Устройство стабилизации среднего количества шумовых выбросов над пороговым уровнем

Устройство стабилизации среднего количества шумовых выбросов над пороговым уровнем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ СРЕДНЕГО КОЛИЧЕСТВА ШУМОВЫХ ВЫБРОСОВ НАД ПОРОГОВЫМ УРОВНЕМ, содержащее входной пороговый элемент, сумматор, первый блок умножения на постоянньй множитель и инвертор, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности при изменении закона распределения плотности вероятности шумового сигнала, в него введены генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом инвертора, D-триггер, вход и синхронизирующий вход которого соединены соответственно с выходом входного порогового элемента и выходом генератора тактовых импульсов, а инверсный выход соединен с входом переноса в младший разряд сумматора,блок инвертщ)ования кода, выход которого соединен с входом первого блока умножения на ПОСТОЯННЕЙ множитель, соединенные последовательно регистр, вход и синхронизирукнций вход которого соединены соответственно с выходом сумматора и выходом инвертора, бход начальной установки является входом начальной установки устройства, а выход соединен с управлякнцим входом входного порогового элемента, входом сумматора и входс 4 блока инвертиро (Л вания кода, второй блок умножения на постоянгалй множитель и коммутатор , другой вход которого соединен с выходом первого блока умножения на постоян199 множитель, выход соединен с входом сумматрра, а управлякшще входы соединены соответ9: ственно с выходом и инверсным шлсодом D-триггера. СП -vi

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (Ill

4< Н 04 в 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ (21) 3662622/24-09 (22) 14 ° 11.83 (46) 07.06.85. Бюл. И - 21 (72) Ю.С. Ицкович (53) 621.396.669(088.8) (56) 1. Лихарев В.А. Цифровые методы и устройства в радиолокации. N.

"Советское радио", 1973, с. 164, рис. 2. 31.

2. Авторское свидетельство СССР

9 702532, кл. Н 04 В 1/10, 1977 (прототнп) . (54)(57) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИЗАЦИИ СРЕДНЕГО КОЛИЧЕСТВА ШУМОВЫХ ВЫБРОСОВ

НАД ПОРОГОВЫМ УРОВНЕМ, содержащее входной пороговый элемент, сумматор, первый блок умножения на постоянный множитель и инвертор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при изменении закона распределения плотности вероятности шумового сигнала, в него введены генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом инвертора, D-триггер, вход и синхронизирующий вход которого соединены соответственно с выходом входного порогового элемента и выходом генератора тактовых импульсов, а инверсный выход соединен с входом переноса в младший разряд сумматора блок инвертирования кода, выход которого соединен с входом первого блока умножения на постоянный множитель, соединенные последовательно регистр,.вход и синхронизирумяций вход которого соединены соответственно с выходом сумматора и выходом инвертора, вход начальной установки является входом начальной установки устройства, а выход соеди, нен с управляющим входом .входного порогового элемента, первым входом сумматора и входом блока инвертирования кода, второй блок умножения на постоянный множитель и коммутатор, другой вход которого соединен с выходом первого блока умножения на постоянный инажитель, выход соединен с вторым входом сумматора, а управляющие входы соединены соответственно с выходом и инверсным выходом Э-триггера.

1 11

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аппаратуре различного назначения, где требуется стабилизировать среднее число шумовых выбросов над пороговым уровнем.

Известно устройство стабилизации среднего количества шумовых выбросов под пороговым уровнем, содержашее усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, квантователь, пороговый блок, реверсивный счетчик с шиной начального ввода числа, инвертор и преобразователь каднапряжение j1) .

Недостатком данного устройства является низкая точность работы, обусловленная зависимостью вероятности шумовых выбросов от закона распределения шумового сигнала, что,.в свою очередь, является следст. вием установки в устройстве двух постоянных порогов„ один из которых является медианой закона распределения, а второй — порогом,соответствующим определенному значению интегрального закона распределения.

Соотношение между указанными порогами не одинаковое для различных законов распределения. Кроме того, время компенсации одинаковых относительных изменений мощности входного шумового сигнала не является постоянной величиной, а зависит ат абсолютного значения исходной мощности шума, так как исходное состояние счетчика (числа И в счетчике) прямо зависит от исходной мощности шума и для увеличения или уменьшения этого числа в Р раз необходимо добавить или вычесть из него p ° N единиц, для чего постоянной частоте поступления импульсов на счетчик требуется время, пропорциональное исходному числу М в счетчике, т.е. пропорциональное исходной мощности шума. Указанный недостаток создает дополнительный фактор нестабильности динамических характеристик регулятора в виде их зависимости от мощности входного шума, являющей" ся случайным параметром, и тем самым снижает точность регулирования порога квантования при изменениях

Входного шума ПО мощности.

Наиболее близким па технической сущности к предлагаемому техническому решению является устройства

60571 2 стабилизации среднего количества шумовых выбросов над пороговым уровнем, содержащее входной пороговый элемент, сумматор, первый блок умножения на постоянный множитель, инвертор, элемент сравнения и датчик уровня стабилизации Р23.

Однако при использовании известного устройства для стабилизации среднего числа шумовых выбросов над порогом квантования оно не .обеспечивает достаточной точности работы, что обусловлено зависимостью вероятности шумовых выбросов от за5

1О кона распределения входного шумового

I. сигнала, так как это устройство, по существу, стабилизирует сигнал,соответствующий медиане закона распределения входного сигнала и не гарантирует стабилизации его мощности и других статистических параметров.

