Самонастраивающийся амплитудный селектор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 9) Я А 4(51) Н 03 К 5/22 РЕТЕНИ ИСАНИЕ В ТОРСКОМ,Ф ЕЛЬСТ У(21) 3669889/2 (22) 29.11.83 (46) 23.04,85. (72) К.К. Моча (53) 681.374.3 (56) 1.Авторск У 580637, кл. ит ел стот Бюл. У 15ов(088.8) к входудами повходам верхне ервый к оторого о к вхо о СССР .10.74 свидетель 3 К 5/20,детельство СССР К 5/20, 28.07,7 2. Авторское У 531271, кл. Н (прототип) . частот но фор са, и и, эл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) (57) САМОНАСТРАИВАЮЩИЙСЯ АМПЛИТУДНЫЙ СЕЛЕКТОР, содержащий два пороговых элемента верхнего и нижнегоуровней срабатывания, соединенныхинформационными входами с шиной входных сигналов и подключенных своимивыходами к входам элемента анти-,совпадения, выход которого подключенк одному из входов элемента ИЛИ, ивыходную шину, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширенияфункциональных воэможностей путемобеспечения возможности вьщеления.импульсной последовательности из потоков импульсов большой плотностии повышения помехозащищенности,дополнительно введены соединенныепоследовательно элемент выборки ихранения, первый вход которогоподключен к выходу элемента ИЛИ,1%и Цуф тока и фильтр нижних ыход которого подключен елителя напряжения, выхолюченного к пороговым роговых элементов нижнего о уровней срабатывания, люч, первый вход и выход подключены соответствену и выходу фильтра нижних оединенные последовательователь тактового импульраммный обнаружитель пачент И и второй ключ, и кроме того, соединенные последовательно формирователь запускающегоимпульса и третий ключ, при этом информационные входы пороговых элементов нижнего и верхнего уровнейсрабатывания, входы формирователейтактового и запускающего импульсов,вторые входы элемента выборки ихранения и второго ключа соединенымежду собой, а выход элемента ИЛИподключен к вторым входам программного обнаружителя пачки и элемента И, первый вход которого подключен к второму входу первого ключа,второй выход программного обнаружителя пачки подключен к второму входЪтретьего ключа, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ,при этом выход второго ключа подключен к выходной шине.1152Изобретение относится к импульсной технике и может быть использонано при построении устройств анапиза импульсных последовательностей.Известны устройства селекции, 5содержащие последовательно соединенные усилитель, мультивибратор, счетчик, токовый переключатель на двухтранзисторах, туннельный диод,конденсатор, дополнительный транзистор и резисторы 11,Недостатком этих устройств является отсутствие автоматической установки окна относительно селектируемойпоследовательности, что делает невозможным их применение в самонастраивающихся или адаптивных селекторах,где требуется автоматический поиски сопровождение амплитуды этойпоследовательности на фоне хаотических импульсных помех (ХИП).Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяамплитудный селектор, содержащийлинейный усилитель, пороговые элементы верхнего и нижнего уровней,элемент антисовпадения, причемвыход линейного усилителя подключенк входам пороговых устройств верхнего и нижнего уровней, а один 30вход элемента антисовпадений соединен с выходом порогового устройстванижнего уровня, и введенные в негопреобразователь частоты следованияимпульсов в управляющий сигнал,триггер Шмитта, устройство задержки,устройство разряда, элемент ИЛИ,причем выход порогового элементанижнего уровня через последовательно соединенные преобразователь мгновенной частоты следования импульсовв управляющий сигнал триггер Шмитта соединен с одним входом элемента ИЛИ, выход которого соединенс другим входом элемента антисовпадений, другой вход элемента ИЛИподключен к выходу порогового элемента верхнего уровня вход преобразователя мгновенной частоты следования импульсов в управляющий сигнал подключен к выходу устройстваразряда, один вход которого подключен через устройство задержкик.выходу порогового элемента нижнего уровня, а другой вход соединенс выходом триггера Шмитта 12 .