Устройство для оценки фазы периодического импульсного сигнала

(51 4 1 7/ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВ скийна)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ФАЗЫПЕРИОДИЧЕСКОГО И 11 ПУЛЬСНОГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к технике обработки сигналов и может бытьиспользовано в подсистемах тактовойи цикловой синхронизации систем передачи цифровой информации, где решается задача определения временногоположения импульса, а также в радиолокационных системах. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.1610601 Устр-во содержит г-р 1 опорных сигналов, г-р 2 импульсов, эл-т задержки 3, регистр 4, эл-ты ИЛИ 5, 14, 15,18 и 21, селекторы 6 импульсов, счетчики 7 импульсов, распределитель 8импульсов, селектор 9 полезного сигнала, селектор 10 ложного сигнала,блоки 11 и 12 выбора весовых коэфф.,накопители 13, г-ры 16 и 17 весовыхкоэф., О-триггер 19 и блок 20 выбораканала. Устр-во работает по циклам.Цикл работы включает три этапа перИзобретение относится к техникеобработки сигналов и может быть использовано в подсистемах тактовой ицикловой синхронизации систем передачи цифровой информации, где решаетсязадача определения временного положения импульса, а также в радиолокационных системах, где решается та жез адача.Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства30для оценки фазы периодического импульсного сигнала.Устройство содержит генератор 1опорных сигналов, генератор 2 импульсов, элемент 3 задержки, регистр 435памяти, первый элемент ИЛИ 5, п селекторов импульсов,б-б, и счетчиКов импульсов 7 -71, распределитель8 импульсов, селектор 9 полезного 40сигнала, селектор 10 ложного сигнала,блок 11 выбора основных весовых коэффициентов (ОВК), блок 12 выбора дополнительных весовых коэффициентов (ДВК),и накопителей 13-131 и первых элементов ИЛИ 141-14 и вторых элементов ИЛИ 15"1511, и генераторов ОВК16-16, и генераторов ДВК 17-17,и третьих элементов ИЛИ 181-18 1, Отриггер 19, блок 20 выбора канала,второй элемент ИЛИ 21.Устройство для оценки фазы периодического импульсного сигнала работает следующим образом,Устройство работает по циклам.55Цикл работы включает три этапа: этап1 - накопление информации в счетчиках 7 для оценки временного положенияимпульса; этап 2 - формирование оценвый - накопление информации в счетчиках 7 для оценки временного положения импульса; второй - формированиеоценки временного положения импульсапутем сравнения содержимого счетчиков 7 между собой; третий - формированиеоценок полезного сигнала, характеризуемого вероятностью подавления полезного импульса.и воспроизведения ложного импульса, и занесение сведений об этих оценках на, установочные входы г-ров 16 и 17 всех каналов, 1 ил,ки временного положения импульса путем сравнения содержимого счетчиков7 между собой; этап 3 - формированиеоценок полезного сигнала, характеризуемого вероятностью подавления / полезного импульса и воспроизведения Мложного импульса (при этом очевидно,что вероятность 1-,6 - это вероят.ность приема полезного импульса, авероятность - 06 - это вероятностьотсутствия ложного импульса помехи),и занесение сведений об этих оценкахна установочные входы генераторов ОВК16 и генераторов ДВК 17 всех и каналов.Рассмотрим работу устройства накаждом этапе.Этап 1. К началу этапа обнуленынакопители 13-13 и счетчики импульсов 71-7 всех каналов, на первом ивтором выходах блока выбора ОВК установлены соответственно коды, пропорциональные 3 и 1-6, которые поступают на соответствующие установочныевходы генераторов ОВК 16 всех и каналов, на первом и втором выходах блока12 выбора ДВК установлены соответст. -венно коды, пропорциональные К и 1-М,которые поступают на соответствующиеустановочные входы генераторов ДВК 17всех и каналов. Коды на выходах блоков 11 и 12 выбора ОВК и ДВК сформированы на этапе 3 предыдущего циклаработы устройства,На одном из выходов регистра памяти имеется "1", номер этого выхода соответствует номеру временной позиции, для которой на этапе 2 предыдущего цикла принято решение о нахождении полезного импульса,145 вождается присвоением слагаемого,пропорционального 1-/, а для другихканалов - присвоением слагаемого, про.