Устройство для оценки параметров сигналов и условиях действия помех

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциапистичесиикРеспубпии 1 ,866741(51) М. Кл. Н 03 К 17/60 Ъоударотакииый комитет СССР до делам иэоорвтеиий и открытий(72) Авторы изобретения Рязанский радиотехнический институт"(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 1 11.Недостатком известного устройства является накопление им динамической ошибки в случае, когда реальный сигнал не может быть в точности пред 5 ставлен полиномом той же самой степени, что и порядок используемого фильтра,Известно также устройство для из 20 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 КС- фильтр с гиперболическим законом изменения параметра (.23Недостатком 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 определенияпараметров сигнала, между входом ивыходом измерительного узла введеналгебраический 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 видефильтра с растущей памятью,На фиг, 1 приведена блок-схема15устройства для оценки параметров сигналов в условиях действия высокочастотных помех; на фиг. 2 дана практическая реализация этой блок-схемы дляоценки амплитуды прямоугольных импульсов со случайными моментами приходаи 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 релена разнополярный входной сигнал, со 30стоящего из двух одинаковых активныхвероятностных реле ( АВР) 4 и 5, ин.вертора 6 и второго алгебраическогосумматора.Устройство работает следующим образом.35В исходном состоянии при отсутствии сигнала 8(й) на входе память измерительного узла имеет максимальноезначение, поэтому он обладает максимальной инерционностью. С выхода сумматора 3 снимается нулевой сигнал рассогласования с (1) =, О, вероятностныереле 4 и 5 находятся в нулевом состоянии (сигналы на их выходах равны нулю).45Входной сигнал Е одновременноподается на вход узла 1 и на плюсовойвход алгебраического сумматора 3.Благодаря большой инерционности измерительного узла 1 сигнал У на его 50выходе остается равным нулю и с выхода первого алгебраического сумматора 3 сигнал 15 (С) = 2(1) подается непосредственно на входы АВР 4 и АВР 5в.прямом и инверсном виде, В результате на одном из вероятностных реле.появляется сигнал отрицательной полярности, оставляющий это реле в ну 866741левом 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 состояние11 11единица приводит к сбросу памятиизмерительного узла 1 до нуля черезвторой алгебраический сумматор 7,что означает уменьшение до нуля инерционности измерительного узла 1. Приэтом входной сигнал 2(й) без всякихискажений проходит на выход измерительного узла 1, так что У(Г) = 2(й),и сигнал 6 (й) на выходе первого алгебраического сумматора 3 становитсяравным нулю. Возбужденное АВР вновьпереходит в нулевое состояние. С этого момента начинается наращивание памяти измерительного узла 1, т,е. увеличение его инерционности,Если характер изменения входногосигнала 2(г.) отличается от полиноми -ального сигнала, на воспроизведениекоторого рассчитан измерительныйузел 1, то появится динамическая ошибка,равная разности между входным 2(1)и выходным У(1) сигналами рассогласования(1) = 7(1) - У(1) на выходепервого алгебраического сумматора 3,По мере роста памяти растет и величина динамической ошибки 1 (С), Как только абсолютная величина динамическойошибки С (1) превзойдет порог срабатывания АВР 4 или АВР 5, одно из этихреле (на которое подан положительныйсигнал с (й) перейдет в состояние11единица . В этот момент произведется фиксация выходной величины У(С)в блоке 2 и определение этим блокомзначений параметров входного сигнала:оценки сигнала 2(1), его производных,вычисление фуцкций от этих величин ит.п. Благодаря тому, что в момент фиксации сигнала,У(й) измерительныйузел 1 обладает большой инерционностью, он осуществляет эффективное сгла.живание помехи. Поэтому оценка параметров сигнала 1(1) осуществляетсяс высокой точностью, После этого происходит сброс памяти измерительногоузла 1 до нуля и весь процесс повторяется вновь,На фиг. 2 дана схемная реализациядля случая, когда измерительный узелвыполнен в виде фильтра с растущейпамятью с первым порядком астатизма,способного воспроизводить без ошибкипостоянный входной сигнал 2(й), ис86674 10 15 20 25 30 35 40 45 50 щей памятью. 5каженный высокочастотной помехой 5(1)Связь между входным 2(1) и выходныму.).сигналами такого фильтра даетсясоотношением огде В - текущее бремя, отсчитываемоес момента перехода одногоиз АВР в состояние "единицацИзмерительный узел 1 включает генератор пилообразного напряжения (ГПН), собранный на усилителе 8 постоянного тока (У 1 П), резисторе 9, конденсаторе 10 и разряжающем биполярном транзисторе 11, интегрирующую ВС-цепь, собраннуюна последовательноЪ включенных управляемых полевых транзисторах 12 и 13 с управляющим р-и- переходом с каналами р и и типа проводимости, ограничивающий резистор 14 и конденсатор 15, Управление полевыми транзисторами 12 и 13, а следовательно, нарастанием памяти ЙС-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 Ч(й) с выхода второго алгебраического сумматора 7, а на его инверсивный вход подано отрицательное напряжение смещения и нагрузочного резистора 19. Напряжение смещения Оомобеспечивает запира - ние ключевого полевого транзистора 17 при отсутствии сигнала Ч(й) отрицательной полярности на выходе второго алгебраического сумматора 7.Первый алгебраический сумматор 3 выполнен на дифференциальном УПТ 20 совместно с согласующим по выходному сигналу УПТ 2 с глубокой отрицательной обратной связью. К выходам вероятностных реле 22 и 23 подключены согласующие 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 6к 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 измене. ние 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. 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 цельюповышения 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 второму 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, С Об С 7/00 ь 967. 2, Авторское свидетельство СССР 1 605317, кл. Н 03 К 7/60, 1976.оставитель Н. Иедведех ед Ж, Кастелевич аКо рек Швьщкая актор О. ъ аз 8 /Иоловк100 80 сное Коми и отк к ХЩФилиал 1 П 111 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 Р Тирал 991 ИИНИ Государственног по делам изобретени 035 Москвад Жд Р