Устройство временной автоматической регулировки усиления

союз советскихСОЦИАЛИСТИНЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1 ) 6 А 1 З 7/34. Н 03 6 3/20 5)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И АВТОМАИЛЕНИЯрадиолокаение помевременной иления со,видеодеоматическоиит регулируер 2, первый и блок 5 памя(21) 4663406/09(56) Авторское свидетельство СМ 1054879, кл, Н 03 6 3/20, 198Авторское свидетельство СМ 646418, кл. Н 03 С 3/20. 1977(54) УСТРОЙСТВО ВРЕМЕННОТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УС(57) Изобретение относится кции. Цель изобретения - повышхозащинен ности, Устройствоавтоматической регулировки удержит регулируемый усилитель Изобретение относится к радиолокации и может использоваться в импульсных радиолокационных приемниках для поддержания требуемого усиления в приемном тракте при изменении уровня шумов и воздействия мешающих отражений.Цель изобретения - повышение помехозащищенности.На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - структурная электрическая схема блока оценки среднего значения; на фиг.3 - пример выполнения синхронизатора; на фиг.4-временныедиаграммы, поясняющие динамику работы предлагаемого устройстУстройство временной ав регулировки усиления содерж мый усилитель 1,видеодетекто второй пороговые блоки 3 и 4 тектор 2, первый и второй пороговые блоки 3 и 4, блок 5 памяти, блок 6 сложения, формирователь 7 управляющего напряжения, синхронизатор 8 и блок 9 оценки среднего значения, который содержит первый и второй элементы И, первый и второй аналогоцифровые преобразователи, первый и второй накапливающие сумматоры, первый и второй вентили и формирователь разности кодов. Повышение помехозащищенности достигается за счет использования для формирования оценки среднего значения смеси сигнала и помехи оценки значений амплитуд за время длительности выбросов огибающей смеси, превысивших два пороговых уровня. 1 з,п, ф-лы, 4 ил,ти, блок 6 сложения, формирователь 7 управляющего напряжения, синхронизатор 8 и блок 9 оценки среднего значения, который . содержит первый и второй элементы И 10 и11, первый и второй аналого-цифровые преобразователи 12 и 13, первый и второй накапливающие сумматоры 14 и 15, первый и второй вентили 16 и 17 и формирователь 18 разности кодов, синхронизатор 8 содержит гечератор 19 импульсов, вентиль 20. первый триггер 21. первый и второй счетчики 22 и 23, первый и второй дешифраторы 24 и 25, элементы ИЛИ 26, второй и третий триггеры 27 и 28 и элемент И - НЕ 29.Устройство временной автоматическойрегулировки усиления работает следующим образом.В момент окончания излучения зондирующего сигнала на вход синхронизатора 8 поступает импульс (фиг.4 а), по которому наего выходах вырабатываются серии импульсных последовательностей ,фи" 45-е) с различными длительностями и периодами следования импульсов, Период следования импульсов на втором выходе синхронизатора 8 (фиг.4 б)задает шаг дискретизации Тя = Тсл.г, который выбирается иэ условия Тп = 1/1 я = 1/2 Л 1 макс., ГДЕ Л 1 мс - МаКСИ- мальная ширина полосы спектра ожидаемого сигнала. Период следования импульсов на третьем выходе синхронизатора 8 (фиг.4 г) определяет момент выработки оценки дисперсии помехи из объема выборки в виде 16-ти дискретных отсчетов входной реализации на выходе видеодетектора 2. Объем выборки определяется из выраже 1 - гния М = Е 1; --- 1 и Ргр,где Е Д -2(Лс - с)целая часть, Л ц - допустим. е значение потреь в г г алс,.; Лс = 2 дБ; требуе мой вероятности лс,с, ревоги Рг рав ной Рг= 10,=, 16, На первом выходе синхронизатора 8 (фиг.Св) формируется последовательность импульсов, длительность которых определяет размер )-й выборки по дистанции ддгсьности,= 1,Е, За время длительности каждосс)-гс . пульса данной последователь .сти в блске 9 оценки среднего знасс:р.сс сгляэтся гссоялтельная оцеч;:а д,1 сг,.с-. и ос 1 сигналов, превысвих вор . сс свый уровень ахаги - - -,г-с с ,с,г, С с; ;с см.ЗсПутс Грас Г", - сс сл.сс,; тсрОСтЬ Кал,ДСС И",;лс";от с, Ой равна шагу-,сс сс.1-. 1с ГО. с"сГ -ч"НИи;,пс сс, ф.асс г . р- е,1 а, ст, ь,борки. По и",-., - -т - "., с:-му на вход СС Н .сОМ 2 Г а Вт ЗГО ЕГО ВЫХсда (Фс;Г,ч", На Ч с Г.-В",Зд 5 ЛОКа 5 ГаЬсртИ, Сс 2 т;СЕ-; - ;,1; С 2 Х".