Недостатком известного устройства является невозможность испольэо 082вания их в селекторах, осуществляющих поиск и сопровождение импульсных последовательностей с неизвестной заранее амплитудой. Кроме того,определение наличия помехи в тракте по частоте следования не позволяет использовать селектор для выделения импульсных последовательностей из потоков большой плотностивследствие низкой помехозащищенности,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения возможности выделенияимпульсной последовательности изпотоков импульсов большой плотности и повышение помехозащищенности. Поставленная цель достигается тем, что в самонастраивающийся амплитудный селектор, содержащий два пороговых элемента нижнего и верхнего уровней срабатывания, соединенных информационными входами с шиной входных сигналов и подключенных своими выходами к входам элемента антисовпадения, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ, и выходную шину, дополнительно введены соединенные последовательно элемент выборки и хранения, первый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, усилитель тока и фильтр нижних частот, выход которого подключен к входу делителя напряжения, выходами подключенного к пороговым входам пороговых элементов нижнего и верхнего уровней срабатывания, первый ключ, первый вход и выход которого подключены соответственно к входу и выходу фильтра нижних частот, соединенные последовательно формирователь тактового импульса, программный обнару- житель пачки, элемент И и второйключ, и кроме того, соединенныепоследовательно формирователь запускающего импульса и третий ключ, при этом информационные входы пороговых элементов нижнего и верхнего уровней срабатывания, входы формирователей тактового и запускающего импульсов, вторые входы элемента выборки и хранения и второго ключа соединены между собой, а выход элемента ИЛИ подключен к вторым входампрограммного обнаружителя пачки иэлемента И, первый вход которогоподключен к второму входу первого1152082 1 О 55 3ключа, второй выход программногообнаружителя пачки подключен к второму входу третьего ключа, выход которого присоединен к второму входу элемейта ИЛИ, при этом выход второго ключа подключен к выходной шине.На Фиг.1 дана структурная схема самонастраивающегося амплитудного селектора на Фиг.2 - временная диаграмма работы.Самонастраивающийся амплитудный селектор включает два пороговых элеГмента верхнего 1 и нижнего 2 уровней срабатывания, выполненных, например, на операционных усилителях и подключенных своими выходами к входам элемента 3 антисовпадения, выхо. дом подсоединенного с первым входом элемента ИЛИ 4, выход которого подключен через последовательно соеди О ненные элемент 5 выборки и хранения, усилитель 6 тока, фильтр 7 нижних частот к входу делителя 8 напряжения и к выходу .первого ключа 9, при этом второй вход второго 25 ключа 10 подключен к информационным входам пороговых элементов верхнего 1 и нижнего 2 уровней срабатывания, выход третьего ключа 11 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 4, а вход Формирователя 12 тактового импульса, выход которого через программный обнаружитель пачки 13 подключен к первому входу элемента И 14, подключен к входу35формирователя 15 запускающих импульсов, причем выход второго ключа 10 соединен с выходной шиной 16, а вход Формирователя 12 тактового импульса соединен с шиной 17 входных сигналов.Самонастраивающийся амплитудный селектор работает следующим образом. Программный обнаружитель пачки 13 работает по логике К/Е-Я и построен по известной схеме. В исходном положении на его втором выходе имеется логическая команда исходного положения, которая замыкает третий ключ 11 и обеспечивает . тем самым прохождение запускающего импульса с выхода формирователя 15 запускающего импульса через элемент ИЛИ 4 на первый вход элемента 5 выборки и хранения, второй вход которого соединен с шиной входных сигналов. После прихода первого импульса запускается формиоователь 15 запускающего импульса и элемент 5 выборки и хранения, в котором запоминается амплитудное значение этого импульса в виде напряжения и подается через замкнутый ключ 9 на вход делителя 8 напряжения. Одновременно Формируется тактовый импульс в формирователе 12 тактового импульса, который выводит программный обнару- житель пачки 13 из исходного положения, и команда исходного поло,жения с ключа 11 снимается.