Устройство для выделения огибающей случайного сигнала Советский патент 1983 года по МПК H03D1/06 G01R19/04 

ю

о ;о о

00 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах обработки сигналов, измерительной технике, медицинской и технической диагностике. Известен демодулятор, содержащий последовательно соединенные устройства квантования с запоминанием, каждое из которых управляется соответствующим формирователем импульсов, которые соединены последовательно между собой 1 . Однако известное устройство позволяет детектировать с допустимой степенью искажений (достоверно) огибающую АМ-гармонического сигнала только при достаточно больших амплитудах си нала. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для выделения огибающей случайного сигнала, содержащее последовательно соединенные источник входного сигнала, фазовращатель, первый формирователь импульсов и ключ, сигнальный вход которого подключен к источнику входных сигналов 2 ,. Недостатками известного устройства являются: ограниченность функциональн возможностей вследствие детектировани с допустимой степенью искажений огибающей АМ-сигнала только с гармонической несущей, синусоидальным законом модуляции, значительным отличием частот Шо и О. и при небольших т, а ; также потеря информации о статистически характеристиках и параметрах закона распределения мгновенных значений огибающей входного сигнала вследствие больших погрешностей в определении (измерении) максимальных значений каждого периода входного сигнала. Кроме того, недостатками устройства являются нелинейные искажения, обусловленные тесным взаимодействием нелинейного элемента с линейной системой, степень н(оторых зависит от параметров системы, глубины и частоты модуляции (эти искажения возрастают с повышением частоты, глубины модуляции и при уменьшении амплитуды вход ного сигнала), а также необходимость полной априорной информации о входном АМ-сигнале (необходимо знатьШд, 51, т, ШсрИ tj) для реализации безинерционного детектора и детектора огибающей. Цель изобретения - повышение точности. Указанная цель достигается тем, что в устройство для выделения огибающей случайного сигнала, содержащее последовательно соединенные источник входного сигнала, фазовращатель, первый формирователь импульсов и ключ, сигнальный вход которого подключен к источнику входных сигналов, введены последовательно соединенные счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, блок управления, блок адресации, блок запоминания, блок считывания, первый управляющий вход которого соединен с вторым выходом счетчика импульсов; и блок суммирования, а между выходом первого формирователя импульсов и вторым управляющим входом блока считьшания введен второй формирователь импульсов, при этом сигнальный вход и выход ключа соединены соответственно с вторым входом блока управления и сигнальным входом блока адресации. На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - эпюры, поясняющие его работу. Устройство для выделения огибающей случайного сигнала содержит последовательно соединенные источник 1 входного сигнала, фазовращатель 2, первый формирователь 3 импульсов и ключ 4, сигнальный вход которого подключен к выходу источника1 входных сигналов, последовательно соединенные счетчик 5 импульсов, вход которого подключен к выходу первого формирователя 3 импульсов, блок 6 управления, блок 7 адресации, блок 8 запоминания, блок 9 считывания, первый управляющий вход которого соединен с вторым выходом счетчика 5 импульсов и блок 10 суммирования, а между выходом первого формирователя 3 импульсов и вторым управляющим входом блока 9 считывания введен второй формирователь 11 импульсов, при этом сигнальный вход и выход ключа соединены соответственно с вторым входом блока 6 управления и сигнальным входом блока 7 адресации. Устройство работает следующим -образом. Входной сигнал поступает одновременно в блок 6 управления, ключ k и фазовращатель 2 и формирователь 3, который определяет в моменты времени t, t. .... Ц , . . . ) t (фиг. 2, эпюра а) появление положительных экстремумов. В эти моменты времени

клюм 4 осуществляет экстремальную дискретизацию входного сигнала (фиг.2 эпюра б) i Выборочные значения этой дискретной последовательности поступают в блок 7 адресации, который в соответствии с управляющими импульсами, вырабатываемыми блоком 6 управления (фиг.2 эпюра в), адресует первую выборку дискретной последовательности в первую ячейку памяти блока 8 запоминания, вторую выборку - в вторую ячейку и т.д. В блоке 8 запо минания каждая выборка запоминается в виде постоянного напряжения, равного ее экстремальному значению. Одновременно блок 9 считывания осу- ществляет непрерывное считывание этих напряжений. Причем считывание произзодится в соответствии с импуль сами, поступающими с формирователя 11 (фиг.2 эпюра г), длительность которых равна соответствующим квазипериодам повторения выборок Т , Т ,... Т , т.е. считывает информацию с первой ячейки памяти до момента появления информации во второй ячейке, и т.д., осуществляя тем самым сдвиг последующей выборки относительно предыдущей на время, равное :длительности соответствующего квазипериод.а Т. В результате непрерывного суммирования этих напряжений в блоке 1 суммирования на выходе устройства получаем огибающую входного сигнала (фиг.2, эпюры д. ж). Для работы устройства по описанному алгоритму достаточно иметь три ячейки памяти в

блоке 8 запоминания (так как при считывании с второй ячейки первая oчищaёт ся, после считывания с третьей ячейки в первую производится запись , а

вторая очищается и т.д.).

Однако,выбор количества ячеек зависит от быстродействия элементов блока 7 адресации и блока 9 считывания. При заданном количестве ячеек

памяти блока 8 запоминания счетчик 5 осуществляет подсчет количества выборок и, когда число выборок будет равно количеству ячеек памяти, вырабатывает импульс управления. С поступлением этого импульса в блоки управления 6 и считывания 9 блок 7 адресации адресует следующую выборку в первую ячейку памяти, вторую выборку - во вторую ячейку и т.д. БЛОК 9

считывания синхронно переключается на считывание с соответствующей ячейкой памяти и процесс повторяется.

Использование в предлагаемом устройстве введенных блоков позволяет

по сравнению с известными объектами того же назначения сохранить информацию о статистических характеристиках огибающей входного случайного сигнала, которая заложена в экстремумах этого сигнала, и выделить огибающие любых АН-сигналов при полном отсутствии априорной информации о входном сигнале, что в конечном итоге позволит проводить статистический

анализ случайных сигналов по их огибающим и увеличить точность выделения огибающей случайного сигнала.

J V J J

V

« I и V /

и

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ОГИБ/ЧОЩЕЙ СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА, содержащее последовательно соединенные источник входного сигнала, фазовращатель, первый формирователь импульсов и ключ, сигнальйый вход которого подключен к источнику входных сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены последовательно соединенные счетчик импульсов., вход которого подключен к выходу первого формирователя импульсов, блок управления, блок адресгщии, блок запоминания, блок считывания, первый управляющий вход второго соединен с вторым выходом счетчика импульсов, и блок суммирования, а между выходом первого формирователя и вторым управляющим входом блока считывания введен второй формирователь импульсов, при этом сигнальный вход и емход ключа соединены соответственно с вторым входом блока управления и сигнальным входом блока адресации.