д 5 ЛС "а оценки ср-:д его э , -сс"; "ггсту асОт иц-пульсы с пес.сиг,дсм:.л-;срг гия Тслг. Одно 5 10 15 20 25 30 35 временно с этим с третьего выхода синхронизатора 8 на егорой управляющий вход блока 5 памяти и четвертый управляющии вход блока 9 оценки среднего значения подан высокий уровень напряжения, соответствующий единичному логическому уровню "Лог,1" (фиг.4 г), С четвертого выхода синхронизатора 8 на четвертый управляющий вход блока 5 памяти в данный момент времени также поступает логический уровень "Лог.1". На вход регулируемого усилителя 1 в данном периоде зондирования постурает входная реализация сигналов и помел, которая после усиления и детектирования видеодетектором 2 поступает на входы первого и второго пороговых блоков 3 и 4 и на вход блока 9 оценки среднего значения (фиг.4 ж). При уровне сигналов, превышающих верхний пороговый уровень Х 1, на выходе первого порогового блока 3 формируются импульсные сигналы с нормированной амплитудой положительной полярности и длительностями, равными длительностям сигналов превышения верхнего порогового уровня Х 1 (фиг.4 ж.з). При уровне сигналов выше нижнего порогового уровня Х 2 (фиг.4 ж) на выходе второго порогового блока 4 формируются импульсные сигналы с нормированной ампли удой положительной полярности и длительностями. равными длительностям сигналов, превысивших нижний пороговый уровень Х 2 (фиг.4 ж,и). С оыходгсе первого и второго пороговых блоков 34 данные сигналы гсоступают соответстсенно на первый и второй управляющие входы блока 9 оценки среднего значения, е ксторсссл формируются состоятельныееч с ас;сперсий тс 1 сигналов, уровень котор. х превышает верхний порог Х 1 и оценлку дисперсии ггг сигналов, уровень которых ре гсзевы ссает порога Х 2. Состоятельные сценс 1 , сперсий гтл 1 и дс сг определяютсял 1 в ссотвьтствии с выражениями гп 1 = - ,Гй 14ООссг = - ; О,г, ) = 1,й, ГДЕ й - ЧИСЛОг 1отсчетов г )-й вс,бсрке по дистанции, 011 г - л" скретрое значение амплитуды входной реализации в дискретный момент времени. Результат состоятельной оценки дисперсий с 7,сс 1 и с 712 в блоке 9 оценки среднего значения определяется путем накопления за время данной выборки в виде двоичных кодов В п,р и Вгср, значения которых пропорциональны дискретным значениям амплитуд входной реализации, поступающей на вход блока 9 оценки среднего значения, В блоке 9 оценки среднего значения определяетсяРазность кодов В 11,р и Вг)ср в виде двоичного кода В 1 в зависимости от десятичных эквивалентов их значений. С выхода блока 9 оценки среднего значения двоичный код в дискретные моменты времени поступает на первый вход блока 6 сложения, на выходе которого формируется двоичный код С), значение которого определяется выражением С) = В)З й) , где 9- операция суммирования по проб 2, й) - двоичный код, которыйо)хранится в блоке 5 памяти для данной выборки и который соответствует начальному значению, коэффициента усиления К)0) регулируемого усилителя 1. По импульсному сигналу с третьего выхода синхронизатора 8 блок 5 памяти переводится в режим записи и двоичный код С) с выхода блока 6 сложения записывается в первую ячейку памяти блока 5 памяти в момент поступления нулевого логического уровня "Лог,О на его четвертый управляющий вход (фиг,4 в). Одновременно с этим с выхода блока 6 сложения двоичный код С) поступает на вход формирователя 7 управляющего напряжения, на выходе которого в соответствии со значением кода С) формируется управляющее напряжение О)упр(фиг.4 к), изменяющее коэффициент усиления К) регулируемого усилителя 1 в первой выборке по дистанции дальности. Через временной интервал Тел.з = М Тсл.2 на пятом выходе синхронизатора 8 формируется импульсный сигнал (фиг,4 е), который поступает на пятый управляющий вход блока 9 оценю среднего значения и устанавливает его в исходное состояние, т.