Устройство стабилизации средней частоты шумовых выбросов Советский патент 1985 года по МПК H04B1/10 

00

эо со ел

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в составе устройств различного назначения, где требуется обеспечение посто. янства уровня ложных тревог.

По основному авт.св. № 1054910 известно устройство стабилизации средней частоты шумовых выбросов, содержащее генератор тактовых импульсов, пороговый элемент,вход которого является входом, а выход выходом устройства, первый и второй элементы запрета, последовательно соединенные реверсивный счетчик и преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом порогового элемента, между выходом генератора тактовых импульсов и вычитающим входом реверсивного счетчика, включены последовательно делитель частоты, выход которого соединен с первым входом Первого элемента запрета, первый гсчетчик триггер, элемент совпадения, другой вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, и элемент ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом первого элемента

запрета, первый вход второго элемента запрета соединен с выходом делителя частоты, а выход - с суммиРЗПоЩим входом реверсивного счетчика между выходом порогового элемента и вторыми входами первого и второго элементов запрета включен временной квантователь, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, между выходом временного квантователя и другим входом триггера включен второй счетчик, обнуляющий вход которого соединен с выходом делителя частоты,а обнуляющий вход первого счетчика соединен . с выходом временного квантователя 1J Однако известное устройство обладает недостаточной точностью при скачкообразном изменении уровня входного иумового сигнала, что обусловлено постоянством частоты импульсов генератора тактовых импульсов. ( Цель изобретения - повьшюние точнести при скачкообразном изменении

уровня входного шумового сигнала. Поставленная цель достигается

.тем, что в устройство стабилизации Средней частоты шумовых выбросов, содержащее генератор тактовых импульсов , пороговый элемент, вход которого является входом, а выход - выхо389512

дом устройства, первый и второй элементы запрета, последовательно соединенные реверсивный счетчик и преобразователь код - напряжение, выход 5 которого соединен с управляющим входом порогового элемента, между выходом генератора тактовых импульсов и вычитающим входом реверсивного счетчика включены последовательно 10 делитель частоты, выход которого соединен также с первым входом первого элемента запрета, первый счет- чик, триггер, элемент совпадения, другой вход которого соединен с вы)5 ходом генератора тактовых импульсов, и элемент ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом первого элемента запрета, первый вход второго элемента запрета соединен с выходом делителя частоты, а выход - с суммирующим входом реверсивного счетчика, между выходом порогового элемента и вторыми входами первого и второго элементов запрета включен временной

5 квантователь, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, между выходом временного квантователя и другим входом триггера включен второй счетчик,

обпуляющий.вход которого соединен с выходом делителя частоты, а обнуляющий ьход первого счетчика соединен с выходом временного квантователя, введены дополнительный временной квантователь, элемент задержки, вход которого соединен с выходом делителя частоты, соединенные последовательно дополнительный пороговый элемент, вход которого соединен с входом устройства, и инвертор,соединенные последовательно дополнительный реверсивный счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента задержки, и дополнительный преобразователь код - напряжение, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного порогового элемента,

выход генератора тактовых импульсов соединен с другим входом элемента совпадения через дополнительный вре0 менной квантователь, выход которого соединен также с вычитающим входом дополнительного реверсивного счетчика, а другой вход соединен с выходом инвертора.

