ДИСКРИМИНАТОР ВРЕМЕННОГО СДВИГА i Советский патент 1970 года по МПК G06G7/52 

Настоящее изобретение относится к области вычислительной техники и электронной автоматики и касается устройства дискриминатора временного сдвига, который нредназначеи для выявления временного сдвига в корреляционных системах, в системах автоиодстройки фазы и т. д.

Известны дискриминаторы временного сдвига двух когерентных случайных сигналов, содержащие два усилителя-ограничителя, две схемы антисовиадений, формирующий триггер с интегрирующей ценью на выходе.

Предложенный дискриминатор отличается от известных тем, что он дополнительно содержит два триггера, входы первого из которых связаны соответственно с двумя схемами совпадений, а второго - со схемами антисовпадений, и четыре двухиозиционных ключа, причем входы первых двух соединены соответственно со схемами совпадений, а двух других со схемами антисовпадений, управляюи1,ие входы двух первых ключей подключены к входам второго триггера, а управляющие входы вторых ключей - к выходам первого триггера, все первые выходы ключей соединены с одним из входов формирующего триггера, а вторые выходы связаны с его вторым входом.

Такой дискриминатор имеет упрощенную конструкцию.

нована на следующих теоретических соображениях.

Из двух случайных напряжений возможны четыре комбинации знаков, обычно обозиачаемые следующим образом:

( + +) - совпадение положительных знаков;

( - ) - совпадение отрицательных знаков;

(Н) - антисовпадение положительных

знаков;

(-h) - антисовпаденне отрицательных знаков.

За исключением единсгвенного случая:

полностью когерентных сигналов без взаимного временного сдвига, когда нет антисовпадений знаков, чередование этих комбинаций знаков во времени происходит таким образом, что между появлениями совпадений знаков

должны появляться их антисовиадення и наоборот. Для когерентных случайных напряжений иоследовательность чередования совпадений и аитпсовпадений во времени подчиняется некоторой статистической закономерности,

связанной с их взаимньш временным сдвигом. В известиых дискриминаторах для статистической обработки построенных на схемах совпадений, например, в так называемых «полярных коррелометрах эта закономерность чередовав них измеряется вероятность появления заданных комбияаций знаков независимо от норядка их чередования во времени. Из теории известно, что эта вероятность связана с корреляционной функцией входных сигналов четным соотношением и ноэтому собственная характеристика подобных систем может только четной.

Статистические закономерности чередования ко1мбинаций знаков могут быть выявлены следующим образом.

Назовем «прямой цоследовательностыо чередования комбинаций знаков входных сигналов такую последовательность появления их во времени когда:

за совпадением знаков носледовало одноименное антисовпадение, т. е. за совпадением положительных знаков (Ч-+ ) последовало положительное антисовпадение знаков ( +-), а за совпадением отрицательных знаков ( + } последовало антисовпадение отрицательных знаков (-h);

за антисовпаденнем знаков последовало противополол ное совпадение знаков, т. е. за

(Н-) носледовало (), а за (-h) последовало (-f + ).

«Обратной последовательностью чередования комбинаций знаков назовем следующую последовательность, когда:

за совпадением следует противоположное антисовпадение, т. е. за (-f-b) следует (-Ь), за () следует ( + );

за антисовпадением следует одноименное совпадение, т. е. за () следует ( + + ) за (-- + ) следует ().

Обо:; 1ачим чередования комбинаций знаков, отиесоииые нами к «прямой последовательности ( + +- +-), (- - + ), ( + --

), (г ++), а их суммарную вероятность - Я-.

Чередования, отнесенные к «обратной последовательности, и их суммарную вероятность обозначим соответственно:

( + +--+);(-+-); (+-+ + );

(+.; и я.

При таком обозначении чередований комбинаций знаков признаками прямой или обратно последовательности будут соответственно одинаковые или разные знаки по обе стороны стрелки (- ).

Для двух некогеренгных сигналов прямая и обратная последовательности чередования знакосовпадений равновероятны и не зависят от взаимного временного сдвига сигналов Р-. ,5.

В случае когерентных входных сигналов вероятности прямой и обратной последовательностей чередования являются функциями взаимного временного сдвига т.

корреляционной функции, и, следовательно, соответствует требуемому виду характеристики нуль-органа.

