Самообучающийся амплитудный селектор Советский патент 1991 года по МПК H03K5/24 G05B1/01 

Фие.1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении устройств анализа импульсных последовательностей о

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности выделения импульсной последовательности из потоков большой плотности и повышение по- мехозащищенности,

На фиг. 1 приведена блок-схема самообучающегося амплитудного селек- торя| на фиг1,. 2 - блок-схема блока обнаружения ошибок; на фиг. 3 - блок-схема блока определения времент «УХ интервалов, на фиг. 4 - блок- схема блока памяти амплитуд,на Фиг. 5 блок-схема формирователя уровней срл- батывания; на фиг. 6 и 7 - временные диаграммы, поясняющие работу селектора.

Самообучающийся амплитудный сенек- тор (фиг.1) содержит два первых пооо- roBbix элемента верхнего 1 и нижнего уровней срабатывания, подключенные своими к входам первого эле- мента 3 антисовпацения. выход кого poiro подключен к одному из входов псовопо элемента ЯЛИ 4 два вторых noprrvBoix элемента верхнего 5 и нижне 6 уровней срабатьшания, подключенные своими выходами к входам второго элемента 7 ачтпсовпадения, выход которого подключен к одному из входов BTO оого элемента ИЛИ 8$ включенные последовательно формирователь 9 запускэ ч, -то иЬ Пульса и первый ключ 10, выхом которо О подключен п вторым входам пррзогс и второго 8 элементов ИЛИ, включенные последовательно формирователь 1 ( тактового импульса, програмный обнаружитель 12 пачки, элемент и 13 и второй ключ 14, блок 5 обнару лсопня ошибок, блок 16 памяти амппи уд, блок 17 определения временных интервалов, формирователь 18 уровней срабатывания,, при этом пороговые входы пороговых ЗЛР Кi OB 1, 25 5 и 6, входы Формирователя 9 запускающих им- пульсов п формирователя i1 тактовых импульсов., первый вход блока 16 памя тн гмплитуд и второй вход второго кл оча 14 объединены и подключены к инке 19 входных сигналов, выход вто- рого ключа 14 является выходом 20 всего устройстваэ а первый 21 и второй 22 входь блока 15 обнаружения ошибок подключены к выходам соотвст- гвенпо первого 4 и второго 8 эле - пентов ИЛИ, при этом блок 15 обнаружения ошибок имеет выходы , блок

16памяти имеет чходы 27-30, блок

17определения временных интервалов - входы 31.-34, блок 16 памяти имеет выходы 35 и 36., блок 17 определения временных интервалов имеет выходы

37 и 38Е а орой ЗЫУОД пpoгpa мнo- го обна jy/ut 1 еля 12 пачкь подключен к второму вхопу первого ключа 10S вто рой 5bs 29 и четвертый ;0 ,r,i пгма 16 амплитуд под- К1юче;;ч сс Ч т дтг i ьеино к первому

23,

ТОрО

. - тл третьему 25 выходам блек - оОЧсЧ-укения ошибок3 пер вын - «етвер -;IH зходы блока 17 огъгг-пе и я рремеьных интервалов подключены гоо ветстрелно к первому - четвертому -1-ы одам 23-26 блока 15 обна- ружет 1--я O TI JC: - хервый выход 23 которо ™ ) поиключеи iaTo e к вторым зхо- /jai нрсгоаимио i обнаоужитеття 12 пачки TS эггепсн я и 3, а второй выход 2Л подключен также к третьему в очу олеменч a Ii 1 . первый - пятьш вз оды 39-43 и ч-дар ватсля уровней cpa6dT -.i-, соответ-т- чепио л neproN-y 35 и БТОРОМЗГ 36 вы блокп 16 памяти амплитуд, пер- всму 37 и ьторс; v ЗЯ i блока I7 определения временных интервалов v ,у Ылсд программного обча, V ел - 2 пачки, первый 44 и втог поь п 5 выходы подключены сооавегст- зенно :: пороговым входам перрыч по- р s oB,irx чде ентсв верхнего ч ник- neiо 2 УООЕПСЙ срабатывания, тре- Tji-tj 46 и ч.-твертый 47 выходы тод- ключекы соотягтственно к пороговым входам j горых пороговых элементов верхнего 5 и нижнего 6 уровней сра- бэ гьтакид ,

Би 13 обчарузте ия овшбок (фиг.9.) соаерхгч включенные «юследовательно тервый -згемелт HZ 43., первый злепент И 4Clj червьш Формирователь 50 корми- ров ЯРОГО импул -ci -i второй элемент НЕ 51, послегттг:а елънс ЮД1спю екные i торой oj-епечт Ь 52; второй формирователь 53 нормированного ттмпульса и трптий НЕ 54 s, последова- тетьно включенные 4JiH 55 s элемент 56 запержкк переключатело 57. а также триггер V., единичный и нулевой входы которого подключены соответственно г первому 59 л второму 60 выходам переключателя 57, а

единичный 61 и нулевой 62 выходы подключены соответственно к второму входу первого элемента И 49 и первому входу второго элемента И 52, выход первого элемента НЕ 48 подключен также к второму входу второго элемента И 52, выход второго формирователя 53 нормированного импульса подключен также к управляющему входу переключателя 57, причем вход первого элемента НЕ 48 и первый вход элемента ИЛИ 55 объединены и являются первым входом 21 блока 15 обнаружения ошибок, третьи входы первого 49 и второго 52 элементов И и второй вход элемента ИЛИ 55 объединены и являются вторым входом 22 блока 15 обнаружения ошибок, выход элемента ИЛИ 55 является первым выходом 23 блока 15 обнаружения ошибок, выходы третьего 54 и второго 51 элементов НЕ являются соответственно вторым 24 и третьим 25

входом 34 блока 17 определения временных интервалов, выходы первого из мерителя 69 временных интервалов и

, сумматора 67 являются соответственно первым 37 и вторым 38 выходами блока 17 определения временных интервалов.

