Устройство для приема и обработки информации

О П И С А Н И Й ( )858059ИЗОВРЕТИН ИЯ Союз СоввтскнкСоциалистичвскикРвслублик Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. л. 6 08 С 9/28 Гоеударптюпый квинтет СОВР по делал каевретепкВ к етпрмтккОпубликовало 23,08.8 . Бюллетень,те 31 Дата опубликования описания 23, 08, 81.Изобретение относится к области передачи данных, обработки.информа-. ции и определения характеристик случайных процессов и предназначено для выделения импульсных .сигналов иэ по 3 ех с контролем достоверности при" нятого сообщения.Известны устройства, решающие за" дачу выделения импульсных сигналов.Известно устройство для защиты от импульсных помех, позволяющее избежать их путем запирания приемного тракта на время их действия, содержащее соединенный со входом устройства элемент задержки, выход которого через прерыватель соединен со входом усилителя мощности, выход которого соеоединен с выходомстройства, импульсный детектор, подключенный ко второму входу прерывателя через форькрователь щ уровня, между входом элемента задерж-: ки и входом импульсного детектора включен усилитель-ограничитель АРУ 1,11 . Недостатками устройства являются;1. Невозможность подавления непрерывных помех и шумов, эаменявшихся в полезный сигнал при прохождении через радиолинию.2. Низкая помехоустойчивость к воздействию импульсов помех при на-личии шумов, что объясняется увеличением среднего уровня сигнала и в связи с этим понижением чувствительности схемы выделения импульсов помех к воздействию последних.3. Не учитывается изменение пикфатора входного сигнала в процессе: приема для адаптивной регулировки порога срабатывания формирователя управляющего импульса.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для выделения импульсных сигналов, содержащее последовательно соединенные усилитель, первый элемент задержки, инвертор, первый сумма тор, амплитудный различитель, вто858059 пульсных последовательностей, сумматор 11 - 11, блок 12 А дифференцирования, амплитудный селектор1 ЗА, счетчик 14 - 14 и элемент15- 15 задержки.На вход 16 устройства поступаютпоследовательности видеоимпульсов,длительность которых априорно известна, но изменяется от импульса к25 импульсу по случайному закону из-завоздействия аддитивного шума. Усилитель с АРУ обеспечивает постоянствоуровня сигнала на его выходе приизменении его на входе усилителя.30Постоянство амплитуд импульсовс выхода усилителя 1 (фиг.2 а) поэволяет использовать в амплитудных се-.лекторах 13 - 13 неизменный уровенькограничения А (фиг.3 к, м, и),Блок 2 задержки осуществляет задержку в интервале времени, определяемом выражением(1)где 1, - длительность (априорная)информационного импульса;Ь- максимальное значение отклонения длителности импульсов отаприорно известного. Значение величины Ьг определяется путем статичесф 5 кой обработки результатов предыду -щих измерений или задается в соответствии с ожидаемым значением флуктуаций длительности импульсов.Отводы в блок 2 задержки выполнены с дискретностью значений интервалов времени задержки. Величина интервала временивыбирается так,чтобы при дифференцировании двухО импульсов следующих через такой55 интервал, обеспечивалось получениенеискаженных и хорошо различимыхимпульсов результата дифференцирования,рой элемент задержки, второй сумматор, блок дифференцирования, пороговый блок и формирователь импульсов стандартной длительности, второй вход первого сумматора соединен с 5 выходом усилителя, а второй вход второго сумматора - со вторым выходом амппитудиого различителя 2.Однако устройство имеет низкую помехоустойчивость к воздействию флуктуационных,помех, Воздействиетакихпомех на импульсные сигналы приводит к модуляции их по длительности по случайному закону и, следовательно, информационные импульсы будут отфильтрованы устройством как помеховые.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для приема и обработки информации, содержащее усилитель, вход которого соединен со входом устройства, выход - со входом блока задержки, формирователь импульсов, выход которого соединен с выходом устройства, и канал обработки информации, включающий формирователь импульсных последовательностей, сумматор, блок дифференцирования, амплитудный селектор и элемент задержки, первый выход формирователя импульсных последовательностей соединен непосредственно с первым входом сумматора, второй выход через элемент задержки - со вторым входом сумматора, выход которого через блок дифференцирования соединен со входом амплитудного селектора, введены блок управления, элемента ИЛИ, блок регистрации, дополнительные каналыобработки информации, в каждый канал обработки информации введеныблок вычитания и счетчик, выход блока вычитания соединен со входом формирователя импульсных последовательностей, выход амплитудного селекторасоединен с первым входом счетчика исоответствующим входом первого элемента ИЛИ, выход которого через формирователь импульсов соединен со входом блока управления, выход которогосоединен са вторыми входами счетчиковвсех каналов обработки информации,выходы которых соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со вхо.