Описанный анализ может быть практически реализован путем логической сортировки импульсов, сигнализирующих о знакосовпадениях входных сигналов, на две группы (на , два канала) по признакам прямой и обратной последовательности чередования, а затем измеренЕЯ усредненной ino времени разлости относительных частот импульсов в каждой груипе, по разности постоянных составляющих эти:ч импульсов или по постоянной составляющей напряжения (тока) на выходе перебрасываемого триггера.

Блок-схема иредлагаемого дискриминатора временного сдвига показана на чертеже.

Он работает следующим образом.

Усиленные и ограниченные посредством двух усилителей-ограничителей / и 2 с парафазными выходами входные сигналы поступают на четыре схемы совпадений 3-6, скоммутированные с выходами усилителей-ограничителей та-ким образом, что они выдают на своих выходах импульсы одинаковой полярности (например, положительные) нри четырех знакосовпадениях входных сигналов, соответствующих их обозначениям на схеме. Импульсы, сигнализирующие о совпадении знаков, с выходов схем совпадения / (+ + ) и 2 () поступают на раздельные входы триггера 7, запоминающего в виде состояния «О или «/ полярность очередного совпадения до появления следующего импульса на выходе одной из схем совиадения.

Импульсы, сигнал)вирующне об антнсовпадепиях, с выходов схем совпадения 3 (-1-) и 4 (-h) поступают на входы триггера 8, аналогичным образом запоминающего полярность антисовпадений. Каждый триггер управляет двумя двухпозиционными электронными ключами 9, 10 и 11, 12, переключающими выходы схем совпадений на щину 13 или на щину 14.

Ключи 9, 10, 11 и 12 скоммутированы таким образом, что каждому состоянию триггера соответствуют взаимно противоположные состояния соединенных с ним ключей.

Так как положение ключей 9 н 10 в моменты поступления на их входы импульсов антисовпадений связано с полярностью предшёствовавщих им совпадений, зафиксированной триггером 7, а положение ключей 11 и 12 в моменты поступления на их входы импульсов совпадений связано с полярностью предществовавщих им антисовпадений, зафиксированных триггером 8, поступление импульсов с выходов схем совпадений на шину 13 или на шину 14 определяется полярностями чередующихся знакосовпадений входных сигналов При коммутации ключей с выходами схем совпадений и триггеров, показанной на чертеже, импульсы знакосовпадений, появивщиеся в результате чередований, соответствующих npiiведенному выше определению «прямой последсвательности, окажутся на шипе 13, а импульсы, появившиеся в результате «обратной иоследовательности, -на шине 14. Шины 13 и 14 соединяются с раздельными выходами формируюшего триггера 15, который перебрасывается иод воздействием импульсов, поступающих по этим шинам. Р1з теории аппаратурного анализа случайных процессов известно, что на выходе триггера, включенного подобным образом, усредненные по времени ток или напряжение, измеренное относительно среднего значения иотенциалов, соответствующих устойчивым состояниям триггера, пропорциональны разности относительных частот импульсов на его входах.

Таким образом, в цепи измерительного прибора 16 будет протекать средний ток, пропорциональный по величине и соответствующий по знаку анализируемой функции Д(т). На выходе интегрирующей цепочки 17 будет постоянное напряжение с некоторым опорным значением Д(т), которое в случае необходимости может быть приведено к нулю посредством компенсирующей цеии или симметричного питаиия триггера 15. Все узлы описанной схемы, за исключением первых каскадов усилителей-ограничителей, работают в ключевых

режимах, некритичных к изменению параметров. Поэтому они наиболее рационально выполняются на полупроводниковых диодах и транзисторах.

Предмет изобретения

Дискриминатор временного сдвига двух когерентных случайных сигналов, содержащий два усилителя-ограничителя, две с.хемы совпадений, две схемы антисовпадений и формирующий триггер с интегрирующей цепью на выходе, отличающийся тем, что, с целью его уирощения ои дополнительно содержит два триггера, входы первого из которых связаны соответственно с двумя схемами совпадений, а второго - со схемами антисовиадений, и четыре двухпозиционных ключа, причем входы первых двух соединены соответственно со схемами совпадений, а двух других со схемами антисовпадений, управляющие входы двух первых ключей подключены к выходам второго триггера, а управляющие входы вторых ключей - к выходам первого триггера, все первые выходы ключей соединены с одним из входов фор.мирующего триггера, а вторые выходы связаны с его вторым входом.