Блок 16 памяти амплитуд (фиг.4) содержит включенные последовательно

Ю первый ключ 73, первый элемент 74 вы борки и хранения, первый усилитель 7 тока и переключатель 76, включенные последовательно второй ключ 77, второй элемент 78 выборки и хранения и

15 второй усилитель 79 тока, формирователь 80 пачки импульсов, вход которого является зторьм входом 28 блока 16 памяти амплитуд, а первый и второ входы подключены к информационным

20 входам соответственно второго 77 и

первого 73 ключей, причем информацио ный вход второго элемента 78 выборки и хранения подключен к выходу переклю чателя 76, второй информационный вход

30

35

выходами блока 15 обнаружения ошибок, 25 переключателя 76 и информационный вход нулевой выход триггера 58 является четвертым выходом 26 блока 15 обнаружения ошибок.

Блок 17 определения временных интервалов (фиг.З) включает подключенные последовательно первый ключ 63, элемент 64 выборки и хранения, усилитель 65 тока, второй- ключ 66 и сумматор 67, подключенные последовательно третий ключ 68, первый измеритель 69 временных интервалов и переключатель 70, второй информационный вход которого подключен к выходу сумматора 67, управляющий вход является третьим входом 33 блока 17 определения временных интервалов, а выход подключен к информационному входу схемы 64 выборки и хранения, второй измеритель 71 временных интервалов, выход которого подключен к второму входу сумматора 67, формирователь 72 пачки импульсов, вход которого является первым входом 31 блока 17 определения временных интервалов, первый выход

первого элемента 74 выборки и хранения объединены и являются первым входом 27 блока 16 памятг .мплитуд, управляющие входы первого ключа 73 и пере ключателя 76 объединены и являются третьим входом 29 блока 16 памяти амплитуд, управляющий вход второго ключа 77 является четвертым входом 30 блока 16 памяти амплитуд, выходы первого 75 и второго 79 усилителей тока являются соответственно первым 35 и вторым 36 выходами блока 16 памяти амплитуд.

Формирователь 18 уровней срабатывания (фиг.З) включает первый 81 и второй 82 усилители напряжения, входы которых являются соответственно третьим 41 и четвертым 42 входами формирователя 18 уровней срабаты- 45 вания, первый 83 и второй 84 сумматоры, выходы которых являются соответственно первым 44 и третьим 46 выходами формирователя 18 уровней срабатывания, первый 85 и второй 86 вы40

387946

входом 34 блока 17 определения временных интервалов, выходы первого измерителя 69 временных интервалов и

, сумматора 67 являются соответственно первым 37 и вторым 38 выходами блока 17 определения временных интервалов.

Блок 16 памяти амплитуд (фиг.4) содержит включенные последовательно

Ю первый ключ 73, первый элемент 74 выборки и хранения, первый усилитель 75 тока и переключатель 76, включенные последовательно второй ключ 77, второй элемент 78 выборки и хранения и

15 второй усилитель 79 тока, формирователь 80 пачки импульсов, вход которого является зторьм входом 28 блока 16 памяти амплитуд, а первый и второй входы подключены к информационным

20 входам соответственно второго 77 и

первого 73 ключей, причем информационный вход второго элемента 78 выборки и хранения подключен к выходу переключателя 76, второй информационный вход

переключателя 76 и информационный вход

переключателя 76 и информационный вход

первого элемента 74 выборки и хранения объединены и являются первым входом 27 блока 16 памятг .мплитуд, управляющие входы первого ключа 73 и переключателя 76 объединены и являются третьим входом 29 блока 16 памяти амплитуд, управляющий вход второго ключа 77 является четвертым входом 30 блока 16 памяти амплитуд, выходы первого 75 и второго 79 усилителей тока являются соответственно первым 35 и вторым 36 выходами блока 16 памяти амплитуд.

Формирователь 18 уровней срабатывания (фиг.З) включает первый 81 и второй 82 усилители напряжения, входы которых являются соответственно третьим 41 и четвертым 42 входами формирователя 18 уровней срабаты- вания, первый 83 и второй 84 сумматоры, выходы которых являются соответственно первым 44 и третьим 46 выходами формирователя 18 уровней срабатывания, первый 85 и второй 86 вы

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении устройств анализа импульсных последовательностей. Цепью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение помехозащищенности. Самообучающийся амплитудный селектор содержит четыре пороговых элемента 1, 2, 5, 6, два элемента ИЛИ 4, 8, два элемента 3 антисовпадений, формирователь 9 запускающего импульса, два ключа 10, 14, формирователь 11 тактового импульса, программный обнаружитель 12 пачки, элемент И 13, блок 15 обнаружения ошибок, блок 16 памяти амплит% д, блок 17 определения временных интервалов, формирователь 18 уровней срабатывания, шину 19 входных сигналов, выход 20 устройства. Расширение функциональных возможностей достигается за счет выделения импульсной последовательности из потоков большой плотности в результате того, что селектор автоматически настраивается на последовательность медленно или совсем не изменяющих свою амплитуду импульсов с помощью пороговых элементов 1, 2, 5, 6. Помехозащищенность повышается за счет уменьшения среднего значения ширины створа окна для амплитуд импульсов и при этом предотвращается срыв слежения при случайном попадании амплитуды импульса в область амплитуд селектируемой последовательности. 4 з.п.ф-лы, 7 ил. (Л

подключен к информационному входу пер- 50 читающие блоки, выходы которых яввого ключа 63, а второй выход подключен к информационному входу третьего ключа 68 и к входу второго измерителя 71 временных.интервалов, управляющие входы первого 63 и третьего 68 ключей объединены и являются вторым входом 32 блока 17 определения временных интервалов, управляющий вход второго ключа 66 является четвертым

ляются соответственно вторым 45 и четвертым 47 выходами формирователя 18 уровней срабатывания, переключатель 87, первый информационный вход которого объединен с первыми входами первого сумматора 83 и первого вычитающего блока 85 и является первым входом 39 формирователя 18 уровней срабатывания, второй информационный вход является вторым входом 40 формирователя 18 уровней срабатывания, третий информационный вход объединен с вторыми входами первого сумматора 83 и первого вычитающего блока 85 и подключен к выходу первого усилителя 81 напряжения, четвертей информационный вход подключен к выходу второго усилите- ля 82 напряжения, управляющий вход является пятым входом 43 формирователя 18 уро.вней срабатывания, первый выход подключен к первым входам второго сумматора 84 и второго вычи- тающего блока 86, а второй выход подключен к вторым входам второго сумматора 84 и второго вычитающего - устройства 86.