Каждый последующий входной им- . пульс может осуществить перезапись амплитуды в элементе 5 выборки и хра/нения только в том случае, если его амплитуда попала в створ коридора, образованного пороговыми элементами 1 и 2, которые устанавливают свои пороги симметрично относительно запомненной амплитуды предыдущего импульса. Всякое попадание импульса в коридор фиксируется как появление события и ему приписывается единица. Всякий импульс, запустивший формирователь 12 тактового импульса и не попавший в створ коридора, не вызывает события и ему приписывается ноль. Нули и единицы фиксируются программным обнаружителем пачки 13.При появлении не менее К событий попадания в створ коридора амплитуд импульсов на 1. смежных интервалах наблюдения программный обнаружитель пачки 13 формирует команду "Захват" и выдает ее в виде логической единицы на вход первого ключа 9 и первый вход элемента И 14.1Второй ключ 10, на второй вход которого поступают входные импульсы, замыкается и на выходную шину 16 проходят только те импульсы, которые имеют амплитуду импульса, попадающую в створ коридора, образованного порогами пороговых элементов 1 и 2. Происходит это следующим образом. Если амплитуда входного импульса вызвала срабатывание порогового элемента 2 нижнего уровня и при этом не сработал пороговый элемент 1 верхнего уровня, то на выходе элемента 3 антисовпадения появится импульс нормированной амплитуды, временное положение которого будет совпадать с временным положе 1152082нием входного импульса. Этот импульс, пройдя через элемент ИЛИ 4,вызовет фиксацию события "единица"в программном обнаружителе пачки13 и через подготовленный к пропусканию командой "Захват" элемент И 14замкнет на время своей длительностивторой ключ 10. Входной импульс,совпадающий с ним по времени (амплитуда которого прошла в статор ворот),пройдет на выходную шину 16 неизмененной амплитуды.Одновременно команда "Захват"размыкает первый ключ 9, находившийся до этого в замкнутом состоянии и подключает к выходу усилителятока б фильтр 7 нижних частот. Врезультате чего на делитель 8 напряжения будет подаваться запомненноенапряжение, пропорциональное неамплитуде одного предыдущего импульса, а усредненное значениеамплитуд (фильтрованное) нескольких последующих импульсов,Если же после выхода программного обнаружителя пачки 13 иэисходного состояния, а также еслион находится в состоянии захвата,подряд на Б смежных интервалах незафиксировано ни одного попаданияв створ коридора, то программныйобнаружитель пачки 13 переходит висходное состояние и своими командами замыкает первый ключ 9 и размыкает второй ключ 10, а такжевыдает разрешение на запоминаниеочередного импульса элементом 5выборки и хранения, замыкая третнйключ 11,На диаграмме 18 (фиг.2) изображен входной поток импульсныхпоследовательностей с 1, Ь, С который в общем случае может иметь любую плотность неперекрывающихся во времени импульсов и любую частоту следования. Последовательности а и о промодулированы по амплитуде случайным или детерменированным образом. Последовательность с не изменяет совсем амплитуды импульсов или изменения ее происходят значи. тельно медленнее, чем последовательностей.о и Ь Предлагаемый самонастраивающийся амплитудный селектор с течением времени захватывает последовательность, амплитуда огибающей которой удовлетворяет условию 5 где У - текущее значение амплитуды импульсов,10 где 01, У - величины порогов нижнего и верхнего уровней срабатывагия двухпорогового дискриминатора(элементы 1 и 2).Процесс захвата иллюстрируется15 следующими диаграммами.На диаграмме 19 изображена нормированная входная последовательность импульсов на выходе формирователя 12 тактового импульса, кото 20 рая необходима программному обнаружителю пачки 13 в качестве опорной.