5 На фиг. t представлена структурная электрическая схема устройства стабилизации средней частоты шумовых выбросов; на фиг. 2 - временные диа3пазоны, поясняющие работу утсройства/Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, делитель 2 -часто ты, первый счетчик 3, триггер 4, эле мент 5 совпадения, элемент ИЛИ 6, реверсивный счетчик 7, преобразователь 8 код - напряжение,пороговый элемент 9, временной квантователь 10, второй счетчик 11, второй 12 запрета и первый 13 элементы запрета дополнительный пороговый элемент 14, инвертор 15, дополнительный временной квантователь 16, дополнительный реверсивный счетчик 17 дополнительны преобразователь 18 код - напряжение и элемент 19 задержки. Устройство работает следующим образом. Видеосигналы с выхода детектора приемного канала (не показан)поступают на вход порогового элемента 9. Последний пропускает только ту часть входного видеосигнала, которая превы шает уровень отсечки (порог), подаваемый на его управляющий вход с выхода преобразователя 8. Импульсы превыщения, пронормированные по амплитуде, поступают на вход временного квантователя 10, который производит их .временную привязку и нормирование по длительности при помощи частоты квантования, подающейся на тактовый вход от генератора 1. , Частота квантованияс выхода ген ратора 1 через делитель 2, коэффициент деления k которого выбирается в соответствии с требуемой частотой следования импульсов превыщения, пе вый элемент 13 запрета и элемент ИЛ 6 поступает на вычитающий вход реве сивного счетчика 7 W F сч VCB где FKQ - частота квантования; i(vp - стабилизируемое з-начение частоты следования импульсов превьш1ения. Первый 13 и второй 12 элементы запрета запрещают одновременное появление сигналов на .суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 7. Стробирующий вход перво го элемента 13 запрета подключен к выходу временного квантователя 10, тогда каждый импульс превышения, по являющийся на выходе временного ква тователя 10, запрещает прохождение 14 сигналов от делителя 2 на вычитающий вход реверсивного счетчика 7. Стробирующий вход второго элемента 12 запрета соединён с выходом делителя 2, следовательно появление сигнала на выходе делителя 2 запрещает прохождение импульсов от временного квантователя 10 на вход суммирования реверсивного счетчика 7, Таким образом, одновременное появление сигнала на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 7 исключено, что необходимо для устранения сбоев в его работе. В установившемся режиме средняя частота следования импульсов превына суммирующем входе реверсивного счетчика 7 равна заданной требуемой) частоте следования импульсов на выходе делителя 2, т.е. на входе вычитания реверсивного счетчика ,7. Число, записанное в реверсивном счетчике 7, характеризует дисперсию (мощность входного щума и служит основой для формирования порогового уровня отсечки после цифроаналогового преобразователя в преобразователе 8. При увеличении мощности входного щума, увеличивается средняя частота поступления импульсов превыщения, что ведет к увеличению накапливаемого в реверсивном счетчике 7 числа и к повышению уровня отсечки, подающегося на управляющий вход порогового элемента 9. Устройство возвращается в состояние динамического равновесия, при этом максимальное значение частоты следования импульсов превыщения определяется величиной частоты квантования во временном квантователе 10. Уменьшение мощности входного шума вызывает срабатывание триггера 4, подключающего к вычитающему входу реверсивного счетчика 7 сигналы дополнительного временного квантователя 16. Для фиксации моментов уменьшения средней частоты следования импульсов превышения и восстановления заданного значения используются первый и второй счетчики 3 и 11. Первый счетчик 3, имеющий коэффициент пересчета, служит для установки триггера 4 всостояние логической 1, а второй счетчик 11 (коэффициент пересчета М) - для сброса триггера 4 в состояние логического О. 51 1 Первый счетчик 3 сбрасывается в нулевое состояние каждым импульсом превышения с выхода временного квантователя 10. При отсутствии импульсов превышения, насчитав N импульсов от делителя 2, первый счет чик 3 вырабатьшает-сигнал, устанавливающий .триггер 4 в единицу. Поступ ление нескольких импульсов вычитания от делителя 22- при отсутствии импуль сов превышения .на выходе -временного квантователя 10 свидетельствует об уменьшении мощности- входного шума и недостаточной скорости отслеживания изменения мощности уровнем отсечки. Первый счетчик 3, установив триггер 4 в состояние логической 1, подключает к вычитаюш;ему входу ревер сивного счетчика 7 сигналы от дополнительного временного квантователя 16, частота следования которых зависит от величины перепада мощности на входе. ., Дополнительный пороговый элемент 54, инвертор 15, дополнительный временной квантователь 16, дополнительный реверсивный счетчик 17 и дополнительный преобразователь 18 образуют контур- регулирования, отслеживающий нижнюю кромку входного случайного процесса. На фиг, 2 изображена одна из возможных реализаций входног шума, при этом Uj обозначает величи ну порогового уровня отсечки в пороговом элементе 9, а И - пороговый уровень в дополнительном пороговом элементе 14, Величина U стабилизируется около того .