Самообучающийся амплитудный се- лектор (фиг.1) работает следующим образом.

В исходном положении на втором выходе программного обнаружителя 12 пачки имеется логическая команда ис- ходного положения, которая замыкает первый ключ 10 и обеспечивает прохождение запускающего импульса с выхода формирователя 9 запускающего импульса через элементы ИЛИ 4 и 8 на первый и второй входы блока 15 обнаружения ошибок.

После прихода первого импульса запускается формирователь 9 запускающего импульса, в результате че- го на первом и втором входах блока 15 обнаружения ошибок фиксируются соответственно значения логических сигналов X, - 1 и Х 1, соответствующие попаданию амплитуды импуль- са в первое и второе окна, первое из которых образовано пороговыми элементами 1 и 2, а второе - пороговыми элементами 5 и 6. Пороговые элементы 1, 2, 5 и 6 могут быть выпол- йены, например, на операционных усилителях или амплитудных компараторах (например, 521СА1, 544СА и т.д.). Одновременно формируется тактовый импульс в формирователе 11 тактового импульса, который выводит программны обнаружитель 12 пачки из исходного состояния Снятие команды исходного положения производится с некоторой задержкой относительно переднего фронта запускающего импульса (например, его задним фронтом). Попадание всякого последующего импульса в ство i-го, i 1,2, окна фиксируется как

появление логической единицы на г-м входе блока 15 обнаружения ошибки

(X 1). Поясним это йа примере

падания импульса в створ первого- окна. Если амплитуда входного импульса вызвала срабатывание порогового элемента 2 нижнего уровня и при этом не сработал элемент 1 верхнего уровня, то на выходе элемента 3 антисовпаде- ния появляется импульс нормированной амплитуды, временное положение которого совпадает с временным положением входного импульса. Этот импульс, пройдя через элемент ИЛИ 4, вызывает фиксацию события единица на первом входе блока 15 обнаружения ошибок. Для удобства дальнейшего изложения введем логическую переменную В, имеющую единичное значение, если сигнал на входе амплитудного селектора попал только в створ второго окна (элементы 5 и 6) : X О Л Xz 1, и нулевое значение, если это условие не выполняется. Здесь Д - знак логического умножения (конъюнкция). Т.е. логическая переменная В представляет собой конъюнкцию логических переменных Хд и Х (В X, Р Хг). Черту над переменной используем для обозначения логического отрицания (инверсии). В блоке 15 обнаружения ошибок запоминается значение логической переменной BJ, которое определяется по следующему правилу: при поступлении очередного входного импульса значение логической переменной Ъ не изменяется, если амплитуда его не попала в створ ни одного из окон (т.е. Х V Xz 0). Здесь V-знак логического сложения (дизъюнкции). Если амплитуда импульса попала в створ хотя бы одного из окон (X, V X4 1), то новое значение В з задается равным значению логического выражения В Л В, где Вэ - инверсия старого значения логической переменной В (которое в этот моиент времени хранится в памяти блока 15 обнаружения ошибок).

При попадании амплитуды очередного импульса в створ хотя бы одного из окон (фиг.6) блок 15 обнаружения ошибок формирует четыре логических сигнала X, Х« УХг Х4 - 5Г.Л Хг Л В, и Х5 Jfy , и Хв « Лу (Фиг.7), совокутгн ость возможных значений которых соответствует только одному из трех состояний:

1)амплитуда и пульса обчча елъ

Г ЛОГЧ Т ip Qf Jr l

(Xц - 1), В этом случае Xj 1, Х - 1, X Ј 1„ Ланному сосюяьпо приписывают травильную саитобу тющегося амплитудного сетекюря. (фиг.6 при t t)

2)амглитзда мгп/лъса п та ia то ко в створ второго ок-га, г та t заачеч-ie похич скон нот- I-1-,

(, хранишься в о .время в титлп блока 15 o6papvtc ия тщь JK/ч

логическому чу., л, R с V4Cр Хд 1У X,. О, 5 Данному состоянию соответсг е п сиг атпя; когца входной v ил лье о ег пр и - лежать к , яот моско HMirv ITFL.- помехе (ХПП) ОТЪ Он -J ГО А Ь С

окна 5

3)ампллгчца ьмп т г потад ствот) второго oioa, гтагюе зн ( - ние БЗ в это время pan,о сд-гшц,

В этом случае Х 1, Х 13 Х& - О Данному состоянию соответствую событие, заключающееся в том, что пр

Поступлении ВХОДЧО1 О ИМПУ il Cc Р ОЛС

лах мообучагощегосч йтудчт cejieKiopfi тэои HI травление ошибок, ПОЯВИВ1ШХСЯ па в х предыдущих вррме- тныч интервалах ч с /т -, )чте попадания в створ i /тЬ са ХИЛ.

тт ле;зъ м чьачен AM jfoni1-ескчч г° -er CHHI У r i Х оо рос и ipeii-f состояния iapy &i ия

Поггч(з ч и тпччаое зч ч чс чис

с тат э окл 1Гоо С

иг пал X,-

ТОГЬ О В L. i

ЗОЬМРЬИ, ioica ло я 5ы on; ih из а о есктп сигналов , Х9 рат т G сигнал

Ч,-, представлявII Цст1 j

СОбО / ормирова -iii и ю амплитуде имгуы ,

плительчость завна дл гпь чосгр входного и nv-ься. Логич г ие „игналы 7 nrtj-tJ мзют нулевые ттчения (ч втором и i тьен сосг оя ния блок- 15 о(1няру,леьия с ибок) только в течение времен i, го ,сл вьшолненил необходимых лера иич блоках са юобучающзгося г, уднот о „е хект уз (4)Ит , 7) .

