Устройство определения периода повторения импульсов Советский патент 1988 года по МПК G01R23/00 

СЛ

С

н

о ю ел

Од

: Изобретение относится к импульсной 1 ехнике и .может -быть использовано в устройствах цифровой обработки радиолокационной информации, работающих при воздействии импульсных помех высокой интенсивности.

Цель изобретения - повмяение помехоустойчивости устройства.

На фиГо 1 представлена схема уст- JQ ройства определения периода повторения импульсов; на фиг. 2 - схема блока счета и измерения временных интервалов; на фиг. 3 - схема блока управления; на фиг. 4 - схема блока расши-15 рения.

Устройство содержит генератор опорной частоты, блок 2 счета и вычисления временных интервалов, блок ;3 расширения, регистр 4 сдвига, дели-20 тель 5 частоты, N мультиплексоров 6-1,.,.,6-N, блок 7 анализа, N блоков 8-1,.,.,8-N умножения, вентиль 9,,

Первый вход блока 2 счета и вычисления временных интервалов является 25 входом устройства и подключен к первому входу блока 3 расширения, второй 1ВХОД которого соединен с выходом делителя 5 частоты, выход блока 3 сое- динен с первым входом регистра 4 30 сдвига, второй вход которого подключен к выходу делителя 5 частоты, а выход подключен к первым входам каждого из N мультиплексоров 6-1,...,6- ;N. Выход генератора 1 опорной ча- с |стоты соединен с входом делителя 5 ;частоты и с вторым входом блока 2 :Счета и вычисления временных интер- :валов, выход которого подключен к второму входу вентиля 9 и к входам 40

всех N блоков 8--18-N умножения,

выходы которых соединены с вторыми

входами всех N мультиплексоров 6 1,...,6-N, соединенных выходами с

N входами блока 7 анализа, который дд

выходом подключен к первому входу

вентиля 9, выход которого является

выходом устройства.

Блок 2 счета и измерения временных интервалов (фиг, 2) содержит счетчик 10, L регистров 1 1-1 ,..., 1 1-L, Ь-1 сумматоров 1 2-1 ,,,,, 1 2-(Ь--1), коммутатор 13, блок 14 управления.

Первый вход счетчика 10 подключен к входу устройства и является входом обнуления, причем информация стирается по переднему фронту входного им- пульса. Второй вход счетчика 10 соединен с выходом генератора 1 опорной

50

55

частоты. Выход счетчика соединен S-разрядной шиной с вторым входом первого регистра 11-1 и первыми входами всех Ь-1 сумматоров 2-,...,2.(L-1)..

Регистры 11-1,...,11-L параллельной записи и считывания фиксируют входную информацию по переднему фронту сигнала, приложенного к первому входу. Выход каждого из L-1 рец истров 11-1ll-(L-l) подключен к

L-1 первым входам коммутатора 13 и к вторым входам всех L-I сумматоров 12-1,...,12-(L-1), выход каждого из которых подключен к вторым входам L- регистров П-2, ..., I 1-L, начиная с второго. Первые входы каждого из L регистров 11-1,..., подключены к первому входу счетчика 10 и входу блока 14 управления. Выход L-ro регистра соединен с IJ-M входом коммутатора 13, (L+I)-й вход которого соединен с выходом блока 14 управления. Выход коммутатора 13 является выходом блока 2 счета и вычисления временных интервалов. Второй вход и выход всех регистров представляет собой (S+L)- разрядные входную и выходную шины.

Коммутатор 13 подключает одну из L (S+L)-разрядных входных шин на выходную шину. Вход управления коммутатора 13 соединен с выходом блока.14 управления и содержит U разрядов.

Блок 14 (фиг. З) содержит мультивибратор 15, счетчик 16, схему 17 совпадения, триггер 18, выход которого соединен с входом установки в О счетчика 16, тактовый вход которого

Подключен к выходу мульт11вибратора.

Выходная шина счетчика является выхо-

:дом блока 14 управления и соединена с входом схемы 17 совпадения, выход которой подключен к входу установки в О триггера 18, вход установки в 1 которого является входом блока 14 управления. Блок 14 управления последовательно подключает к входам N блоков 8-1,,..58-N умножения и вентиля 9 выходы всех L регистров через коммутатор 13.

Блок 3 расширения (фиг. 4) состоит из Г -триггера 19, трехразрядного регистра 20 сдвига и трехвходового логического элемента 21, выход которого является выходом блока 3 расширения, а входы соединены с выходами регистра 20 сдвига, вход данных которого, подключен к выходу 1 -триггера 19,

вход установки в 1 которого является первым входом блока 3 расширения. Вход синхронизации D-триггера соединен с входом синхронизации регистра 20 сдвига и является вторым входом блока 3 расширения, вход данных D-триггера 19 соединен с уровнем О. Блок 3 расширения увеличивает длительность импульсов с входа устро ства до трех периодов выходной частоты делителя 5 частоты. Делитель 5 частоты представляет собой счетчик, коэффициент m деления которого выбирается среди цельк степеней числа 2 Мультиплексоры 6-1,...,6-N коммутируют f линий выходной шины регистра 4 сдвига на один из входов блока 7 анализа. Шина управления каждого из N .мультиплексоров 6-1,...,6-N, которая соединена с выходами N блоков 8-1,...,8-N умножения, имеет К линий

Блок 7 анализа является схемой логического порога.