значения, которое обеспечивает требуемую частоту следо вания ipp шумовых выбросов, и иропорциональна времени превышения входным шумом подога U( , отслеживающего верхнюю кромку случайного процесса (фиго 2) . Работа контура (дополнительный пороговый элемент 14, инвертор 15, дополнительный временной квантователь 16,.дополнительный реверсивный счетчик 17 и дополнительный преобразователь 1 &), который .отслеживает нижнюю кромку процесса,- происходит аналогичным.образом.- Различие,заключается лишь Р том, что .здес поддерживается постоянной, вероятность следования импульсов непревьш1ения входным процессом .порога Ug. (фиг. 2}, причем эта вероятность определяется частотой следования сигналов делителя 2, 16 При увеличении мощности входного процесса на входе время превышения его над пороговым уровнем U в дополнительном пороговом элементе 14. также увеличивается, что вызывает увеличение суммарной длительности сигнала логической 1 на выходе дополнительного порогового элемента 14, т.е. на входе инвертора 15. На выходе инвертора 15 суммарная длительность сигналов логической 1 уменьшается, что соответствует уменьшению числа импульсов непревышения (фиг. 2 , заштрихованная часть эпюры)входного процесса относительно порога Ил. После дополнительного временного квантователя 16 импульсы непревышения поступают на вход вычи гания дополнительного реверсивного счетчика 17, на суммирующий вход которого подаются сигналы от делителя 2, прошедшие элемент 19 задержки, введенный для разнесения во времени моментов поступления сигналов на входы вычитания и сложения дополнительного реверсивного - счетчика 17. Уменьшениечисла импульсов неПревьш ения, вызванное увеличением мощное ги шума на,входе, вызывает рост содержимого) дополнительного реверсивного счетчика 17(поскольку они поступают на вход вычитания, а следовательно, после цифроаналогового преобразования и рост порогового уровня в дополнительном.пороговом элементе. 14. Контур, отработав изменение входной мощности, возвращается в состояние динамического равновесия. При уменьшении мощности входного шума число импульсов непревышения (фиг. 2 заштрихованная часть- эпюры) возрастает, что приводит к уменьшению содержимого дополнительного реверсивного счетчика 1-7 и, следовательно, порогового уровня-в дополнительном пороговом элементе-14.При этом больший скачок мощности-ведет к образованию большего числа импульсов непревьшзения, т.е. к большей скорости отработки, максимальное значение которой определяется частотой квантования в дополнительном временном квантователе 16, т.е. частотой генератора 1. После срабатывания триггера 4, сигналы от дополнительного -временного квантователя 16 поступают в канал вычитания и участвуют в формировании порогового уровня IJ, в пороговом элемента 9. По,достижении порогом некоторого уровня на выходе временного квантователя 10 начинают появляться импуль сы превышения, поступающие на счетны вход второго счетчика 11, который работает аналогично первому счетчику 3. Сигналы с выхода делителя 2 сбрас вают его в }1улевое состояние, а при поступлении М импульсов превышения от временного квантователя 10 он вырабатьюает сигнал, сбрасывающий триггер 4 в состояние логического О , отключая тем самым сигналы дополнительного временного квантователя 16 от входа вычитания реверсивно --.vx го счетчика 7, Устройство возвращает ся в состояние динамического равноf Я Ft f.r r T/ iaUM i гттлы.jij TTr-ij- Tyлт-1 л «.. 1 1 весия, при котором поддерживается постоянным заданное значение средней частоты следования шумовых выбросов. ПредположимJ что при отсутствии . скачка мощности помехи -на. входе по указанной причине сработал триггер 4. Однако при этом к входу вычитания подключатся сигналы, частота следования которых гораздо ниже (на порядок и более), чем частота генератора 1, поскольку частота следования.сигналов на выходе дополнительного временного квантователя 16 в режиме динамического-равновесия равна . Таким образом, предлагаемое устройство за счет переменной частоты следования тактовых импульсов при скачке входного шумового сигнала . -1.1.л.ч JJ J LUyrlU13L/14J t-rll НоЛЗобеспечивает большую точность стаби: . . . лизации по сравнению с известньй.

УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ ШУМОВЫХ ВЫБРОСОВ по авт.св. № 1054910, отличающ е е с я тем, что, с целью.повышения точности при скачкообразном изменении уровня.входного шумового игнала, в него введены дополнительный временной квантователь, элемент задержки, вход которого соединен-с выходом делителя .Частоты, соединенные последовательно дополнительный пороговый элемент, вход которого соединен с входом устройства, и инвертор, соединенные последовательнодополнительный реверсивный счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента задержки, и дополнительный преобразователь к,од напряжение, выход которого соединен с управляющим входом дополнительного порогового элемента, выход генератора тактовых импульсов соединен с другим входом элемента совпадения через дополнительный временной кванS тователь, выход которого соединен также с вычитающим входом дополнительного реверсивного счетчика, а другой вход Соединен с выходом инвертора

Фиг/

0t/.2