Изменение ЗНР логического сг -С происходит во втором и третьем состоят i блокт. 15 обняру- чеЬия отибо iос ie ттго, как срабо- ь тг 17 определении временны интервалов и i тол 16 naf РТЦ ампли- i д

,

/О

,

- О- - -

/S

50

ь J Ч г 10 П-t

о) -Г О II 1.Р Я НПЯ ТьЬГ 1 ) г т,

нля 1тг т г1 i с JG е i

i ГО Ив О vО Г

tier IK е- к v-e ч вице

Сигнал Vg i сдают на второй вход программного обнаружителя 12 пачки, на первый вход которого поступает г импульс с формирователя 11 тактово- то импульса. Всякий импульс входной последовательности, запустивший фор- мировате ть 11 тактового импульса и HP попавпьт з сгворы ни одного из р чs не вызывает срабатывания эле- cm or Т и 7 с нтис овладения, M t ыг/ м П птгсывается логический vf ну ei гнн уз Ликсирует про- г«тх { o5f р - итегь 12 пачки. 1, рн О) в i iuи на I смежных интер- ш« (тли-тельнос-зь кото- я i риодом следова- импульсов формирова- т рс л событий попада-

1МП loCOB ВХ-ДНОЙ в створ хотя бы оц- oi iiin-мт тсл 12 пачки ду Захват и выдает и iecKo i единицы на пер- зып вхоп, - ъе га И 14 и HI пятый 43 looj. 18 уровней грабить и третий вхоII v3 гм 1- хзе ствзнно с

i Гуи Г t i i бЛО.с ц о т ti-i i с ог лоЬL П tic I iIj

J

i i ю т be. тт v . - 0 (второе ° -i и1 бтрt-« екия ОГ Рi f ndbo1- обсгис, а чЛ лот С f Ч- С ПЧОТ 1МПУЛЬС МОлс т 5 п с- г ъ пом е. Этот им- 1гт ьч. г ггп j i т ается на выход само- ирп i1 i-ц тудного селектора, так а пр i X - 0 выходчой сигнал это енга Ч 13 равен нулю и л юч 14 ок ь ется закрыть, В пер- BOV i- JCM состояниях блока 15 сбнар лер р L шиГок Х. 1, поэтому в --их п э ьи чи команды Захват имгульс у icpr-ч п готовленньй к гро усканргг э.геьер-2 А 13 замыкает s вррмя счо и дз TI -елыгое гн второй кт ч i 4. Входдч и нмтг ьс (амплитуч кото попала и 1лвор хотя бы и --I он) совпадает m времени с 1Ш- пулы. ct ч-j и про vo п iii члходнус шину 20 с неизменной амппч дои. Та- KV м об ia° i. s i вьгчо Сг кообучактщего- ся РМПЛ -JrjbO сеиекто я поопускаю - , CJT гстычо -с ьмп/ль ь, которые после выдсЧ Захват попадают в

ХСГЯ (3LI ОДНОГО ИЗ ОКОН И СООТBFT гвуют первому или третьему состо- япию 5пока 15 обнаружения ошибок.

i-i T

Ot

СОС т

бок)

Если после выхода программного обнаружителя 12 пачки из исходного состояния, а также если он находится в состоянии захвата, подряд на S смежных интервалах не зафиксировано ни одного попадания импульса в створ хотя бы одного окна, то программный обнаружитель 12 пачки переходит в исходное состояние и своими командами замыкает первый ключ 10, закрьН вает элемент И 13 и устанавливает в исходное состояние йормирователь 18 уровней срабатывания.

I

Сигналы Х3 и X, вместе с сигналом

Xg используются также для управления работой блока 16 памяти амплитуд информационный вход которого подклю- чен к шине 19. Блок 16 памяти-амплитуд (фиг,4) имеет первый 74 и второй 78 элементы выборки и хранения амплитуд, содержимое которых обозначим соответственно через С и Сй. При поступлении на входную шину 19 очередного импульса блока 16 памяти амплитуд производит перезапись содержимого элементов выборки и хранения по правилу, зависящему от состояния блока 15 обнаружения ошибок. В первом состоянии (X я 1S X4 1, ) сначала второй элемент 78 выборки и хранения запоминает содержимое Сц первого элемента 74 выборки и хранения, а затем первый элемент 74 выборки и хранения запоминает амплитуду A g., входного импульса U61f, т„е„ перезапись содержимого схем выборки и хранения осуществляется по правилу

с с

(О

ьа - v,,, ч, - д,

где очередность запоминания совпадает с номером равенства, отсчитанным слева направо Во втором состоянии 2 (X, 1, Х О, Хг 1) содержимое С первого элемента 74 выборки и хранения не изменяется, а второй элемент 78 выборки и хранения запоминает амплитуду А ах входного импульса 9 т.е правило перезаписи имеет вид

(2)

р р

ЪУ I Г

В третьем состоянии 3 (Х 1, Х4 1 Х 0), наоборот, срдержи- мое Се второго элемента 78 выборки и хранения не изменяется, а первый элемент 74 выборки и хранения запоминает амплитуду А &х входного импульса, т.е. перезапись осуществпя- ется по правилу

2

Г А 1 ЛЬК

t3)

С выходов 35 и 36 блока 16 памяти

амплитуд снимаются напряжения

U

и

0

5

0

и, равные соответственно С и Сг1 Кроме того, сигналы Х3, Х и вместе с сигналом Х подают на первый - четвертый входы блока 17 определения временных интервалов (фиг.З). Здесь определяются интервалы между текущим моментом времени и моментами прихода импупъсов, амплитуды которых tB это время запомнены в первом 74 и втором 78 элементах выборки и хранения блока 16 памяти амплитуд. Обозначим эти временные интервалы соответственно через Јг и Ъ„. С выходов , 37 и 38 -блока 17 определения временных интервалов снимаются напряжения U а и U1Q, пропорциональные соответственно величинам Ј, и Сг

Сигналы U7 - U,fO подаются соответственно на первый - четвертый входы 39-42 формирователя 18 уровней срабатывания (фиг.З), на пятый вход 43 которого с порогового обнаружителя 12 пачки подается команда Захват в виде логического сигнала UIL. Здесь

ff

формируются напряжения U&(,Utt(,U&2 и U иг по следующему правилу:

5

если V, - 0, то

ив, с ,), UH, ).

0

U62 U01

(4)

«.«-ч

если IL 1, то

С, -«-8(0,), UH C4-g(Ј,),

иа„ сг + g(ffЈ), инг о, - ),

ы

V

(5)

45

где

8(4 - Ј,Ј„.„ -л|1-гап((6)

0

К - константа, величина которой определяет скорость расширения створов окон (фиг.6), Ји.П и

гпп(Ј) - соответственно среднее квад- ратическое отклонение и нормированная автокорреляционная функция амплитуд импульсов полезной последовательности.