порциональногоЧерез 11 периодов генератор 1 оста 50 55 5 16По окончании этапа 3 предыдущегоцикла сигналом с последнего выходараспределителя . 8 импульсов запускает-ся генератор 1, один период которогосоответствует длине априорного интервала времени, на котором производится поиск полезного импульса,Ча вход устройства, т.е, на информационный вход О-триггера 19, поступают импульсы (это импульсы в системе измерения дальности или импульсыфронта в системе тактовой синхронизации) с периодом Т и с длительностьюТ 1, причем Т/Ти, т.е, интервал Тразбит на и позиций. Иа этом интервале, периодически повторяющемся на одной и той же позиции, находится полезный импульс, если только он не подавлен, что может иметь. место с вероятностью , а на всех остальных позициях могут находиться ложные импульсы помехи с вероятностью М .Задачей устройства является определение номера позиции 1, где=1, 2 и, на которой находится полезный импульс, за Й периодов прохождения интервала Т.О-триггер 19 осуществляет привязку фазы импульсов, поступающих навход устройства, к фазе импульсов генератора 1. Импульсы с выхода О-триггера 19 поступают на первые входыселекторов импульсов 6 всех каналов,каждый из которых выполняет следующуюфункцию: если в момент наличия импульса на его втором входе (с выхода генератора 1) на первом входе есть импульс, то на прямом его выходе появляется импульс; если в момент наличия импульса на втором входе селектора импульсов 6 на первом его входе импульс отсутствует, то появляется импульс на его инверсном выходе.Импульс, появившийся на прямом выходе селектора импульсов 6 поступает для подсчета на информационныйвход накопителя 13 запускает генератор ОВК 16, который выдает на со, ответствующем выходе импульсы, числокоторых равно коду, поступающему насоответствующий установочный вход,те коду, пропорциональному .вероятности 1- Р и через первые элементыИЛИ 14, где 1=1,2п, Ф 1, генераторы 17 всех каналов, кроме свое, го, которые выдают на соответствующие выходы импульсы, число которыхравно коду, поступающему на их соот"5 1 О 15 20 25 30 35 40 ветствующие установочные входы с первого выхода блока выбора ДВК 12, т.е, коду, пропорциональному вероят-, ностиСформированные на выходах генераторов ОВК и ДВК 16 и 17 импульсы поступают через соответствующие элементы ИЛИ 18 на счетные входы соответствующих счетчиков импульсов 7.Гели импульс появился на инверс-: ном выходе селектора импульсов 6 то он запускает генератор ОВК 16 который выдает на соответствующем выходе импульсы, число которых про-, порциональнои через вторые элементы ИЛИ 15, )Ф 1 запускает все генераторы ДВК 171, кроме своего, которые выдают на соответствующие выходы импульсы, число которых пропорционально 1-М, .Импульсы с выходов генераторов ОВК и ДВК 16 и 17 также поступают на входы соответствующих счетчиков импульсов 7.Таким образом, устройство обеспечивает возможность после однократного периода работы генератора 1 формировать в счетчиках импульсов 7 число, пропорциональное в ероятности р( появления полезного сигнала на 1-й временной позиции для реализации импульсов сигнала и помехи, имевшей место в течение данного периода време. ниПроцесс накопления в счетчиках импульсов 7, чисел, пропорциональных соответствующим вероятностям, продолжается Й периодов, что приводит к быстрому росту вероятности появления полезного сигнапа в том канале, в котором полезный сигнал действительно находится, поскольку для этого канала появление полезного сигнала сопронавливается и на его управляющем выходе формируется сигнал, который запускает генератор 2 импульсов и устанавливает блоки выбора ОВК 11 и ДВК 12 в состояние "О" и состояние М с этого момента начинается этап 2 работы устройства,Этап 2, Импульсы с выхода генератора 2 импульсов поступают на счетные входы счетчиков импульсов 7 домомента переполнения одного из них.Очевидно, что первым. переполнится тотсчетчик импульсов 7, содержимое которого было максимальным. Номер этогоканала и соответствует той временнойпозиции, на которой находится полезный сигнал.