е. блок 9 оценки среднего значения готов для определения состоятельной сценки среднего значения входной реализации для следующей второй выборки г 1 о дистанции дальности. Очередной импульс с второго выхода синхронизатора 8 поступает на второй упраБляющий вход блока 5 памяти и на третий управляющий вход блока 9 оценки среднего значения. По переднему фронту этого импульса в блоке 5 памяти Форм руется код а ", е а второй выборки А 2, определяющий выбор очередной второй ячейки памяти для считывания очередного)значения двоичного кода В 2 , пропорционального начальному значению коэфФициента усиления К 2" регулируемого усилителя 1. Работа устройства во второй выборке пс дистанции дальности аналогична работе, как и в первой выборке. После-й выборки по дистанции дальности на четвертом выходе синхронизатора 8 формируется импульсный сигнал в виде "Лог.О" (фиг,4 д), который поступает на четвертый управляющий вход блока 5 памяти. Одновременно с этим с пятого выхода синхронизатора В (фиг.4 е) фор 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мируется импульсный сигнал "Лог,1", по которому блок 9 оценки среднего значения устанавливается в исходное состояние, Поступление импульсного сигнала на четвертый управляющий вход блока 5 памяти переводит последний в исходное состояние, при котором вновь формируется начальное значение кода адреса А, выбора значения двоичного кода С 1 ц, записанного в первую ячейку памяти и пропорционально коэффициенту усиления К в первой выборке по дистанции дальности регулируемого усилителя 1 в предыдущем такте зондирования, В следующем периоде зондирования при поступлении очердного синхроимпульса на вход синхронизатора 8 устройство работает как описано ранее. При этом в режиме считывания (чтения) с выхода блока 5 памяти на первый вход блока 6 сложения в каждой-й выборке по дистанции дальности, ) = 1 поступает двоичный код Й), значение котог 1)) ) рого определяется выражением В, = С, 9 + В), т,е. начальное значение установки коэффициента усиления регулируемого усилителя 1 устройства в каждой )-й выборке уже определяется с учетом закона изменения входной реализации в виде смеси сигналов и помех по длительности превышения установленных пороговых уровней Х 1 и Х 2, а также значений амплитуд в выборках эа предыдущий период зондирования. Таким образом в каждой )-й выборке иэ 1. выборок по дистанции дальности в предлагаемом устройстве определяется рекурсивчая оценка среднего значения изменения входной реализации и по данной оценке осуществляется изменение коэффициента усиления регулируемого усилителя 1 относительно предыдущих значений, а аткже запоминание в блоке 5 памяти двоичных кодов, пропорциональных вновь установленным значениям коэффициентов усиления в каждой выборке по дистанции дальности. В очередном периоде зондирования данная оценка среднего значения в выборках используется для ругулирования коэффициента усиления регулируемого усилителя 1. т.е. в предлагаемом устройстве осуществляется адлтивная подстройка закона изменения усиления регулируемого усилителя при изменении вида входной реализации,Блок 9 оценки среднего значения работает следующим образом.В исходном состоянии на выходах первого и второго аналогоцифровых преобразователей 12 и 13 установлены двоичные коды В 1) и В 2), десятичный эквивалент которых равен нулю. Уровень "Лог.1 с четвертого управляющего входа блока 9 оценки среднего значения поступает на управляю 170411"5 10 15 20 25 35 40 45 50 55 щие входы первого и второо вентилей 16 и 17, которые в данном случае закрыты. Первый и второй накапливающие сумматоры 14 и 15 находятся в исходнол состоянии, при котором на их выходах сформированы двоичные коды, десятичный эквивалент которых равен нулю. На выходе формирователя 18 разности кодОв сформирован двоичный код В 1, десятичный эквивалент которого также равен нулю. При одновременном поступлении сигнала входной реализации на объединенные сигнальные входы первого и второго аналого-цифровых преобразователей 12 и 13, а также тактовых импульсов на управляющие входы первого и второго аналого-цифровых преобразователей 12 и 13 происходит цифровое преобразование входной реализации в каждой )-й выборке данного периода зондирования, Диапазон квантования соответствует динамическому диапазону регулируемого усилителя 1 устройства, Шаг квантования Ь О = Омин = Ош, где о - дисперсия собственных шумов регулируемого усилителя 1. Двоичные коды В 11 и В 21 с выходов первого и второго аналогоцифровых преобразователей 12 и 13 суммируются соответственно в первом и втором накапливающих сумматорах 14 и 15 при поступлении импульсных сигналов на их управляющие входы, Усреднение значений результирующих кодов сумм в первом и втором накапливающих сумматорах 14 и 15 по числу отсчетов й в 1-й выборке осуществляется путем исключения младших разрядов на их выходах. Так, пои й = 16 =2", п = 4 исключаются четыре младших разряда, Поступление сигнала в виде "Лог.