Устройство определения периода повторения импульсов

Устройство определения периода повторения импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в устройствах цифровой обработки радиолокационной информации. Устройство содержит блок 2 счета и вычисления временных интервалов и блок 7 анализа. Введение генератора 1 опорной частоты, блока 3 расширения, регистра 4 сдвига, делителя 5 частоты , N мультиплексоров 6-1,...,6-N, N блоков 8-l,...8-N умножения на 2 и вентиля 9 повьшает помехоустойчивость устройства, достоверность и точность определения периода повторения импульсов путем усреднения данных на выходе. В описании приведен пример реализации блока 2 счета и вычкпления временных интервалов. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„140295

А1 (51)4 G 01 R 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ р iÚ

Ql(1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4145519/24-21 (22) 10.11.86 (46) 15.06.88. Бюл. У 22 (71) Новгородский политехнический институт (72) А. М, Бородин, B. M. Гареев, Ф. В. Голик и И. В. Григорьев (53) 621.317(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 647642, кл. G 01 R 23/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

11 - 953583, кл. G 01 R 23/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДА

ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение может быть использовано в устройствах цифровой обра— ботки радиолокационной информации.

Устройство содержит блок 2 счета и вычисления временных интервалов и блок 7 анализа. Введение генератора

1 опорной частоты, блока 3 расширения, регистра 4 сдвига, делителя 5 частоты, N мультиплексоров 6-1... °,6-N, N блоков 8-1,...8-N умножения на 2 и вентиля 9 повышает помехоустойчивбсть устройства, достоверносТь и точность определения периода повторения импульсов путем усреднения данных на выходе. В описании приведен пример реализации блока 2 счета и вычисления временных интервалов. 1 з ° п. ф-лы, 3 табл. 4 ил.!

402956

Изобретение относится к импульсной технике и.может .быть использовано в устройствах цифровой обработки радиолокационной информации, работающих при воздействии импульсных помех высокой интенсивности.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости устройства.

На фиг. 1 представлена схема уст- !О ройства определения периода повторения импульсов; на фиг. 2 — схема блока счета и измерения временных интервалов; на фиг. 3 — схема блока управления; на фиг. 4 — схема блока расши- 15 рения.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, блок 2 счета и вычисления временных интервалов, блок

3 расширения, регистр 4 сдвига, дели- 20 тель 5 частоты, N мультиплексоров

6-1,...,6-N, блок 7 анализа, N блоков 8-1,...,8-N умножения, вентиль 9„

Первый вход блока 2 счета и вычисления временных интервалов является 25 входом устройства и подключен к первому входу блока 3 расширения, второй вход которого соединен с выходом делителя 5 частоты, выход блока 3 сое-. динен с первым входом регистра 4 30, сдвига, второй вход которого подключен к выходу делителя 5 частоты, а выход подключен к первым входам каждого из N мультиплексоров 6-1,...,6.N. Выход генератора 1 опорной частоты соединен с входом делителя 5 частоты и с вторым входом блока 2 счета и вычисления временных интервалов, выход которого подключен к второму входу вентиля 9 и к входам 40 всех N блоков 8-. 1,...,8-N умножения, выходы которых соединены с вторыми .входами всех N мультиплексоров 6—

1, ° ...6-N соединенных выходами с

И входами блока 7 анализа, который 45 выходом подключен к первому входу вентиля 9, выход которого является выходом устройства.

Блок 2 счета и измерения временных интервалов (фиг. 2) содержит счетчик 10, L регистров 11-1,...,1I-L, L-1 сумматоров 12-1„...,1"-(L 1), коммутатор 13, блок 14 управления.

Первый вход счетчика 10 подключен к входу устройства и является входом

55 обнуления, причем информация стирается по переднему фронту входного им,пульса. Второй вход счетчика 10 сое— динен с выходом генератора 1 опорной частоты, Выход счетчика соединен

H-разрядной шиной с вторым входом первого регистра 11 — 1 и первыми входами всех L-1 сумматоров !2-1,...,12(L- I ), Регистры 11 — 1,..., 11-L параллельной записи и считывания фиксируют входную информацию по переднему фронту сигнала, приложенного к первому входу. Выход каждого иэ L-1 регистров 1)-1...,,1!-(L 1) подключен к

L- 1 первым входам коммутатора 13 и к вторым входам всех L-1 сумматоров

12-1,...,12-(L-I), выход каждого из которых подключен к вторым входам

L-I регистров 11-2,...,11-1, начиная с второго. Первые входы каждого иэ

Б регистров ll — 1,...,11-L подключены к первому входу счетчика 10 и входу блока 14 управления ° Выход L-ro регистра соединен с ?-м входом коммутатора 13, (L+1)-й вход которого соединен с выходом блока 14 управления.

Выход коммутатора 13 является выходом блока 2 счета и вычисления временных интервалов. Второй вход и выход всех регистров представляет собой (S+L)разрядные входную и выходную шины.

