего полинома (13), для чего по команде блока 9 управления из блока 7 памяти в решающий блок 11 поступают числа у; соответствующие элементам преобразующей матрицы (12), на выха" де первого решающего блока 11 Формируется вектор оценок каэффициечтов аппроксимирующего полинсма (12)Гр /)С выхода решающего блока 11 оценки коэффициентов сгЫ, поступают на первую группу входов решающего блока 13, Одновременно с этим из ячейки блока 12 памяти в решающий блок 13 поступают числовые коэффициенты 2,3,6, 10, 14,2 1, Р. Пороговый ксзфйициент Р,- это допустимая абсолютная величина погрешности измеФ о р м у. л а и з о б р е т е н и я Составитель Ю. МинкинРедактор Л.Пчолинская Техред А.Кравчук Корректор М,Максимишинец ЮеЗаказ 940/45 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 7 14658 рения частоты Г, В решающем блоке 3 в соответствии с правилом (12) осу" ществляется расчет оценок козффици" ентов 1 с 1 с. С выходов 32 и 33 реша,5 ющего блока 13 коэффициенты 1 с, и 1 с поступают на входы блока 14 сравне-. ния.Если условие (11) выполняется, то на выходе блока 14 сравнения в 10 цифровом виде формируется признак, характеризующий достоверность оценки частоты (т.е. погрешность оценки, обусловленная многолучевостью распространения, в данном случае не превы шает заданный порог Р), Если усф ловие (11) не выполняется, то на вы." ходе блока 14 сравнения в цифровом виде формируется признак недостоверности оценки частоты. 20Адаптивный измеритель параметров сигнала позволяет получать дополнительную информацию о качестве оценок частоты сигнала, характеризующей ог 8точность измерений (присутствие на интервале оценивания помех, обусловленных многолучевым распространением радиоволн), то есть обладает более широкими функциональными возможностями,Адаптивный измеритель параметров сигнала по авт, св. Р 970251, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительный блок памяти, второй решающий блок и третий блок сравнения, выходы дополнительного блока памяти подключены к первой группе входов второго решающего блока, вторая группа входов которого соединена с выходом первого решающего блока, выходы второго решающего блока подключены к входам третьего блока сравнения,