О" на управляющие входы первого и второго вентилей 16 и 17 обеспеч 1;агат аткрыван е последних. В результате этого усреднен,ые значения результирующих сумм В 1,ср, Бзср с выходов первого и втабого накапливала.цих сумматоров 14 и 16 врез о"крь тые гсрай и второй вентили 16 и 17 поступают на соответствующие входы формирователя 18 разности кодов, разно ть кодов в котором формируется путем суммирования кодаь по гпоб 2, прямого кода Вср и обрагного кода В 21 ср, если В 1 ср ъ В 2,ср, или же прямого кода ,-2)ср и обратного В 1 ср, если В 2)срВ цср Код разности В с выходов формирователя 18 разности кодов поступает на выход блока 9 оценки среднего значения, Поступление импульсного сигнала в виде "Лог.1" на вторые управляющие входы (обнуления) первого и второго накапливающих сумматоров 14 и 15 переводит последние в исходное нулевое состояние и тем самым блок 9 оценки среднего значения устанавливается в исходное состояние. Синхронизатор 8 работает следующим образом.В исходном состоянии первый, второй и третий триггеры 21, 27 и 25, первый и второй счетчики 22 и 23 находятся в нулевом состоянии, при котором на прямых выходах всех триггеров присутствуют сигналы "Лог.О". При этом на первом выходе синхронизатора 8 сформирован сигнал "Лог.О". На выходе первого и второго дешифраторов 24 и 25, а следовательно, и на четвертом и третьем выходах синхронизатора 8 присутствуют сигналы "Лог.1". На пятом выходе синхронизатора 8 установлен сигнал "Лог.О". так как третий триггер 28 находится в нулевом состоянии и на его инверсном выходе сформирован сигнал "Лог.1", поступающий на второй вход элемента И-НЕ 29. На вход синхронизатора 8 и далее на тактовый вход первого триггера 21 поступает синхроимпульс после окончания зондирующего сигнала. По переднему фронту этого импульса первый триггер 21 устанавливается в единичное состояние. при котором сигнал "Лог.1" с его прямого выхода поступает нэ управляющий вход вентиля 20 и по сигнальному входу открывает его. В результате этого импульсы генератора 19 импульсов с периодом следования Тслг через вентиль 20 поступают на вход установки в нулевое состояние третьего триггера 28, подтверждая его исходное состояние. Эти импульсы поступают на тактовый вход первого счетчика 22, на вход установки в единичное состояние второго триггера 27 и.на второй выход синхронизатора 8. С поступлением первого импульса второй триггер 27 устанавливается в единичное состояние и на его выходе, а следовательно, и на первом выходе синхронизатора 8 форл 1 ируется сигнал "Лог.1", Одновременно с этим ил;пульсы генератора 19 импульсов поступают на тактовый вход первого счетчика 22, изменяя каждый раз его состояние ., следовательно, изменяется значение двоичного кода на его выходах, Емкость первого счетчика 22 определяет число отсчетов М в каждой )-й выборке. После поступления М импульсов генератора 19 импульсов на тактовый вход первого счетчика 22 на выходе второго дешифратора 25 формируется сигнал "Лог.О", который поступает на третий выход синхронизатора 8 и на первый вход элемента ИЛИ 26, с выхода которого сигнал "Лог.О" поступает на вход установки в нулевое состояние второго триггера 27 и переводит последний в исходное состояние, при котором на первом выходе синхронизатора 8 устанавливается сигнал "Лог.