Устройство работает следующим образом.

Смесь импульсов пачки и помехи поступает на вход блока 2 счета и вычисления временных интервалов и блока 3 расширения. Пройдя через блок 3 импульсы последовательно заносятся в регистр.4 сдвига, время сдвига которого - N максимально ВОЗМОЖРТЫХ периодов повторения импульсов в пачке. Елок 2 после поступления очередного импульса вычисляет временные интервалы между последним поступившим импульсом и L предьщущими. Коды интервалов выдаются на входы блоков 8 - 1,...,8-N умножения и вентиля 9,

Для каждого вычисленного интервала устройство проводит операцию обнаружения пачки среди импульсной последовательности, записанной в регистре 4 сдвига, исходя из предположения, что измеренный интервал является периодом повторения импульсов в пачке. Блоки 8-1,...,8-N умножения вычисляют F временных Позиций импульсов предполагаемой пачки относительно последнего поступившего импульса. Мультиплексоры 6-1,...6-N коммутируют выходы разрядов регистра 4 сдвига, соответствующих этим временным позициям, на входы блока 7 анализа.

Если количество логических единиц на N входах блока 7 анализа не менее критерия обнаружения (М из N), то на

5

5

0

g

о 4

выходе блока появляется разрешающий потенциал, который пропускает через вентиль 9 на выход устройства оправдавший себя интервал. После L операций обнаружения устройство ожгщает поступление следующего импульса, вычисляет новые временные интервалы, проводит очередные L операций обнаружения и т.д.

При вычислении N-й временной позиции импульса предполагаемой пачки ошибка измерения интервала в блоке 2, равная периоду опорной частоты, возрастает в N+1 раз. Для устранения ее влияния на процесс обнаружения частота генератора 1 опорных импульсов перед поступлением на тактовые входы блока 3 расширения и регистра 4 сдвига понижается делителем 5 частоты по крайней мере в N+1 раз.

Из-за цифрового характера задержки положение импульсов в регистре 4 сдвига фиксируется с погрешностью 5 + дискрет. Блок 3, компенсируя ошибку дискретизации, распгаряет длительность импульсов до трех периодов частоты сдвига. Каждый импульс последовательности записьшается в регистр на трех соседних разрядах.

Условием определения периода повторения импульсов является наличие в пачке двух соседних импульсов, между которыми находится не более L-1 импульсов помехи, а также наличие М импульсов на И предыдущих временных позициях (событие В).

Пусть q - вероятность подавления отдельного импульса пачки. Пример результатов расчетов вероятности наступления события В в пачке из п импульсов при нулевой интенсивности импульсов помехи при математическом моделировании работы устройства на 45 ЦВМ M/NI 1/6 при различных значениях q и п приведен в табл. 1,

35

0

Рассмотрим воздействие на предлагаемое и известное устройства импульсной помехи, имеющей распределение Пуассона: Р(3)-г-р Е где

.

А

интенсивность появления импульсов помехи на интервале повторения импульсов в пачке. Подавление импульсов отсутствует.

Вероятность того, что на интервале между импульсами пачки не.окажется ни одного импульса помехи, равна

1402956

правильного определения перитореник импульсов в прототипе произойти событие А, т.е. нео сохранение хотя бы одного го интервала. Вероятность со- рассчитывается по формуле

Р (А) 1 - (1 - е)-

10

события в допускается наличие

ульсов помехи на интервале, ем не менее чем на М импульсов ла пачки, и любого количества ов помехи на остальных интер- 5

М 1 вероятность события В

ычислить по формуле:

вы от во то вы

Ф

по бл ни ко о

с в ст га ро ве хо кл до 25 N ры сд С вх вх ме ус с кл вх не вх ме по та ры

: р(Б) 1-(1 -zi 4 « )

3

Результаты вычислений вероятностей событий А и В для прототипа и предлагаемого устройства при различных :П и / приведены соответственно в табл. 2 и 3.

Предлагаемое устройство во много раз эффективнее прототипа в каналах связи.с высоким уровнем импульсных помех, что является свидетельством повышения помехоустойчивости устройства.

Выбором количества L регистров 11

:устанавливается вероятность правильного определения периода повторения импульсов при заданной интенсивности

импульсных помех А . Критерий обнаружения M/N и количество f ячеек ре Гистра 4 сдвига выбираются исходя из

максимально, допустимой вероятности обнаружения ложной пачки импульсов, которая.рассчитывается по формуле н -М ;N(N-)

20

РАТ

.