На практике обычно интервал корреляции амплитуд импульсов полезной

последовательности oknfl : 5Т , где Т - наибольший из возможных временных интервалов между двумя соседними импульсами полезной последовательности. В.эт ом случае выполняется приближенное равенство

-rni|Itf) fc KЈ. (7)

Поэтому в дальнейшем будем считать,

что

g(Ј) кС

Л

где значение константы К задается таким, чтобы удовлетворялось условие

К - (5-7Жп„ -Jl-ran (2.М9)

Напряжения U8, и UH1 равны соответственно верхнему и нижнему значениям створа первого окна, а напряжения UB2

и U

на

- верхнему и нижнему значениям

ствола второго окна.

UH+,

Сигналы UBr, U Bi и U подают соответственно на пороговые входы пороговых элементов 1, 2, 5 и 6. .

Как следует из правил (1) - (5), створ первого окна задается равным нулю сразу после запоминания элементом 74 выборки и хранения (фиг.4) амплитуды очередного импульса, попавшей в установленный ранее створ первого окна, и расширяется по правилу (5) при увеличении интервала Јf между текущим моментом времени и моментом запоминания этой амплитуды (фиг.6). Момент установления нулевого значения створа второго окна совпадает с соментом прихода импульса, амплитуда которого запомнена в элементе 78 выборки и хранения (фиг.4). Ширина створа второго окна возрастает при увеличении интервала С- между текущим значением времени и моментом запоминания этой амплитуды. До выдачи команды Захват створы обоих окон совпадают и импульс, попавший своей амплитудой в створ одного окна, обязательно попадает и в створ другого окна (фиг.6 при t t ). После выдачи команды Захват при правильной работе самообучающегося амплитудного селектора (в створы окон попадают только им- пульсы-полезной (селектируемой) последовательности) запомненные в элементах 74 и 78 выборки и хране

ь,

10

15

2,

20

, 25

, 30

35

40

50

55

45

ния напряжения (соответственно С| и С„) равны амплитудам соответствен - но последнего и предпоследнего импульсов полезной последовательности, попавших в створ первого окна. В этом случае #, Ј2 и створ первого окна уже створа второго окна и расположен внутри створа второго окна (фиг.6 при t,). Поэтому импульс, попавший в створ первого окна, обязательно попадает и в створ второго окна. Эта ситуация включена в первое состояние блока 15 обнаружения ошибок. | Ситуация, когда очередной импульс входной последовательности попал в створ второго окна и не попал в створ первого окна, может возникнуть в двух случаях:

а)данный импульс принадлежит .ХИП и в створ первого коридора он

не попадет, так как этот коридор уже (фиг.6 при t t)}

б)данный импульс принадлежит полезной последовательности, но на предыдущем временном интервале в створы окон попал импульс, принадлежащий ХИП (фиг.6 при t t). В этом случае в створ первого окна входной импульс не попадает из-за того, что при формировании этого окна используются параметры импульса ХИП. Решение о том, какой из этих двух случаев имел место, принимается в зависимости от того, в створ какого из окон попадает еле- дующий импульс. Если он снова попадает только в створ второго окна, то принимают решение, что на предыдущем временном интервале имел место случай б. Это означает, что ранее ошибочно величине С было присвоено значение амплитуды импульса ХИП, а значение амплитуды импульса полезной последовательности было присвоено величине С. Поэтому величину Сг оставляют прежней, а величине С, присваивают значение амплитуды входного импульса. Технически это осуществляют путем включения данной ситуации в третье состояние блока 15 обнаружения ошибок (Лиг.7 при t t, где крестиком по

.мечены логические сигналы, значения которых обусловлены попаданием импульса ХИП в створы окон). Если оче редной импульс попадает только в

створ первого окна или в створы обоих окон (фиг.6 при t t и при t t), то принимают решение, что на предыдущем временном интервале имел место случай а. При этом работа самообучающегося амплитудного селектора осуществляется по алгоритму, соответствующему первому состоянию блока 15 обнаружения ошибок (фиг.7 при t .) . Данное решение ошибочно монет быть принято и тогда, когда в действительности имеет место случай б (фиг.6 при t I-) . Это приводит к тому, что при очередной перезаписи содержимого С / и Cg ячеек памяти в блоке 16 памяти амплитуд (по правилу4 (О) величине С-присваивают значение амплитуды импульса ХИП, пвпав- шего ранее в створ первого окна. Однако такая ситуация редко приводит к срыву отслеживания в самообучающемся амплитудном селекторе полезной последовательности, так как в этом случае значение амплитуды импульса ХИП, присвоенной величине отличается от амплитуд ближайших импульсов полезной последовательности.

Использование в самообучающемся амплитудном селекторе дополнительно второго окна позволяет исключить срыв отслеживания полезной последовательности при попадании в створ первого окна импульса ХИП. В известном устройстве снижение вероятности срыва отслеживания полезной последовательности, вызванного попаданием импульса ХИП в створ окна, достигается тем, что в состоянии захвата в качестве среднего значения окна используют усредненное значение амплитуд нескольких последних импульсов, попавших в створ окна. Однако такой метод снижения вероятности срыва отслеживания полезной последовательности менее -эффективен, чем в предлагаемом устройстве, и требует значительного расширения створа окна, что приводит к возрастанию числа импульсов ХИП, ошибочно пропущенных на выход самообучающегося амплитудного селектора, и, кроме того, к увеличению.среднего значения разности амплитуд расположенных рядом импульса полезной последовательности и импульса ХИП, ошибочно пропу

5

0

5

0

5

0

5

0

5

щенного на выход самообучающегося амплитудного селектора.

Уменьшение среднего значения ширины окна для импульсов ХИП в предлагаемом устройстве достигается за счет следующих факторов.

1)Ширина створа первого окна прямо пропорциональна временному интервалу 5 . Поэтому среднее значение ширины створа этого окна для импульсов ХИП равно

5K«r., 10

где Т - интервал между двумя соседними (последним принятым и очередным поступающим) импульсами полезной последовательности I

1 кип интеРвал между моментами по- ступления очередного импульса ХИП и последнего из попавших в створ первого окна импульса полезной последовательности) f(fi,) плотность вероятности.