Цель изобретения — повышение точности при изменении закона распределения плотности вероятности шумо-, вого сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство стабилизации среднего количества шумовых выбросов над пороговым уровнем, содержащее входной пороговый элемент, сумматор, первый блок умножения на постоянный множитель и инвертор, введены генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом инвертора, D-триггер, вход и синхронизирующий вход которого соединены соответственна с выходом входного порогового элемента и выходом генератора тактовых импульсов, а инверсный выход соединен с входом переноса в младший разряд сумматора, блок инвертирования кода, выход которого соединен с входом первого блока умножения на постоянный множитель, соединенные последовательно регистр, вход и синхронизирующий вход которого соединены соответственно с выходом сумматора и выходом инвертора, вход начальной установки является входом начальной установки устройства, а выход соединен с управляющим входом входного порогового элемента, первым входом сумматора и входом блока инвертирования кода, второй блок умножения на постоянный множитель и коммутатор, другой вход которого соединен с выходом первого блока умножения на постоянный мно160571 4

Сигнал с выхода регистра 8 поступает на управляющий вход входного порогового элемента 1. Входной шумовой сигнал поступает на сигнальный вход входного порогового элемента 1, где сравнивается с пороговым сигналом. При этом на выходе входного порогового элемента l формируется логический сигнал единицы в случае превышения входного сигнала над пороговым, и логический сигнал нуля в противном случае. Этот сигнал записывается в D-триггер 2 с

-частотой импульсов дискретизации, поступающих на синхронизирующий вход D-триггера 2 от генератора 3.

Выходные сигналы D-триггера 2 (прямой и инверсный) поступают соответственно на первый и второй управляющие входы коммутатора 4, а импульсы дискретизации сигнала от генератора 3 через инвертор 10 поступают также на синхронизирующий вход регистра 8 и своим задним фронтом записывают в него число с выхода сумматора 7. На входы сумматора 7 в каждом такте дискретизации сигнала поступает два слагаемых, одним из которых является число А1 регистра 8, а другим — число с выхода коммутатора 4.

В случае, когда в П-триггер 2 записывается единичный сигнал, 35

3 1 житель, выход соединен с вторым входом сумматора, а управляющие входы соединены соответственно с выходом и инверсным выходом D-триггера.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства, Устройство стабилизации среднего количества шумовых выбросов над пороговым уровнем содержит входной пороговый элемент 1, D-триггер 2,. генератор 3 тактовых импульсов, коммутатор 4, первый блок 5 умножения на постоянный множитель, второй блок 6 умножения на постоянный множитель, сумматор 7, регистр

8,,блок 9 инвертирования кода, инвертор 10.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы регистр 8 устанавливается в исходное состояние, представляющее собой положительное число в середине динамического диапазона сигнала регистра 8. коммутатор 4 пропускает на выход число А с выхода регистра 8, умноженное во втором блоке 6 умножения на установленный в нем коэффициент

К, меньший единицы. При этом выходной сигнал А„ +, сумматора 7, который записывается в регистр 8, определяется выражением

В случае, когда s D-триггер 2 записывается нулевой сигнал, коммутатор 4 пропускает на выход число А „ с выхода регистра 8 проинвертированиое в блоке 9 и умноженное в первом блоке 5 на установленный в нем коэффициент -К, меньший единицы, например, путем сдвига кода в сторону младших разрядов. Одновременно на вход переноса в младший разряд сумматора 7 подается единичный сигнал с инверсного выхода D-триггера 2. При этом выходной сигнал А, .1 сумматора 7, который записывается в регистр 8, определяется выражением

А 1.1 = А; (1 — к ) (2) Поочередная работа устройства в соответствии с выражениями (1) и (2) приводит к стабилизации порога квантования.

Техническим преимуществом предлагаемого устройства .по сравнению а известным является то, что оно обеспечивает повышение точности работы путем обеспечения независимости вероятности шумовых выбросов сигнала над порогом квантования от параметров сигнала при одновременном обеспечении постоянства времени стабилизации при одинаковых относительных изменениях уровня входного сигнала. Укаэанное техническое преимущество достигается

sa счет того, что при случайном увеличении или уменьшении мощности

50 входного сигнала содержимое регистра 8 изменяется за один такт квантования иа различную величину, что и позволяет при различной частоте появления противоположных ситуаций (входной сигнал больше или меньше порога) поддерживать содержимое регистров в средмем на постоянном уровне. Это происходит, например, 11бО если на каждые десять уменьшений содержимого регистров на одну единицу приходится в среднем одно увеличение на десять единиц.

Содержимое регистра 8, а следо- 5 вательно, и порог квантования будут находиться в состоянии равновесия в том случае, если отношение частот появления едийичных и нулевых сигналов в 9-триггере 2 равно отношению.

К и К1. Другими словами, порог квантования в таком устройстве стаби-. лизируется на уровне, обеспечивающем вероятность Р шумовых выбросов на уровне 15 в (3)

+ Кз.

Выбрав соответствующие- значения

К и К» можно обеспечить стабили571 б зацию вероятности F шумовых выбросов на любом заданном уровне, при- . чем, как видно из выражения (3), вероятность F не зависит от параметров сигнала, а лишь от коэффициентов К и К> и, следовательно, не критична к закону распределения вероятностей входного шумового сигнала. Учитывая, что отношения порога, например для F = О, 1, к медиане распределения для таких распространенных законов распределения, как Релеевский и равномерный, отличаются примерно в 1,5 раза, а для других законов распределения и других значений Р— еще больше, можно считать, что точность работы предлагаемого устройства повышается в 1,5-2 раза. щрЯЯЯ Закар3843/54 . Тираж 659 Подписное т — т

Филиал ЯПП Патент, г Ужгород,.ул.Проектная, 4