На диаграмме 20 изображена последовательность импульсов, проходя 25 щнх на вход элемента 5 выборкии хранения. Крестиками обозначенымоменты времени, соответствующиеимпульсам, не попадающим в створворот пороговых элементов 1 и 2,З 0, цифрами 1-5 обозначены первые пять .смежных реализаций, на которыхпроизошло три перезаписи амплитудыв элементе 5 выборки и хранения,На диаграмме 21 изображена команда "Захват" последовательности.Интервал времени С -й .На диаграмме22 изображены моменты формированиякоманды исходного положения импульсной последовательности йо-,40 4т ьоНа диаграмме23 изображена последовательностьимпульсов, прошедшая названный селектор.Действия селектора по моментам времени описываются следующим образом:с р - включение,- запись импульса последовательности Ъ; 12 - сброс и переход в исходное положение, С - запись импульса последовательности В, С - сброс и переход в исходное положейие,- запись импульса последовательности р; С ь - наличие трех перезаписей на пяТи смежных позициях и переход в состояние захвата; с - отсутствие трех перезаписей подряд, всеобщий сброс и переход в исходное состояние,- запись импульса последовательности с с - сброс и переход) 3в исходное состояние, 1,О - записьимпульса последовательности ЬПрограммный обнаружитель пачки13, который управляет работой всегоселектора, является известным устройством,и содержит в качестве элементов памяти последовательно соединенные триггеры, образующие сдвиговый регистр,Первый вход сдвигового регистраявляется входом первого триггера,который запоминает по приходутактового импульса "0" или "1" ипереписывает в соседний триггер своепредыдущее состояние. Логика захвата и сброса сопровождения последовательности реализуется набором логических элементов И, ИЛИ и выходнымтриггером.Для осуществления процесса,запоминания в сдвиговом регистре фактовпопадания в створ ворот или непопадания амплитуд входных импульсовтребуется нормировка входных импульсов по амплитуде, которую осуществляет формирователь 12 тактового импульса (диаграмма 20, фиг.2).Тактовые импульсы играют рольопорной последовательности, относительно которой строится логика работы программного обнаружителя пачки 13. Если с Ь смежными тактовыми, импульсами совпало по времени прилюбой расстановке не менее К импульсов, то программный обнаружитель и, следовательно, селекторпереходит в состояние захвата.Если же при формировании подряд Бтактовых импульсов не прошло ниодного импульса с выхода элемента 3антисовпадений, происходит сброс и программный обнаружитель пачки 13возвращается в исходное положение,В результате описанных действийселектор настраивается автоматичес 5 ки на последовательность медленноили совсем не изменяющих свою амплитуду импульсов. Ширина коридораи критерий захвата определяются изусловия недостижения состояния16 захвата по одним только ХИП, когдаполезная последовательность отсутствует во входном потоке. Критериина сброс определяются из условиямаксимально допустимого отношения15 полезного сигнала к помехе,При отсутствии фильтра 7 нижнихчастот в составе такого селектора вРслучае кратковременного попаданияимпульсов помехи в створ коридора20 увеличивается вероятность срыва сопровождения, поскольку элемент 5рыборки и хранения запоминает амплитуду только предыдущего импульса.изменяя постоянную времени фильтра25 1 нижних частот можно изменять степень доверия импульсам, попавшимв створ коридора после захвата.Однако включение фильтра 7 нижнихчастот в режиме поиска, т.е. до 30 "Захвата", нецелесообразнотаккак общее время настройки сильновозрастает. Поэтому фильтр 7 нижних частот подключается первымключом 9 только после захвата последовательности на сопровождение.1Таким образом, вновь введенныеэлементы позволяют выделять импульсную последовательность из пото ков импульсов бОльшОЙ плотностиповьвдет в целом помехозащищенность предлагаемого устройства по сравнению с известным.)/1 с сфф филиал ППП затаит, г, Уигород, ул.Проектная,4 ВНИИПИ Заиаа 2340/43 Тиры 872 Подписное