Устройство для определения ха-РАКТЕРиСТиК СлучАйНыХ пРОцЕССОВ Советский патент 1981 года по МПК G06G7/52 

1

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в аппаратуре, определяющей вероятностные характеристики обнаружения импульсных сигналов, выделяемых на фоне помех приемными трактами систем наблюдения, связи, телеметрии и т.п.

Известны устройства, позволяющие определять закон р&саределения вероятностей случайных процессов 13

Недостаток данных устройств заключается в том, что они предназначены только для определения законов распределения вероятностей непрерывных случайных процессов и не могут быть использованы для исследования характеристик обнаружения импульсных сигналов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения характеристик случайных процессов 2.

Недостатком его является наличие случайной сшибки в определении вероятностей обнаружения сигналов и ложных, срабатываний, что является следствием нормировки сигналов порогового устройства, по длительности. При нормировке длительность выходного

сигнала не равНа длительности выбро са на выходе порогового элемента и, следовательно, возможна ситуация, когда длительность выходного сигнала меньше длительности выброса на выходе порогового элемента, причем задний фронт последнего по времени совпадает с сигналом генератора, а выходной сигнал ПУ не совпадает, В этом

0 случае прибором зафиксируется только ложное срабатывание исследуемой схемы, несмотря на то, что выброс на выходе порогового элемента фактически попадает в строб и должен быть 5 зафиксирован как обнаруженный. Наряду с этим возможна ошибка, заключаю- щаяся в пропуске ложного срабатывания , еяли интервал между двумя соседними ложными срабатываниями, т.е.

0 выбросаичи на выходе порогового элемента меньше, чем длительность выходного сигнала ПУ, Учитывая малый устанавливаемый уровень вероятности ложных срабатываний, за время наблюде5ния счетчиком фиксируется в среднем 10-15 ложных срабатываний. Поэтому 2-3 импульса, ошибочно зафиксированные как ложные или, наоборот, пропущенные, могут существенно исказить 0 результаты эксперимента, т.е. точость регистрации в данном случае едостаточна.

Для обеспечения необходимой точости нужно произвести несколько, орядка 8-10 независимых серий зме

ений, что значительно увеличивает 5 ремя регистрации.

Цель изобретения - повышение точности и быстродействия работы устойства.

Поставленная цель достигается Q ем, что в устройство, содержащее ормирователь строба, первый выход которого соединен со счетчиком общего числа сигналов, пороговый блок, первый выход которого подключен к . счетчику числа срабатываний порогового блока и к первому входу блока ключей, выход которого соединен со счетчиком обнаруженных сигналов, дополнительно введены формирователь случайной задержки длительности стро- 20 ба и элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым управляющим входом блока ключей, первый вход подключен к первому выходу формирователя строба, а второй - к выходу формировате- 25 ля случайной задержки длительности строба, первый вход которого соединен с вторым выходом формирователя строба, второй вход - с вторым выходом порогового блока, а третий вход - с вы- JQ ходом блока ключей.

Кроме того, формирователь случайной задержки длительности строба выполнен в виде последовательно соединенных дифференцирующего эвена, вто- ас рого блока ключей и триггера.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема формирователя случайной задержки длительности строба; на фиг. 3 - диаграммы напряжений, поясняющие рабо- 0 ту устройства.

Устройство содержит пороговую схему 1, выполненную, например, в виде триггера Шмитта, на одном из выходов которого включено дифференцирующее 45 звено с целью ограничения импульсов переднего фронта; формирователь 2 строба, выполненный, например, в виде ждущего мультивибратора; схему ИЛИ 3, один из входов которой соеди- JQ иен с первым выходом формирователя 2 сзтроба; ключевую схему 4, управляющий вход которой соединен с выходом схемл ИЛИ 3, счетчик 5 общего числа-сигналов, вход которого соеди сг нен с первым выходом формирователя 2 стробаf счетчик б обнаруженных сигналов, вход которс с соединен с выходом ключевой схемы 4, счетчик 7 числа срабатьшаний пороговой схемы 1 , вход которого соединен с сиг- 40 нёшьным входом ключевой схемы 4 и одним извыходов пороговой схемы 1; формирователь.8 случайной затяжки длительности строба, выполненный, .например, в виде последовательно соединенных дифференцирующего звена 9, ключевой схемы 10 и триггера 11, причем вход запуска формирователя 8 (вход дифференциругацего звена 9) соединен с вторым выходом формирователя 2, управляющий вход (управляющий вход ключевой схемы 10) - с другим, выходом пороговой схемы 1, вход сброса(вход сброса триггера 11) - с выходомключевой схемы 11,выход формирователя 8 (выход триггера 11) соединен с вторым входом схемы ИЛИ 3

Работает устройство следукяцим образом.

В исходном положении ключевая схема 4 закрытаj С выхода исследуемого приемного тракта (не показан) на вход пороговой схемы 1 поступает процесс в виде смеси помехи и импульногр сигнала. При превышении этим процессом порога схемы 1, на одном из выходов последней формируется сигнал в виде прямоугольного импуль-са стандартной амплитуды, длительность которого случайна и равна времени пребывания процесса выше порога схемы 1 (фиг. 3 диаграмма а), а на втором - остроконечный импульс, соответствукадий заднему фронту импульса на первом выходе (фиг. 3, диаграмма б). С второго выхода схемы 1 импульсы поступают на сигнальный вход ключевой схемы 4 и на вход счетчика 7 числа срабатываний пороговой схемы 1 (фиг. 3, диаграмма б, момент t , tg и tj). Поскольку импульсы с второго выхода схемы 1 имеют малую длительность/ соизмеримую с длительностью заднего фронта импульса пороговой схемы 1, возможность пропуска одного из нескольких последовательных срабатываний, пороговой схе.мы 1 исключена.