О". Очередной импульс генератора 19 импульсов вновь изменяет состоя 1704116 105 10 15 ние первого счетчика 22, В результате этого на его выходе переполнения формируется импульсный сигнал "Лог,1", который поступает на тактовый вход второго счетчика 23 и на тактовый вход третьего триггера 28 и изменяет его состояние, Сигнал "Лог.1" с выхода третьего триггера 28 поступаег нэ второй вход элемента И-НЕ 29, на вылоде которого сигнал "Лог,1" поступает на пятый выход синхронизатора 8, Поступление сигнала на тактовый вход второго счетчика 23 изменяет его состояние, следовательно, из. меняется значение двоичного кода на выходах счетчика, Емкость второго счетчика 23 определяет число выборокпо дистанции дальности устройства, В момент поступления -го импульса на вход второго счетчика 23 третий триггер 28 переводится в единичное состояние, а Очередным импульсом генератора 19 импульсов будет внсвь установлен в ислодное состояние Прэтом на пятом выходе синхрснлзатора 8 будет сформирован очередной импульс положительной полярности. По окончании -го импульса на тактовом входе второго счетчика 23 на выходе первого дешифратора 24 формируется сигнал Лог.0", который поступает на вход установки в нулевое сбстояние первого триггера 21, на четвертый выход синхронизатора 8, на объединенные входы установки в нулевое сосгояние первого и второго счетчиков 22 и 23, на второй вход элемента ИЛИ 26 и на первый вход элемента И-НЕ 29 По этол, с алу первый то, ггер 2, первй и в ср.,; сне-,н,1 ки 22 и "; второй триггер 27 устанавливаются в исходноесостояние,те сне сзатар 8 переводится в,;с: -",ла;. - С поступление. сч-.:дн;-.;инрои;л, л:.-, гроцгсс рабсгь;. - рол затора Я г,отсргется,Сравните,".ъный а азиз помелозецищенности гр.длагаемого и авестного устройств показал, что п.мехозащищеннос-ь предлагаемого устройства при изменении отношения сигал/пома:г "т 10 до 20 д 5 нг на 3-6 порядков выше, чем при использовании известного устройства,Формула изобретения 1. Устройство време. ной автомат,1,вской регулировки усигения, содержащее блок сложения, блок памяти, синхронизатор. формирователь управляющего напр;,- жения и последовательно соединенные регулируемый усилитель, видеодетектор и первый порогсвый блок, при этом выход блока сложения соединен с входом блока 20 30 3 с 4 о 45 л чь 55 пдмя; и, а перВый ВыхОд синхронизатора со единен с первым управляющим входом блока гак =ти, о т л и ч а а щ е г с я тем, что, с целью повышения помехоэащищенности, введены второй пороговый блок и блок оценки среднего значения, первый и второй упраьл.ющие входы которого соединены с выходами соответственно первого и второгс пороговых блоков при этом выход видеОдетек"ора соединен с входом второго порогового блока и входом блока оценки среднего значения, выход которого соединен с первым входом блока сложения, выход блока сложения соединен с входом формирователя управляющего напряжения, выход которого соединен с входом регулируемогэ усилителя, выход блока памяти соединен с вторым входомблока сложения второй выход синхронизатора соединен с вторым упраеляогцим входом блока памяти и третьим г,р=вляющим входом блока оценки среднегг, знаения, третий выход синлронизатора соединен с третьим управляющим входом бгока памяти и четвертым управляющим входом блока оценки среднего значения, четвертый выход синхронизатора соединен с четвертым управляющим входом блока памяти, а пятый выход синхронизатора соединен с пятым управляющим входом блока оценки среднего значения.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок оценки среднего значения содержит последовательно соединенные р:, е.лент И, переь й аналог:- вой и;еобразователь, первый накапл,;ьгющий сумматор, первый вентиль и фо" лиро;тель разности кодов и г оседовате,-ьно-ьЕ Вторй 3 Е1 И, В 1 с он с на л: го-ц. .;ьс. преобраз: ватель, втсро накгп:;гэ зь, сумматор и второй вентиль,отсрОГО СОЕДИНЕН С ВтОрЫМ ВХОДОМ фор оОовател разнос-и кодо, пр 1 этом влс;,";, и; -:ьм, вторь,ч третьим, четверть.м и пятым управляющими входами и вь- сдо:, Ока оценки среднего значения сас; . - .=-,но яВляются соединенные лежд, собой сигнальные . - .ходы перво ив нал ага-циф - Ое ,х и реоб паз с вот ел . гы: входь первого и второго з,",е мен-,с: Оединекньс мс д со ой гто.ь 1 е вс,. - .в:о и второго злелснтов И и перг е уа:л.-ющие входы первого и второго н;ка;, .:;ающих сумматоров. соединеннь,е-:,.=, СО=ой управляющ,:- =оды первого и втор-.,го вентилей, соединенные между собс, вторые управляюц,ие входы первого и ;тсрого накапливающих сумматоров и выход формирователя разногти кодов.Составитель В.ИвановРедактор С,Пекарь Техред М Моргентал Корректор М,Максимишиаказ 62 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гаггрина, 101