Нуль-орган Советский патент 1982 года по МПК G05B1/01 

(54) НУЛЬ-ОРГАН

Изобретение относится к элементам автоматики и может быть использовано в аналоговых системах адаптивного регулирования, в частности телевизионных. Известен нуль-орган, используемый в системах адаптивного регулирования, содержащий пере множитель, интегратор, ком паратор, реверсивный счетчик и резисторный делитель 1 . Недостатком известного нуль-органа является низкая точность, что приводит к низкой эффективности адаптивного регу лирования в системах, в которых используется данный нул1 юрган. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является нульорган, содержащий первый блок вычвтания, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго интеграторов 2} . Недостатком данного нул1у-органа также является низкая точность. Цель изобретения - повышение точности нуль-органа. Указанная цель достигается тем, что в известный нуль-орган введены первый и второй блоки нелинейного преобразовав НИН, второй блок вычитания и сумматор, первый и второй входы которого соединены с соответствующими входами второ го блока вычитания, а выход через первый блок нелинейного преобразования со входом первого интегратора, выход второго блока вычитания подключен через второй блок нелинейного преобразования ко входу второго интегратора, и кроме того, каждый блок нелинейного преобразования содержит первый диод, катод которого подключен ко входу блока, а анод через первый источник тока - к одному выходу всточника питания, а через второй диод - к выходу блока, который соединен через второй источник тока с другим выходом источника питания. На фиг. 1 1фиведена функциональная схема нуль-органа; на фиг. 2 - схемя блока нелинейного преобразования} на 303 фиг. 3 - вольт-амперные характеристики. Нупь-орган содержит сумматор 1, первый блок 2 нелинейного преобразования, первый интегратор 3, первый н вто рой блоки вычитания 4 и 5, второй блок 6 нелинейного преобразования, второй интегратор 7, на схеме обозначены вольт-амперная характеристика блока 8 нелинейного преобразования, вольт-амперчая характеристика диодного детектора 9, первый и второй источники тока 10 и 11, источник 12 питания, первый и второй диоды 13 и 14. Нуль-орган работает следующим обрааом. На два выхода нуль-органа подаются сигналы У (t) и i) , содержащие коррелированную и некоррелированную составляющие. В первом канале нуль-органа в сумматоре 1 производится сложение сигналов X (i:) и (t), а первым блоком 2 нелинейного преобразования и первым интегратором 3 производится измерение размаха получаемого суммарного сигнала. Во втором канале вторым блоком 6 нелинейного преобразования и вторь1м интегратор( 7 измеряется размах разностного сигнала :/(t).-y (t, снимаемого с выхода второго блока 5 вычитания. Сигналы с выходов обоих каналов поступают на первый блок 4 вычитания, разностный сигнал на выходе которого характеризует статическую связь входных сигналов х(,) н (1) по амплитуде. Операция сложения или вычитания ста тически независимых сигналов означает их суммирование по мощности. Поэтому вычитание оценки размаха разностаого сигнала из оценки размаха суммарного дает в этом случае нулевой уровень на выходе нуль-органа. Если входные сигналы статистически связаны , то сложение в вычитание коррелированных состав Л5ПОЩИХ осуществляется По напряжению, что ведет к появлению различий суммами ного в разностного сигналов в, соответ ственно, увеличенее выходного сигнала Ау нуль-органа. Таким образом, предлагаемый нульорган позволяет определить степень статистической связи подаваемых на него /сигналов. Характеристика первого (второго) блока 2 (6) нелинейного преобразования представлена на фиг. 2 (кривая 8), а схема первого (второго) блока нелинейного преобразования, реализующего дан14ную характеристику, - на фнг. 3. Первый и второй источники токов 10 О) и 11 (D(j ) выбираются такими, чтобы наблюдалось соотношение Через второй диод 14 протекает ток J-tJ, гдеЗ.,. - ток разряда емкости первого (второго) интегратора 3 (7), а через первый диод 13 - ток сигнала П., 3 Эл--Оц ) В случае резких перепадов сигнала, когда напряжение на первом (втором) интеграторе 3(7) сильно отличается от входного, заряд емкости первого (второго) интегратора 3 (7) осуществляется постоянным током f, а разряд - током исключает зависимость зарядного тока от случайных всплесков сигнала, вызываемых импульсными помехами, как это было в диодном детекторе (фиг. 2, кривая 9). Питание первого (второго) блока 2 (6) нелинейного преобразования может осуществляться также от источника с напряжением НЕ+Е, а - Е. При этом полярность включения первого и второго диодов 13 и 14 по сравнению со схемой, приведенной на фиг. 3, следует изменить на обратную. Назначением предлагаемого нуль-органа является его применение в составе адаптивной системы регулирования. Такие системы применяются, например, при передаче нескольких сигналов по линиям связи. При этом для достижения больщего отнощения сигнал/шум или уменьщения перекрестных помех желательно снижение уровня коррелированных составляющих в передаваемых сигналах. Эта задача рещается посредством применения адаптивной системы регулирования, в которой в качестве нуль-органа обычно используют коррелятор. Если измеренный нуль рганом коэффициент корреляции (или связшгная с ним величина) отличен от нуля, то в адаптивной системе каждый из вхрдных сигналов корректируется посредством добавления к нему с соответствующим знаком других входных сигналов с определенным весовым коэффициентом, ч,то позволяет получить нулевое Значение коэффициента корреляции. В отличие от известного нуль-органа предлагаемое устройство обеспечивает.минимизацию выходных сигналов не по мощности, а по размаху, что позволяет полностью использовать динамический диапазон каналов с ограниченной пиковой мощностью. Предлагаемый нулЕ -орган в составе алопгавиой телевизионной спектрозональной системы обеспечивает выигрыш в отоше- НИИ сигнал/шум по сравненто с коррелятором на 3-5 дБ.

Преимушество предлагаемого нульоргана по сравнению с известными техническими решениями заключается в повышении точности, он позволяет полностью использовать динамический диапазон последующих каналов или воспроизводящих устройств и достичь большего отношения с«гяал/шум или сопоставимого по величине улучшения цветового контраста на экране воспроизводящего устройства.

f

I

Формула изобретения

X

вычитания и сумматор, первый и второй входы которого соединены с соответствуй, юшими входами второго блока вычитания, а выход - через первый блок нелинейного преобразования - со входом первого интегратора, выход второго блока выч(1 тания подключен через второй блок нелинейного преобразования ко входу второго интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

М 145О335, кл. Н 4 F , опублик. 1974.

Фиг. г

8

Фог.д