Например, если f(xMn) const или является четной функцией относи- тельно точки / км Т/2, то U. хил KiT/2 Дпп/2, т.е. в 2 раза меньше ширины створа первого окна для импульсов полезной последовательности.

2)Среднее квадратическое отклонение разности Ucp- А„п между средним значением U Ср створа окна (первого окна в заявляемом устройстве) и амплитудой А п р поступающего на входную шину очередного импульса полезной последовательности в предлагаемом устройстве меньше, чем в известном. Поэтому та же самая вероятность Р невыхода амплитуд импульсов полезной последовательности из створа окна (первого окна) в предлагаемом устройстве достигается при меньшей его ширине. В дальнейшем величины, относящиеся к предлагаемому устройству, будем использовать с индексом п, а величины относящиеся к известному устройству - с индексом и. Например, если величина Т постоянна, а среднее значение ширины окна в известном устройстве можно представить в виде

m

IU .. ,„; , (11)

ср.и

m

где Апп; - амплитуды последних m импульсов полезной последовательности,

то

1

т

т +тп -2

rnn(iT); (12)

Gp.n GpVm , Сп.Л2(1 -гп.п(т)).(13)

В частности, когда функция г пп (&) описывается выражением

. г„0(Ъ - ехр - /Јш)г} , (Н)

выполняются условия: G pn /ЈГри 0,67, если m 2;

СГрп ри-0 51 если m 3. 3) В предлагаемом и известном устройствах при постоянных значениях ве- личин(Г„пи с kt}0 и заданной вероятности Р неыыхоца амплитуды импульса полезной последовательности из створа окна (первого окна) требуемое значение ширины створа окна тем больше, чем больше величина Т. В предлагаемом устройстве ширина установленного створа окна изменяется согласно зависимости (13) и поэтому всегда соответствует требуемой ширине. В известном устройстве ширина створа окна посто- янна и должна быть такой, чтобы вероятность Р обеспечивалась при максимальном из возможных значений Т TMcue Поэтому при Т Тмакс отно- .шение ширины первого окна в пр едла- гаемом устройстве к ширине окна в известном устройстве Д tn / Д и будет еще меньше. Например, если Тмако 0,1 Јкпп, а в действительности Т - 0,05Ј«пп, то за счет данного

фактора отношение А ,п / Д и при m 2 уменьшится еще приблизительно в 2 раза Достигаемое в предлагаемом устройстве общее уменьшение среднего значения ширины первого окна для импуль- сов ХИЛ может быть найдено по формуле

Чип Чп

GVn(T)

Ц и (тлчт

.)

15)

Когда амплитуды импульсов полезной последовательности распределены по нормальному закону, требуемое зна0

s

5 5 0

5

0

5

чение ширины окна может быть найдено по формуле

дпп (з-5)сгпп(т); (16)

Блок 15 обнаружения ошибок (фиг.2) работает следующим образом. Входные сигналы Х и Х2 блока 15 подают на входы элемента ИЛИ 55, на выходе ко- |торого формируют логический сигнал Xj ,. Сигнал Х подают на вход линии 56 задержки, с выхода которой снимают сигнал Xj, задержанный относительно сигнала Х- на, время At-,.

Сигнал Xj через элемент НЕ 48 подают также на первый вход первого элемента И 49 и второй вход второго элемента И 52. На третьи входы первого 49 и второго 52 элементов И подают сигнал Xg. На второй вход первого элемента И 49 с единичного выхода 61 триггера 58 подают логический сигнал Х-. С выхода первого элемента И 49снимают логический сигнал Х Х( А Х AXjj, который подают на вход первого формирователя 50 нормированного импульса. Формирователь 50 запускается передним фронтом импульса X ц и формирует на своем выходе сигнал X,jЈ Хр, значение которого в течение заданного времени /itг, равно логической единице. В остальное время Хц2 0. Сигнал X (Ј подают на вход второго элемента НЕ 51, с выхода которого снимают логический сигнал X j- (фиг.7).

На первый вход второго элемента И 52 с нулевого выхода 62 триггера 58 подают логический сигнал Х. С выхода второго элемента И 52 снимают .логический сигнал X ХгЛХ$, который подают на вход второго формирователя 53 нормированного импульса. Формирователь 53 полностью идентичен первому формирователю 50 и вырабатывает логический сигнал Х Х. Сигнал Xj(4подают на вход третьего элемента НЕ 54, с выхода которого снимают логический сигнал Х$ (фиг.7), Сигнал подают также на управляющий вход переключателя 57, на информационный вход которого подают сигнал Xj, Если X (j. 0, то выход линии 56 задержки подключают к единичному входу 59 триггера 58. При Х(4 1 вы ход линии 56 задержки подключают к нулевому входу 60 триггера 58, Время задержки At задают таким, чтобы обеспечить запуск триггера 58 сразу

19

после срабатывания блока 17 определения временных интервалов и блока 16 памяти амплитуд. Триггер 58 может запускаться, например, задним фронтом импульса X,. В этом случае линия 56 задержки не нужна.

Блок 17 определения временных интервалов (фиг.З) работает следующим образом. На первый - четвертый входы 31-34 блока 17 подают соответственно логические сигналы . Сигнал Х подают на управляющие входы ключей 63 и 68. Сигнал Х подают на управляющий вход переключателя 70. Сигнал Хб подают на управляющий вход ключа 66. Сигнал Х подают на вход формирователя 72 пачки импуль- сов, с первого и второго выходов которого снимаются короткие и дауль- сы Хэ и Х, сдвинутые относительно переднего фронта импульса X j соответственно на время ut ( и jflt-, ( Д t, At. ,rj фиг.7) Импульс X-j,подают на информационный вход ключа 63, выходной сигнал которого используется для перевода (на время своей длительности) схемы 64 выборки и хранения в режим записи напряжения, поступающего на ее инйормационный

вход

Выходной сигнал схемы 64 выборки

и хранения через усилитель 65 тока поступает на информационный вход ключа 66, выходной сигнал которого U15- КЦ(7 подают на первый вход сумматора

Сигнал X jg используется для запуска измерителей 69 и 71 временных интервалов, с выходов которых снимают соответственно сигналы U К$

и U

«Г

Kt

g. В момент прихода запуекающего импульса на вход соответствующего измерителя временных интервалов его выходной сигнал становится рав- 45 KJ™411 63 и 68 замкнуты, а выход

переключателя 70 подключен к сво му второму информационному входу При этом в момент поступления им пульса в схеме 64 выборки и хранения запоминается значение с нала U10. После осуществления вс преобразований выходной сигнал с матора 67 формируется по прав лу (17).