Коммутатор 13 подключает одну из (S+L)-разрядных входных шин на выходную шину. Вход управления коммутатора 13 соединен с выходом блока.l4 управления и содержит U разрядов.

Блок 14 (фиг. 3) содержит мультивибратор 15, счетчик 16, схему 17 совпадения, триггер 18, выход которого соединен с входом установки в "0" счетчика 16, тактовый вход которого подключен к выходу мультивибратора. Выходная шина счетчика является выхо;дом блока 14 управления и соединена с входом схемы 17 совпадения, выход которой подключен к входу установки в "0" триггера 18, вход установки в

"1" которого является входом блока

14 управления. Блок 14 управления последовательно подключает к входам

N блоков 8-1,...,8-М умножения и вентиля 9 выходы всех L регистров через коммутатор 13.

Блок 3 расширения (фиг. 4) состоит из D-триггера 19, трехразрядного регистра 20 сдвига и трехвходового логического элемента 21, выход которого является выходом блока 3 расширения, а входы соединены с выходами регистра 20 сдвига, вход данных которого подключен к выходу D-триггера 19, 45

55 з 140295 вход установки в "1" которого является первым входом блока 3 расширения. Вход синхронизации D-триггера 19 соединен с входом синхронизации ре5 гистра 20 сдвига и является вторым входом блока 3 расширения, вход данных D-триггера 19 соединен с уровнем

"0", Блок 3 расширения увеличивает длительность импульсов с входа устрой-10 ства до трех периодов выходной частоты делителя 5 частоты. Делитель 5 частоты представляет собой счетчик, коэффициент m деления которого выбирается среди целых степеней числа 2 °

Мультиплексоры 6-1,...,6-N коммутируют 1 линий выходной шины регистра

4 сдвига на один из входов блока 7 анализа. Шина управления каждого из

N .мультиплексоров 6-1, ° ...6-И, которая соединена с выходами N блоков

8-1,...,8-N умножения, имеет К линий.

Блок 7 анализа является схемой логического порога.

Устройство работает следующим об- 25 разом.

Смесь импульсов пачки и помехи поступает на вход блока 2 счета и вычисления временных интервалов и блока 3 расширения, Пройдя через блок 3, 30 импульсы последовательно заносятся в регистр.4 сдвига, время сдвига которого — N максимально возможных периодов повторения импульсов в пачке.

Блок 2 после поступления очередного импульса вычисляет временные интервалы между последним поступившим импульсом и L предыдущими. Коды интервалов выдаются на входы блоков 8—

1,...,8-N умножения и вентиля 9. 40

Для каждого вычисленного интервала устройство проводит операцию обнаружения пачки среди импульсной последовательности, записанной в реги-. стре 4 сдвига, исходя из предположения, что измеренный интервал является периодом повторения импульсов в пачке. Блоки 8-1 8-N умножения вычисляют N временных позиций импульсов предполагаемой пачки относительно последнего поступившего импульса. Мультиплексоры 6-1,...6-N коммутируют выходы разрядов регистра

4 сдвига, соответствующих этим временным позициям, на входы блока 7 анализа.

Если колнчество логических единиц на N входах блока 7 анализа не менее критерия обнаружения (М иэ N) то на выходе блока появляется разрешающий потенциал, который пропускает через вентиль 9 на выход устройства "оправдавший себя" интервал. После L операций обнаружения устройство ожидает поступление следующего импульса, вычисляет новые временные интервалы, проводит очередные L операций обнаружения и т.д.

При вычислении N-й временной позиции импульса предполагаемой пачки ошибка измерения интервала в блоке

2, равная периоду опорной частоты, возрастает в И+1 раз. Для устранения ее влияния на процесс обнаружения частота генератора 1 опорных импульсов перед поступлением на тактовые входы блока 3 расширения и регистра 4 сдвига понижается делителем 5 частоты по крайней мере в N+1 раз.

Из-эа цифрового характера задержки положение импульсов в регистре 4 сдвига фиксируется.с погрешностью

+1 дискрет. Блок.3, компенсируя ошибку дискретизации, расширяет длительность импульсов до трех периодов частоты сдвига. Каждый импульс последовательности записывается в регистр

4 на трех соседних разрядах.

Условием определения периода повторения импульсов является наличие в пачке двух соседних импульсов, между которыми находится не более L-1 импульсов помехи, а также наличие М импульсов на N предыдущих временных позициях (событие В).

Пусть q — вероятность подавления отдельного импульса пачки. Пример результатов расчетов вероятности наступления события В в пачке из и импульсов при нулевой интенсивности импульсов помехи при математическом моделировании работы устройства на

ЦВМ М/N = 1/6 при различных-значениях q и п приведен в табл. 1 °

Рассмотрим воздействие на предлагаемое и известное устройства импульсной помехи, имеющей распределен ние Пуассона: Р (3 ) e где М— (I интенсивность появления импульсов помехи на интервале повторения импульсов в пачке. Подавление импульсов отсутствует.