В момент , когда на вход исследуемой схемы поступает сигнал, на вход формирователя 2 строба от генератора радиоимпульсов (не показан) поступает контрольный сигнал, по переднему фронту которого формирователь 2строба запускается (фиг. 3, диаграмма в) , в результате чего с одного из его выходов сигнал через схему ИЛИ 3 поступает на управляющий вход ключевой схемы 4, которая открывается. Длительность импульса формирователя 2 устанавливается в зависимости от длительности импульсного сигнала и ширины полосы пропускания исследуемого приемного тракта-. Если импульс с второго выхода пороговой йхемы 1 совпадает .с импульсом формирователя 2, то через открытую ключевую схему 4 (фиг. 3., диаграмма е) он проходит на вход счетчика 6 обнаруженных сигналов (фиг. 3, диаграмма ж), а каждый сигнал формирователя 2 фиксируется счетчиком 5, подсчитывающим общее число сигналов.

В случае, если сигналы пороговой схемы в момент t совпадают по времени с импульсами -формирователя 2 строба, но больше последних по длительности (фиг. 3, диаграммы а и б; момент t), т.е. импульс второго выхода пороговой схемы 1 не попадает в строб, работа устройства протекает следующим образом. При срабатывании пороговой схемы 1, сигнал с ее первого выхода поступает -на управляющий вход формирователя 8 случайной затяжки длительности строба (на йход управления ключевой схемы 10). Ключевая схема 10 открывается и формирователь 8 подготавливается к работе. С второго выхода формирователя 2 строба импульс отрицательной полярности (фиг. 3, диаграмма в) поступает на вход запуска формирователя 8 (вход дифференцирующего звена 9).На выходе дифференцирующего звена 9 формируется остроконечный импульс, соответствующий заднему фронту импульса формирователя 2 (фиг. 3, диаграмма г). Еслив этот момент пороговая схема 1 взведена (т.е. порог превышен) , то импульс с выхода дифференцирующего звена 9 через открытую ключевую схему 10 проходит на вход запуска триггера 11. Последний перебрасывается в верхнее положение (фиг. 3, диаграмма в) , в perзультате чего на управляющий вход ключевой схемы 4 через схему ИЛИ 3 с выхода формирователя 8 (выхода триггера ll) поступает сигнал, поддерживающий ключевую схему 4 в открытом .состоянии . Схема устройства, несмотря на окончание импульса форми рователя 2 строба, остается в первом режиме - регистрации обнаруженных сигналов и срабатываний пороговой схемой 1. При этом импульс с второго выхода пороговой схемы 1 проходит, на вход счетчика б обнаруженных сигналов (фиг. 3, диаграммы а, б и ж, момент ti,) . В результате этого исключается сяиибка, возникакяцая при работе известного устройства из-за несовпадения нормированного импульса пороговой схемы с импульсом строба.

Импульс, поступающий на вход счетчика 6, одновременно поступает на вход сброса формирователя 8 (вход броса триггера 11) . Триггер 11 возвра-. щается в исходное положение (фиг. 3 диаграмма б) , в .результате чего закрывается клнзчевая схема 4 (фиг. 3, диаграмма Ь , момент tj) и схема устройства возвращается в исходное положение.

За время наблнадения счетчиками 5-7 соответственно фиксируются; общее число сигналов N, следующих с интервалом t.. , число обнаруженных сигналов побн. и число срабатываний пс

роговой схемы п. . Тогда вероятность обнаружения сигналов D и вероятность дожных срабатываний F определяют по выражениям

j.-j.

р - пе

Тнабл.

10

Предлагаемое устройство наряду с повышением точности регистрации данных эксперимента, позволяет сократить время исследований.

Таким образом, ввиду указанного схемо-технического построения удалось не только повысить точность регистрации данных, но и обеспечить окращение времени эксперимента по определению вероятностных характеристик обнаружения сигналов.

Формула изобретения

25

1.Устройство для определения характеристик случайных процессов, содержащее формирователь строба, первый выход которого соединен с счетчиком общего числа сигналов, пороDговый блок, первый выход которого подключен к счетчику числа срабатываний порогового блока и к первому входу блока ключей, выход которого соединен с счетчиком обнаруженных

5 сигналов, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и быстродействия устройства, в него введены формирователь случайной задержки длительности строба и

0 элемент ИЛИ, выход которого соединен с вторым управляющим входом блока ключей, первый вход подключен .

к первому выходу формирователя строба, а второй -.к выходу формирователя случайной задержки длительносJти строба, первый вход которого соединен с вторым выходом формирователя строба, второй вход -с вторым выходом порогового блока, а трютий вход - с выходом блока ключей.

0

2.Устройство по п. 1, оТ л шчающееря тем, что формирователь случайной задержки длительности строба выполнен в виде последовательно соединенных дифференцирующе5го звена, второго блока ключей и триггера.

. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 402028, кл. G 06 К 3/00, 1972.

0

2.Вестник Киевского политехничвокого института. Сер. Радиотехника, 1966, вып. № 3, с. 162-169 (прототип) .