ным нулю, а затем начинает возрастать пропорционально временному интервалу между моментом запуска и текущим моментом времени. Оба измерителя 69 и 71 временньга интервалов идентичны и могут быть выполнены по известным схемам, например на основ генераторов, пилообразного напряжения. Выходной сигнал измерителя 69 временных интервалов подают на первый информационный вход переключате ля 70. Выходной сигнал измерителя 71 временных интервалов подают на второй вход сумматора 67, с выхода

163879420

которого снимают сигнал Uw К . Сигнал U 0 подают на второй информационный вход переключателя 70.

В первом состоянии блока 15 обнаружения ошибок логические сигна

лы X,j и Х равны единице, в результате чего ключи оЗ и 68 замкнуты, . а выход переключателя 70 подключен к своему первому информационному входу. При этом в момент поступления импульса схеме 64 выборки и хранения запоминается значение сигнала U. После осуществления всех необходимых преобразований напряжение U становится равным (фиг,7 при1 )

U

10

0

кЈ2 - к(0,

и

+ и

16

(17)

чп °г). Во втором состоянии блока 15 обнаружения ошибок Х О, Х(

а сигнал Хй сохраняет свое прежнее

$ ре

At,

1,

5 единичное значение на время ц L-, после чего становится равным нулю (фиг.7). В результате этого ключи 63 1я 68 разомкнуты, а выход переключателя 70 подключен к своему пер0 вому информационному входу. При этом содержимое схемы 64 выборки и хранения не изменяется и не производится запуск измерителя 69 временных ин-- тервалов. По окончании времени At напряжение U становится равным (фиг. 7 при )

5

U

Ю

.

(18)

В третьем состоянии блока 15 обнаружения ошибок ХЈ 1 Xg. 0, а сигнал X g сохраняет свое прежнее нулевое значение на время fit, после чего становится равным логической единице. В результате этого

KJ™411 63 и 68 замкнуты, а выход

переключателя 70 подключен к своему второму информационному входу. При этом в момент поступления импульса в схеме 64 выборки и хранения запоминается значение сигнала U10. После осуществления всех преобразований выходной сигнал сумматора 67 формируется по правилу (17).

Сигналы Un и подают соответственно на первый 37 и второй 38 выходы блока 17 определения временных интервалов.

211

Блок 16 памяти амплитуд (фиг.4) работает следующим образом. На первый - четвертый входы 27-30 подают соответственно входной сигнал самообучающегося амплитудного селектора U и логические сигналы Ха, Х4 и Хе. Сигнал X з подают на вход формирователя 80 пачки импульсов, с первого и

второго выходов которого снимают короткие импульсы Х и Xjj. сдвинутые относительно переднего фронта импульса X э соответственно на время At, H&t-t (). Импульсы Xjt, подаются соответственно на информационные входы ключей

77и 73, на управляющие входы которых подают соответственно сигналы

X и X 4« Выходные сигналы ключей 73 и 77 используют для перевода (на время своей длительности) соответственно элементов 74 и 78 выборки и хрнения в режим запоминания напряжений поступающих на их информационные входы. Выходные сигналы элементов 74 и

78выборки и хранения подают на вход соответственно усилителей 75 и 79 тока, с выходов которых снимают соответственно сигналы U-j и Ug. Сигнал U-f подают на первый информационный вход переключателя 76, выходной сигнал которого подают на информацио ный вход схемы 78 выборки и хранения Сигнал U еу подают на второй информационный вход переключателя 76 и на информационный вход элемента 74 выборки и хранения. Сигнал Х подают н управляющие входы ключа 73 и переключателя 76. Сигнал X подают на управляющий вход ключа 77.

В первом состоянии блока 15 обнаружения ошибок логические сигналы X,, и Xg равны единице, в результате чего ключи 73 и 77 замкнуты, а выход переключателя 76 подключен к своему первому информационному входу. При этом соответственно в моменты поступления импульсов х и Xj, сначала в элементе 78 выборки и хранения за

поминается содержимое С элемента 74 выборки и хранения, а затем в элементе 74 выборки и хранения запоминается амплитуда A gx сигнала Ue

Во втором состоянии блока 15 обнаружения ошибок Х О, Х5 1 в результате чего ключ 73 разомкнут, ключ 77 замкнут, а выход переключателя 76 подключен к своему второму иформационному входу. При этом содер22

жимое Cj, элемента 74 выборки и хранения не изменяется, а в элементе

5

0

5

0

5

0

5

0

5

78 выборки и хранения в момент поступления импульса X... запоминаетъ

ся

амплитуда А вх сигнала UbX.

В третьем состоянии блока 15 обнаружения ошибок . t, X5 0, в результате чего ключ 73 замкнут, ключ 77 разомкнут, а выход переключателя 76 подключен к своему первому информационному входу. При этом содержимое Сг элемента 78 выборки и хранения не изменяется, а в элементе 74 выборки и хранения в момент поступления импульса Х,запоминается амплитуда А вх сигнала UgX,

Сигналы U- и Uj подают соответственно на первый 35 и второй 36 выходы блока 16 памяти амплитуд.

Формирователь 18 ур овней срабатывания (фиг.5) работает следующим образом. На первый - пятый его входы 39-42 подают соответственно напряжения U-,- и команду Захват в виде логического сигнала Us. Сигнал U7 подают на первые входы сумматора 83 и вычитающего устройства 85 и на первый информационный вход переключателя 87. Сигналы U и U подают соответственно на второй информационный и на управляющий входы переключателя 87. Сигналы 1Ц U 0 подают на входы соответственно первого 81 и второго 82 усилителей напряжения, амплитудная характеристика которых g(Ј) описывается выражением (6) или (8). В том случае, когда функция g(Ј) описывается выражением (8), усилители 81 н 82 напряжения могут быть исключены из схемы формирователя 18 уровней срабатывания.