В момент переполнения первого счетчика импульсов 7 по сигналу переполнения, проходящему через элемент Ил 1 5на синхрониэирующий вход регистра памяти 4, в него записывается "1" в тотего разряд, который соответствует номеру первого. переполненного. счетчикаимпульсов 7, и на выходе регистра памяти 4 появляется "решение" о наличии полезного импульса на той илииной временной позиции. Сигнап переполнения из счетчика 7 "попадает врегистр памяти 4 через блок 20 выбора канала толко в случае, если этотсигнал переполнения появится на выходе только одного из счетчиков им-.пульсов 7. Если сигналы переполнения 25появятся более чем в одном счетчикеимпульсов 7, то блок 20 выбора канала запретит прохождение сигналов переполнения в регистр памяти 4, и этоозначает, что однозначное решение о 30наличии полезного импульса на тойили иной позиции не принято.Сигнал с выхода элемента ИЗМ 5 ос".танавливает генератор импульсов 2 ичерез элемент задержки 3 обнуляетсчетчики импульсов 7 всех каналов,подготавливая их к следующему циклу.На этом заканчивается второй циклработы устройства,. Этап 3. Сигналом с выхода элемента задержки 3 запускается распределитель импульсов 8, импульсы с выходовкоторого запускают поочередно накопители 13 ЛП.Поскольку в одном из каналов поя 45влялись полезные импульсы, то в соответствующем этому каналу накопителе13 записано количество Й полезныхимпульсов, появившихся в течение йпериодов. Отношение Йп/Й представляет собой оценку вероятности появленияполезного сигнала, т. е. 1-ЕЙ/4,а вероятность подавления тогда равнаЙП/й=(й ЙП)/йАналогичные рассуждения справедли 55вы и для ложных импульсов. Во всехостальных накопителях 13 записаны иподсчитаны ложные импульсы помехит.е. если М , - количество ложных импульсов, подсчитанных в накопителе 13 то по данным 1-го накопителя 13 можно сформировать оценку вероятности появления ложного импульса, а именно - й ,/й а также 1 -В(Й-й )/Й,Поскольку общее количество. каналов, где есть ложные импульсы, равно и(в одном канале - полезные импульсы), то необходимо повысить точность оценки вероятности появления ложного импульса путем усреднения по этимО- ф иканалам, т. е, (К й 1/(и)0, ==1/ (и -1),Е . й , /й=й д/й,1:лНомер того накопителя 13, в котором записаны полезные импульсы, определяется выходо.регистра памяти 4Когда распределитель импульсов 8 запускает накопители 13, то на их выходах поочередно появляются группы импульсов, соответствующие числу импульсов (полезных или ложных в зависимости от номера канала), подсчитанных этими накопителями 13 за й периодов работы генератора 1, Период переключения выходов распределителя импульсов8 таков, что за время этого периода все записанные в накопитель 13 импульсы считываются на его выход.Импульсы с выходов накопителей 13 поступают,на входы селекторов 9 и 10 полезного и ложного сигналов. На выход селектора 9 полезного сигналапройдет количество импульсов, равноеЙ П, т.е, пропорциональное вероятности 1-.Р правильного приема сигнала,.а на выход селектора 10 пройдут импульсы из каналов, в которых не было полезного сигнала, число которых равно П Ч,(суммирование по каналам, в кото;:лрых нет полезного сигнала). Это коли" чество импульсов усредняют путем деления в ираз, и число этих импульсов становится равным Й, которые затем поступают на вход блока выбора ДВК 2. .С выхода селектора 9 полезного сигнала импульс, число которых равно ЙП, т.е. пропорционально вероятности 1-3, поступают на вход блока выбора ОВК 11, на одном из выходов которого после прохождения всех Йп импульсов устанавливается код, пропорциональный 1.-(3, который .поступает на один иэ установочных входов генератора ОВК10 01 16106 916, а на другом его выходе в соответствии с числом импульсов Й-М устанавливается код, который подается надругой установочный вход генератораОВК 16,5Аналогично код числа й,1 импульсов,пропорциональный вероятности 0, икод числа М-Й,1 импульсов, пропорциональный вероятности 1-Ы, с выходовблока выбора ДВК 12 поступают на со -ответствующие установочные входы генераторов ДВК 17,По окончании перезаписи импульсовиз накопителей 13 в блоки выбора ОВКи ДВК .11 и 12 по заднему фронту импульса с последнего выхода распределителя импульсов 8 запускается генератор 1. Тем самым заканчивается третий этап данного цикла работы устройства и начинается первый. этап следующего цикла.