дом блока регистрации, первый входблока вычитания каждого канала обработки информации соединен с выходом усилителя, второй вход - с соответствующим выходом блока задержки.На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для приема и обработки информации; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, пояснякицие работу устройства.Устройство (фиг.1) содержит усилитель 1 с АРУ, блок 2 задержки, блок 3 управления, форьщрователь 4 импульсов, элементы ИЛИ 5 и 6, блок 7 регистрации в каждом канале 81- 8 я об-,работки информации, блок 9 - 9 я вычитания, формирователь 101- 10 я им5 858 ОЯ 15 где а 1 - единичный интервал времени эадержки;1 = 1,2 и- номера отвода блока 2задержки, блок задержкипри этом имеет 2 о отводов, щпричем11М= ДГ,где д 7 - величина, определенная ввыражении (1) . Числом 2 п 2определяется количество каналов 8- 8 обработки информации;Задержанный и незадержанный сигналы вычитаются в блоках 9-9 вычита- щ ния, В результате этой операции вэаимокомпенсируются перекрывающиеся части информационных импульсов и спектральные составляющие шумов, время корреляции. которых больше времен задержки в блоке 2, а также некоторые импульсы помех, случайно совпавшие по временному положению в прямом и эадержанных процессах (фиг.2 д,ж,э).Формирователи 10,(- 1 О производят разделение сигналов с выхода блоков вычитания по нулевому уровню на последовательности импульсов положительной и отрицательной полярности. Импульсы положительной полярносги задерживаются элементами 15 -151 эадержки. Время задержки этих импуль-. сов элементами 151-15( каждого 1-го канала 8 обработки равно времени задержки сигнапов в блоке 2, соответствующего данному значению 1.Суммирование в сумматоре 11 задержанных/ положительных и неэадержанных отрйцательных импульсов, снимаемых с выходов формирователя 1 О, приводит к полному подавлению шумов и импульсов помех, эа исключением небольшой их части, расположенной со стороны заднего и переднего фронтов импульсов Существование укаэанного интервала времени объясняется отличием жарактеристик блоков 12 дифференцирования от характеристик идеальных устройств дифференцирования.Таким образом, время задержки входных сигналов с усилителя 1 от выхода к выходу блока 2 задержки меняется согласно выражению: в интервале времени, равном эадержкепроцесса для данного канала обработ-ки (фиг.З и, л, ну.Задние и передние фронты веааки тельных н отрицательных импущвФ 4 ЙВэтих последовательностей совагщаеепо времени.тоаько в тех каналам,для которых длительность искажееого информациеиного имвульса исходного процесса с выходе усилителя 1 оказались равной удавному качениювремени задержки а баоке 2 и элеиеи"тах 8. Дифференциуаеакне таких перепадов в блоках 12- 12 я дает импульсс удвоенным по амплитуде эцачеииемв отличие от реэультатов днЩеренцирования остальных импульсов, временноеположение эадних и передних фронтовкоторых ие совпало. Амплитудная селекция, осуществляемая амплйтуднььиселектораы 131- 13 1 оэволяет Выделить и импульсов результата дифференцирования (фиг 3 к, м)только им"пульсы с удвоенной амплитудой, обеспечив тем самым окончательное выделение информационного импульса опре".деленной длительности на фона шумови.помех.Таким обраэом, каждый канал 8-8(обработки настроен на выделение км.пульсов только определенной длительности, величина которой эадаетаз временем задержки в блок 2 задержатьПоскольку число каналов обработайвыбрано так, что охватывает все возможные значения длительностей искаженных шумами информационных импульсов, то обеспечивается качественное выделение переданного. импульсного сообщения. Элемент ИЛИ 5 сводит выделенные амплитудными селекторами 13- 13( импульсы в единый поток (фиг.З ф) . Формирователь 4 импульсов вырабатывает импульсы требуемой длительности, поступающие на выход 17 устройства.Число импульсов на выходах амппитудных селекторов 13- 13 м, подсчитанное эа определенный интервал времени счетчиками 14- 14 , несет информацию о количестве информационных импульсов с длительностью, на кото" рую настроен тот или иной канал обработки. Дискретность раэличаемах значений длительностей составляет величину д 1 согласно (,2) . Поэтому ,можно считать, что каждое качение длительности импульса, выделенного в том или ином канале обработки, на 858059блюдапось во входной реализации случайного процесса в промежуток времениравный дВ . Подсчет числа импульсовпотоков (Фиг.