Выходной сигнал усилителя 81 напряжения подают на вторые входы сумматора 83 и устройства 85 вычитания и на третий информационный вход переключателя 87. Выходной сигнал усилителя 82 напряжения подают на четвертый информационный вход переключателя 87. С выходов сумматора 83 и устройства 85 вычитания снимаются соответственно напряжения ив| с{ + g(fl|) и uHf с,-§(Ј,),

задающие створ первого окна.

Сигнал, снимаемый с первого выхода переключателя 87, подают на первые входы сумматора 84 и устройства 86 вычитания, а сигнал, снимаемый с второго выхода переключателя 87 s подают на входы сут рторс 84 и устройства 86 вычитания. С выходов сумматора 84 и устройства 86 вычитания снимают соответственно напряжения U В2. и ц задающие створ второго окна. До выдачи команды Захват логический сигнал U 03 в результате чего первый и второй выходы переключателя 87 подключены соответственно к своим первому к третьему информационным входам. При этом ивг У&(,11нг и,и,т .е. створ второго окна совмещен со створом первого окна фиг„6 при t t ,) . После выдачи команды Захват U-y- 1, т; результате чего первый и второй выходы переключателя 87 подключены соответственно к своим второку и че вертому информационным входам. При этом напряжения U Н2 формируются по правилу U 52 g (Cz) , Л

U If 2- С2

g(62) (фиг „6 при ,).

Сигнгяы Ug1, Utn , U 0Ј и UHЈ подают соответственно на первый - четвертый выходы 44-47 формирователя 18 уровней срабатывания,

В результате описанных действий самообучающийся амплитудный селектор автоматически настраивается на последовательность медленно или совсем не изменяющих свою амплитуду импульсов (последовательность коррелированных импульсов), что позволяет выдели эту последовательность из потока импульсов большой плотности. Величины К и L (задающие критерий захвата) определяют исходя из условий недостижения состояния захвата по одним только ХИП, когда последняя (селектируемая) последовательность отсутствует во входном потоке, Величина S (задающая критерий на сброс) определяется из условия S3: n -f 1 , где п - максимально возможное число импульсов, попадающих между двумя соседними импульсами полезной последовательности.

Вновь введенные элементы повышают помехозащищенность предлагаемого самообучающегося амплитудного селектора по сравнению с известным, гак как уменьшается среднее значение гаи- рикы створа окна для амплитуд ям- пульсов ХИП и предотвращается срыв слежения при случайном попадании амплитуды импульса ХИП в область значе

0

5

0

U

5

5

нчи амппитуд селектируемой nr ателыюсти.

Формула изобретения

первого ключа, блок обнаружения ошибок, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, и блок определения временных интервалов, первый - четвертый входы которого подключены соответственно к первому - четвертому выходам блока обнаружения ошибок, причем второй - четвертый входы блока памяти амплитуд параллельно подключены к первому - третьему выходам блока обнаружения ошибок, первый выход блока обнаружения ошибок подключен также к вторым входам программного обнаружителя пачки и элемента И, второй выход блока обнаружения ошибок подключен также к третьему входу элемента И, первый - четвертый входы формирователя уровней срабатывания подключены соответственно к первому и второму выходам блока памяти амплитуд и первому и второму выходам блока определения временных интервалов, а пятый вход подключен к первому выходу программного обнаружителя пачки.

Q которого подключен к выходу сумматора, управляющий вход- является третьим входом блока определения временных интервалов, а выход подключен к информационному входу элемента

5 выборки и хра-нения, второй измеритель временных интервалов, выход которого подключен к второму входу сумматора, формироъатель пачки импульсов, вход которого является пер0 вым входом блока определения временных интервалов, первый выход подключен к информационному входу первого ключа, а второй выход - к информационному входу третьего клю, ча и к входу второго измерителя временных интервалов, управляющие входы первого и третьего ключей объединены и являются вторым входом блока определения временных интерва0 лов, управляющий вход второго ключа является четвертым входом блока определения временных интервалов, выхо ды первого измерителя временных интервалов и сумматора являются соот5 ветственно первым и вторым выходами блока определения временных интервалов.

ключ, второй элемент выборки и хранения и второй усилитель тока, формирователь пачки импульсов, вход которого является вторым входом бяо- ка памяти амплитуд, а первый и второй выходы подключены к информационным входам соответственно второго и первого ключей, причем информационный вход второго элемента выборки и хранения подключен к выходу переключателя , второй информационный вход переключателя и информационный вход первого элемента выборки и хранения объединены и являются первым входом блока памяти амплитуд, управляющие входы первого ключа и переключателя объединены и являются третьим входом блока памяти амплитуд, управляющий вход второго ключа является четвертым входом блока памяти амплитуд, выходы первого и второго усилителей тока являются соответственно первым и вторым выходами блока памяти амплитуд.

5

0

5

венно первым и третьим выходами Формирователя уровней срабатывания, первый и второй вычитающие блолси, выходы которых являются соответственно вторым и четвертым выходами формирователя уровней срабатывания, переключатель, первый информационный вход которого объединен с первыми входами первого сумматора и первого вычитающего блока и является первым входом формирователя уровней срабатывания, второй информационный вход является вторым входом формирователя уровней срабатывания, третий информационный вход объединен с вторыми входами первого сумматора и первого вычитающего блока и подключен к выходу первого усилителя напряжении четвертый информационный вход подключен к выходу второго усилителя напряжения, управляющий вход является пятым входом формирователя уровней срабатывания, первый выход подключен к первым входам второго сумматора и второго вычитающего блока, а второй выход подключен к вторым входам второго сумматора и второго вычитающего блока.

Фи%.1

Фиг. Ц

- - коридор 1; - - Коридор 2 f - и лульс Кн/ ЬМП.

tft2 t3 tfy t$ ts t7 tg tg

Фиг. 6

Л

n

П

п т

n

nт п

%-L

II

А.Огар

l t3Цt5 tf

Составитель Н.Маркин0tt&7

Техред М.Дидык

Корректор О.П

м

о

%

Фиг. 5

tw

Фиг. 6

т п

n

-C

т п

n

I I

Корректор О.Пипле