Если после И периодов решение опозиции. полезного импульса не будетпринято, т.е. во всех разрядах регистра цамяти 4 будут записаны",0", тоэти 0, проходя через элемент ИЛИ21, закроют селекторы полезного иложного сигналов 9 и 10, и тем самымв блоках выбора ОВК и ДВК 11 и 12не будут сформированы новые оценкивероятностей 1-, , 1-К 0, поскольку они не будут соответствовать истинным вследствие того, что правильноерешение на данном цикле не принято. Формула из о брет ения Устройство для оценки фазы перио - дического импульсного сигнала, содер жащее и каналов, в состав каждого из которых входят селектор импульсов и счетчик импульсов, причем первые входы селекторов импульсов и каналов со- . единены между собой, а вторые входы 45 селекторов импульсов п каналов соединены с соответствующими выходами генератора опорных сигналов, управляющий выход которого соединен с соответствующим входом генератора импульсов, выход которого соединен с одним из счетных входов счетчиков импульсов и каналов, к входам "Сброс" которых подключен выход элемента задержки, а выходы счетчиков импульсов и каналов соединены с соответствующимивходами пер во го п-входов ого элемен- . . та ИЛИ, а также регистр памяти, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в неговведены О-триггер, распределительимпульсов, селектор полезного сигна -ла, селектор ложного сигнала, второйи-входовой элемент ИБ 1, блок выбораосновных весовых коэффициентов (ОВК),блок выбора дополнительных весовыхкоэффициентов (ДВК), блок выбора канала, а в каждый из и каналов введены накопитель, первьп, второй и третий элементы ИЛИ, генератор ОВК и генератор ДВК, при этом слнхронизирующий выход генератора опорных сигнал,ов подключен к с.оответствующемувходу О-триггера, выход которого соединен с первыми входами селекторовимпульсов и каналов, причем в, каждом из и каналов прямой выход селектора импульсов подключен к первомууправляющему входу генератора ОВК,к информационному входу накопителя ик одному из входов первого элементаИЛИ других (и) каналов, а инверсный выход селектора импульсов подключен к второму управляющему входугенератора ОВК и к одному из входоввторого элемента ИЛИ других (и) ка.налов, выходы первого и второго элементов ИЛИ каждого из и каналов подключены соответственно к первому ивторому управляющим входам генератора ДВК, выходы которого и выходы гене.ратора ОВК через третий элемент ИЛИподключены к другому счетному входу счетчика импульсов, а к управляющему входу накопителя каждого из иканалов подключен соответствующий выход распределителя импульсоэ, и-й выход кот оро го соединен с у пр авляющимвходом генератора опорных сигналов,к управляющему входу распределителяимпульсов подключен выход элементазадержки, вход которого соединен с выходом первого и-входов ого элемент аИЛИ, с входом "Стоп" генератора импульсов и с синхронизирующим входомрегистра памяти, к входам которогоподключены выходы счетчиков импульсов и каналов через блок выбора канала, выходы регистра памяти через второй и-входовой элемент ИЛЧ подключенык стробирующим входам селектора по.:;езного сигнала и селектора ложногосигнала, к первой группе входов которых подключены выходы накопителей иканалов, а к другой группе входовподключены п выходов регистра памяти,выход селектора полезного сигнала. Техред М, Ходанич Редактор М,Циткина Корректор,О. Кравцоваи Заказ 3745 Тираж 525 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1 13035, Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 16 подключен к информационному входу блока выбора ОВК, выходы которого подключены соответственно к первому и второму установочным входам генераторов ОВК и каналов, выход селектораложного сигнапа подключен Ф информа-" ционному входу блока выбора ДВК, вы 10601 12ходы которого подключены соответственно к первому и второму установочным входам генераторовДВК П каналов,причем к установочным входам блокавыбора:ОВК и .,блока ДВК подключен уп равляющий выход генератора опорныхсигналов,