З р,с,т) на некотороминтервале времени, задаваемом блоком3 управления, позволяет реализоватьизмерение плотности распределенияфлуктуаций длительности информационных импульсов методбм дискретныхвыборок,Оценка плотности распределения характЕризуется соотношением%ат):-д-у (4)где Ь - число импульсов, выделяемоев том или ином канале обработки;М . - ширина дифференциальногокоридора;К - общее число выборок;1 - номер канала обработки.Общее число выборок К подсчитывается блоком 3 управления путемсчета сформированных формирователем4 информационных импульсов за одини тот же интервал времени, и в процессе измерений остается числом постоянным. Не изменяетая также и ширина дифФеренциального коридора Ь й,поэтому значение плотности вероятности определяется числом импульсов ЬТак как анализ времени пребыванияреализации случайного процесса винтервале ай производится параллельно для всех интервалов 1 , послеокончания цикла усреднения результатов измерений в счетчиках 14 1- 141записан ряд дискретных значений плотности распределения флуктуаций длительности измерительных импульсов.По сигналу с блока 3 управления дискретные значения плотности распределения выводятся из счетчиков 14через элемент ИЛИ 6 последовательно,начиная с канала, настроенного навыделение наибольшей длительностиинформационного импульса.Интервал времени между считыванием результатов измерений выбирается кратныи по ширине дифференциального коридора и равным скорости вывода информации блоком 7 регистрации, Регистрация значений плотностираспределения может производитьсяв цифровом виде или в виде точек,ордината которых соответствует измеренному значению плотности распределения. Полученное графическое1 изображение плотности распределения позволяет определить математи устройства, выход - со входом блока задержки,формирователь импульсов,выход которого соединен с выходом устройства, и канал обработки информации включакнцнй Формирователь импульсных последовательностей, сумматор, блок дифференцирования, амплитудный 0селектор и элемент задержки, первый выход Формирователя импульсных по - следовательностей соединен непосредственно с первым входом сумматора, второй выход через элемент% О 15 20 2 30 35 ческое ожидание, среднеквадратичеекое отклонение и отличие законараспределения исследуемого случайного процесса от нормального, другиехарактеристики входного случайногопроцесса.При необходимости контроля достоверности принимаемых сообщений безанализа закона распределения можноиспользовать результаты счета импульсов Ь счетчиков 14- 14 1 канала,настроенного на априорно заданнуюдлительность информационных сигналов. При приеме достоверной информации Ьд К, с ухудшением достовгрности, неравенство Ь 1 К будет усиливаться.Прн приеме телеметрической информации с ВИИ, в других временных системах, вычисленное значение среднеквадратического отклонения флуктуаций длительности может быть использовано для корректировки результатонтелеизмерений,Предлагаемое устройство имеет повышенную помехоустойчивость к воздействию Флуктуационных шумов, позволяющую уверенно выделять информационныеимпульсы иэ помех. Оценка и регистрация значений плотности распределения, сопутствующего приему случайного процесса, позволяют судить одостоверности принятых сообщений,создают предпосылки для автоматизации процесса отбора информации. Формула изобретения Устройство для приема и обработкиинформации, содержащее усилитель,вход которого соединен со входом задержки - со вторым входом сумматора,выход которого через блок дифференцирования соединен со входом амплитудного селектора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения1 помехоустойчивостиустройства, в неговведены блок управления, элементыИЛИ, блок регистрации, дополнительные каналы обработки информации, вкаждый канал обработки информациивведены блок вычитания и счетчик,выход блока вычитания соединен совходом формирователя импульсных после-довательностей, выход амплитудногоселектора соединен с первым входомсчетчика и соответствующим входомпервого элемента ИЛИ, выход которого через формирователь импульсовсоединен со входом блока управг.ения,выход которого соединен со вторымивходами счетчиков всех каналов об 858059 Оработки информации, выходы которыхсоединены с соответствукщими входамивторого элемента ИЛИ, выход которогосоединен со входом блока регистрации,первый вход блока вычитания каждогоканала обработки информации соединенс выходом усилителя, второй вход - ссоответствующим выходом блока эадерж"ки.О Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 418984, кл. Н 04 В 1/1 О, 970.2. Авторское свидетельство СССР1 з В б 58784, кл. Н 04 0 1/36, 1977 (прототип).858059 Составитель Н.БочароваРедактор А.111 ишкина Техред И.Гайду Корректор В,Бутя аэ 9 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 л 509 Тираж 694 ВНИИПИ Государственногопо делам изобрете 13035, Москва, Ж, Р Подписноемитета СССРи открытийская наб., д. 4