Устройство для оптимальной обработки сложного сигнала Советский патент 1985 года по МПК H03H21/00 

Изобретение относится к оптималь ной фильтрации сигналов на фоне шумов и может быть использовано в из- мерительных приборах, предназначен- ныхдля измерения (оценки) амплитуд видеосигналов при наличии мешающих сигналов, причем длительность сигна лов, время и появления, а также пе риод их повторения заранее неизвест ны. Цель изобретения - уменьшение ис кажения полезного сигнала при скачкообразном изменении его амплитуды. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для оптимальной обработки сложного сигнала; на фиг. 2 - структурная электрическая схема формирователя управляющего напряжения. Устройство для оптш- альной обра- ботки сложного сигнала содержит пороговый обнаружитель 1, формирователь 2 строба, формирователь 3 упра ляющего напряжения, управляемый КСфильтр 4, элемент 5 задержки, первы вычитатель 6, блок 7 выделения моду ля сигнала, второй вычитатель 8, фу кциональный преобразователь 9, формирователь 10 управляющего импульса интегрирующий ;операционный усили- тель 11, первый ключ 12, конденсатор 13 интегрирующего операционного усилителя, резистор 14, второй ключ 15, а также резистор 16 операционного интегрирующего усилителя, Управляемый ВС-фильтр содержит резн тор 17 RC-фильтра и конденсатор 18 RC-фильтра. Устройство для оптимальной обработки сложного сигнала работает еле дующим образом. При разомкнутом втором ключе 15 сигнал Цф на выходе интегрирующего операционного усилителя I1 возбуж- даемого постоянным напряжением TTj,,, , нарастает по линейному закону в соответствии с выражением иф(1) г L КфСф где t - текущее время; t - время начала интегрирования R(( - сопротивление резистора 16; Сф - емкость конденсатора 13. По сигналу от формирователя 2 замыкается первый ключ 12 и сигнал ) поступает на конденсатор 18 и функциональный преобразователь 9 Предполагая, что емкость Koi-щен- сатора 18 приблизительно линейно зависит от управляющего напряжения, получим7 Ът,(2) C(t) (- ( -И где C(t) - емкость конденсатора 18; , - время интегрирования; коэффициент пропорциональи ф I. U / ности. Таким образом, обеспечивается линейное нарастание постоянной времени КС-фильтра 4 T(t) R.C(t). Элемент 5 задержки вырабатывает сигнал y(t-p, где y(t) - выходной сигнал RC-фильтра 4, а f время задержки (постоянная величина). На входе блока 7 первом вычитателем 6 формируется сигнал (t) y(t) - y(t-), (3) который используется для обнаружения изменения математического ожидания полезного сигнала на входе RС-фильта 4. Функциональный преобразователь 9 вырабатывает сигнал r(t), представляющий собой величину 3(t), где ;.(t) - среднеквадратическре отклонение разности (t). Второй вычитатель8 формирует разность |4(t) - 36(t), и если сигнал (л(1)( на выходе блока 7 превьЕпает r(t), срабатывает формирователь 10, вырабатывая короткий импульс, замыкающий второй ключ 15 на время, достаточное для разряда конденсатора 13 через резистор 14. При этом сигнал на выходе интегрирующего операционного усилителя 11 уменьшается до нуля. После размыкания второго ключа 15 (после окончания импульса формирователя 10)начинается повторное интегрирование сигнала U(jn . Если формирователь 10 срабатывает в момент tj. обнаружения изменения математического ожидания полезного сигнала, то зависимость (1) реализуется автоматически. Величина r(t) 3(;i(t) может быть определена по формуле r(t) 36 где (з , 0 - параметры автокорреляционной функции K(t) случайного шума n,(t), смешанного с полезным сигналом x(t), на входе RC-фильтра 4 K(t) ( 3 Параметры 6 и б считаются априорно известньми. Реализация выражения (4) осуществляется функциональным преобразователем 9, на Вход которого поступает сигнал ) К Т , где .Ue , . (6) в соответствии с выражением (1). Выражение (4) преобразуется к виr(t) иф(иф-.ип) ,„, о. - , , п к. величины U| и Up- постоянные потен циалы, которые вычисляются по задан ным Ц,, Кф, Сф, © , . 164 Реализация (7) осуществляется стандартной аналоговой техникой при аппроксимации (7) экспоненциальным многочленом. Для подбора параметров устройства необходимо задать константу Ъ, величины y,Ug|,, R/ , 6 , (э . Постоянная времени Т R С вырабатывается по формуле Ylbn далее вычисляются U и Up и подбираются параметры функционального преобразователя 9, реализукицего выражение) 4-u:(u; - и„)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНОГО СИГНАЛА по авт. св. № 320020, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения искажения полезного сигнала при скачкообразном лзменении его амплитуды, в него введены функциональный преобразователь, вход которого соединен с выходом формирователя управляющего напряжения, соединенные последовательно элемент задержки, вход которого соединен с выходом управляемого НС-фильтра, первый вьгчитатель, другой вход которого соединен с выходом управляемого НСфильтра, блок вьщеления модуля сигнала, второй вычитатель, другой вход которого соединен с выходом функционального преобразователя, и формирователь управляющего импульса, выход которого соединен с дополнительным входом формирователя управляющего напряжения, формирователь управляющего напряжения выполнен в виде соединенных последовательно интегрирующего операционного усилителя, вход которого является входом опорного напряжения, и первого ключа, выход которого является выходом, а управляющий вход - входом формирователя управляющего- напряжения, парал(Л лельно конденсатору интегрирующего операционного усилителя включена цепь, образованная последовательным . соединением резистора и второго ключа, управляющий вход которого является дополнительным входом формирователя управляющего напряжения. со ГС

f/ffr

U(p