с; (1-е

}1е

М

Точность измерения периода повторения импульсов определяется частотой генератора 1 опорной частоты, разрядс целью повышения помехоустойчивости в него введены генератор опорной частоты, блок расширения, регистр сдви га, делитель частоты, N мультиплексо ров, N блоков умножения на 2...N+1 и вентиль, выход которого является выходом устройства, а первьй вход подключен к выходу блока анализа, N вхо дов которого соединены с выходами 25 N мультиплексоров, первые входы кото рых подключены к выходу регистра сдвига, первьш вход которого соедине С выходом блока расширения, первый вход которого, объединенный с первым входом блока счета и вычисления временных интервалов, является входом устройства, а второй вход совместно с вторым входом регистра сдвига подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и вторым входом блока счета и вычисления временных интервалов, выход которого- подключен к второму входу вентиля, а также через блоки умножения - к вторым входам мультиплексоров.

2.Устройство по п. , отличающееся тем, что блок счет и вычисления временных интервалов содержит счетчик, L регистров, L-1 сумматоров, коммутатор и блок управления, вход которого является первым входом блока счета и вычисления временных интервалов и подключен к первым входам регистров и первому

30

35

40

45

костью S счетчика 10 и для со-50 входу счетчика, второй вход котороставляет 3-10. Предлагаемое устройство имеет возможность измерения периодов повторения импульсов одновременно в двух и более наложившихся на входе устройства пачках.

Так как информация о периоде повторения выдается на выход устройства после каждого импульса пачки, если

го является вторым входом блока счета и вычисления временных интервалов выход счетчика подключен к первым входам сумматоров и второму входу 55 первого регистра, выход каждого из L-1 регистров соединен соответственно с первого по (ij-1)-й входами коммутатора и вторыми входами с первого

выполнился критерий обнаружения (при отсутствии помех - п-М-2 раза), то возможно повьпиение достоверности и точности путем усреднения данных на выходе о

Формула изобретения

1,Устройство определения периода повторения импульсов, содержащее блок анализа, блок счета и вычисления временных интервалов, первый вход которого является входом устройства, отличающееся тем, что,

с целью повышения помехоустойчивости, в него введены генератор опорной частоты, блок расширения, регистр сдвига, делитель частоты, N мультиплексоров, N блоков умножения на 2...N+1 и вентиль, выход которого является выходом устройства, а первьй вход подключен к выходу блока анализа, N входов которого соединены с выходами N мультиплексоров, первые входы которых подключены к выходу регистра сдвига, первьш вход которого соединен С выходом блока расширения, первый вход которого, объединенный с первым входом блока счета и вычисления временных интервалов, является входом устройства, а второй вход совместно с вторым входом регистра сдвига подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и вторым входом блока счета и вычисления временных интервалов, выход которого- подключен к второму входу вентиля, а также через блоки умножения - к вторым входам мультиплексоров.

2.Устройство по п. , отличающееся тем, что блок счета и вычисления временных интервалов содержит счетчик, L регистров, L-1 сумматоров, коммутатор и блок управления, вход которого является первым входом блока счета и вычисления временных интервалов и подключен к первым входам регистров и первому

го является вторым входом блока счета и вычисления временных интервалов, выход счетчика подключен к первым входам сумматоров и второму входу первого регистра, выход каждого из L-1 регистров соединен соответственно с первого по (ij-1)-й входами коммутатора и вторыми входами с первого

}14029568

по (L-)-й сумматоров, выход каждого вход которого подключен к выходу бло- из которых подключен соответственно ка управления, выход коммутатора яв- к вторым входам с второго по Ь-й ре- ляется выходом блока счета и вычисле- гистров, выход L-го регистра соединен ния временных интервалов. с L-м входом коммутатора, (Ь-ь1)-й

Таблица 1 qп

rjZrZIEZ E ZEriI±

0,1 0,729 0,875 0,962 0,985 0,9952 0,9981 0,2 0,512 0,717 0,860 0,963 0,963 0,9806 0,3 0,343 0,588 0,713 0,815 0,883 0,926

Таблица 2

п 4 |5617 Гв|9

10,747 0,840 0,899 0,936 0,959 0,975

20,353 0,441 0,516 0,582 0,639 0,688

30,142 0,184 0,225 0,264 0,301 0,335

Таблица 3

п д...

456789

Изобретение может быть использовано в устройствах цифровой обработки радиолокационной информации. Устройство содержит блок 2 счета и вычисления временных интервалов и блок 7 анализа. Введение генератора 1 опорной частоты, блока 3 расширения, регистра 4 сдвига, делителя 5 частоты, N мультиплексоров 6-1,...,6-N, N блоков 8-l,...8-N умножения на 2 и вентиля 9 повьшает помехоустойчивость устройства, достоверность и точность определения периода повторения импульсов путем усреднения данных на выходе. В описании приведен пример реализации блока 2 счета и вычкпления временных интервалов. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. 4 ил.

10,9996 0,99999

20,9796 , 0,9970

30,875 0,956

1 й1 «1 Ы 0,9996 0,99994 0,99999 0,984 0,994 0,998 0,9994

(риг. I

/5

С

срие.З