Вероятность того, что на интервале между импульсами пачки не.окажется ни одного импульса помехи, равна

1402956

-Ji е . Для правильного определения периода повторения импульсов в прототипе должно произойти событие Л, т.е. необходимо сохранение хотя бы одного

5 истинного интервала. Вероятность события А рассчитывается по формуле

Р (Л) =- 1 — (1 — е ) Р(В) = 1-(1 —,Š— е )" д% -л„т

3, Р

Результаты вычислений вероятностей событий А и В для прототипа и предлагаемого устройства при различных и и 3 приведены соответственно в табл. 2 и 3.

25

Предлагаемое устройство во много раз эффективнее прототипа в каналах связи.с высоким уровнем импульсных помех, что является свидетельством повышения помехоустойчивости устройства.

Выбором количества L регистров 11 устанавливается вероятность правиль- 35 ного определения периода повторения импульсов при заданной интенсивности импульсных помех . Критерий обнаружения И/N и количество Г ячеек регистра 4 сдвига выбираются исходя из максимально. допустимой вероятности обнаружения ложной пачки импульсов, которая. рассчитывается по формуле

III Лм ям(u-У с, С (E ) .„ f 45 ("""--М

Точность измерения периода повторения импульсов определяется частотой генератора 1 опорной частоты, разрядностью S счетчика 10 и для S = 16 со — 50 ставляет 3 10 . Предлагаемое устройство имеет возможность измерения периодов повторения импульсов одновременно в двух и более наложившихся на входе устройства пачках. 55

Так как информация о периоде повторения выдается на выход устройства после каждого импульса пачки, если

Для события В допускается наличие

Х1 импульсов помехи на интервале, отстоящем не менее чем на М импульсов от начала пачки, и любого количества импульсов помехи на остальных интер- 5 . валах.

При М = 1 вероятность события В можно вычислить по формуле: выполнился критерий обнаружения (при отсутствии помех — и-М-2 раза), то возможно повышение достоверности и точности путем усреднения данных на выходе.

Формул а изобретения

1, Устройство определения периода повторения импульсов, содержащее блок анализа, блок счета и вычисления временных интервалов, первый вход которого является входом устройства, отличающее с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены генератор опорной частоты, блок расширения, регистр сдвига, делитель частоты, N мультиплексоров, И блоков умножения на 2...N+1 и вентиль, выход которого является выходом устройства, а первый вход подключен к выходу блока анализа, И входов которого соединены с выходами

N мультиплексоров, первые входы которых подключены к выходу регистра сдвига, первый вход которого соединен с выходом блока расширения, первый вход которого, объединенный с первым входом блока счета и вычисления временных интервалов, является входом устройства, а второй вход совместно с вторым входом регистра сдвига подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и вторым входом блока счета и вычисления временных интервалов, выход которого подключен к второму входу вентиля, а также через блоки умножения — к вторым входам мультиплексоров.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок счета и вычисления временных интервалов содержит счетчик, L регистров,,L-1 сумматоров, коммутатор и блок управления, вход которого является первым входом блока счета и вычисления временных интервалов и подключен к первым входам регистров и первому входу счетчика, второй вход которого является вторым входом блока счета и вычисления временных интервалов, выход счетчика подключен к первым входам сумматоров и второму входу первого регистра, выход каждого из

L-1 регистров соединен соответственно с первого по (1 -1)-й входами коммутатора и вторыми входами с первого

1402956 по (L !)-й сумматоров, выход каждого из которых подключен соответственно к вторым входам с второго по Ь-й регистров, выход Ьго регистра соединен с 1 м входом коммутатора, (Ь+1)-й

Т аб лица 1 и (L

1 1 I

0,1 0,729 0,875 0,962 0,985 0,9952 0,9981

0,2 0,512 0,717 0,860 0,963 0,963 0,9806

0,3 0,343 0,588 0,713 0,815 0,883 0,926

Таблица 2 и

4 5 6 7 8 9

1 0,747 0,840 0,899 0,936 0,959 0,975

2 0,353 0,441 0,516 0,582 0,639 0,688

3 0,142 0,184 0,225 0,264 0,301 0,335

Таблица 3

4 5 6 7 8 9

1 0,9996 0,99999 1 и1 1!

0,9996 0,99994 0,99999

0,984 0,994 0,998 0,9994

2 0,9796, 0,9970

3 0,875 0,956 вход которого подключен к выходу блока управления, выход коммутатора является выходом блока счета и вычисления временных интервалов.

I402956

1 402956

Составитель Ю. Минкин

Редактор И. Рыбченко Техред Л.СердюковаКорректор А, Обручар

Заказ 2853/35

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4