Устройство подавления помех

Устройство подавления помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах, работающих в условиях воздействия мощных нестационарных помех с негауссовским распределением вероятностей мгновенных значений. Цель изобретения - увеличение отношения мощности полезного сигнала к мощности помехи с несимметричным законом распределения плотности вероятности мгновенных значений и неизвестной мощностью. Введенные в устройство счетчик 13, блоки 11, 12 оперативной памяти, блок 3 стабилизации средней мощности, генератор 1, АЦП 6 и сумматоры 14, 4 позволяют обеспечить запоминание входной реализации помехи, оценку ее числовых характеристик и вычисление оптимальных уровней процесса на выходе устройства, а также расширить динамический диапазон подавляемых помех. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н 04 В 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4603676/24-09 (22) 09.11.88 (46) 30,08.90. Бюл. Р 32 (72) В, Г. Валеев, А.А.Язовский и А.Г.Долматов (53) 621..396.669(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1338079, кл . Н 04 В 1/ 10, 1985 . (54) УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоприемных устройствах, работающих в условиях воздействия мощных нестационарных помех с негауссовским распределением вероятностей мгновен„„SU„, 1589403 А 1

2 ных значений. Цель изобретения — увеличение отношения мощности полезного сигнала к мощности помехи с несимметричным законом распределения плотности вероятности мгновенных значений и неизвестной мощности. Введенные в устройство счетчик 13, блоки 11, 12 оперативной памяти, блок 3 стабилизации средней мощности, генератор 1, АЦП 6 и сумматоры 14,4 позволяют обеспечить запоминание входной реализации помехи, оценку ее числовых характеристик и вычисление оптимальных уровней процесса на выходе устройства, а также расширить динамический диапазон подавляемых помех. 2 ил.

1589403

И зобретение относится к радиотехйике и может быть использовано в рафиоприемных устройствах, работающих

Й условиях воздействия мощных неста5 ционарных помех негауссовским распреДелением вероятностей мгновенных зна-. чений.

Цель изобретения — увеличение отI

Ношения мощности полезного сигнала ф мощности помехи с несимметричным . аконом распределения плотности веоятности мгновенных значений и неизестной мощностью.

На фиг. 1 представлена структурая электрическая схема устройства одавления помех; на фиг. 2 — эпюры равляющих сигналов устройства.

Устройство подавления помех содерт генератор 1 пилот-сигнала, гене- 20 патор 2 тактовых импульсов, блок 3 стабилизации средней мощности, второй сумматор 4, первый аналого-цифровой преобразователь 5, второй аналогоффровой преобразователь 6, первый 25 четчик 7, первый блок 8 оперативой памяти, блок 9 формирования управляющих импульсов, первый буферный регистр 10, третий блок 11 оперативной памяти, второй блок 12 оперативной памяти, второй счетчик 13, первый сумматор 14, делитель 15, второй буферный регистр 16.

Устройство работает следующим образом.

В устройстве реализуется адаптив35 ная нелинейная обработка реализации входного процесса в п отсчетов по критерию минимума среднего квадрата ошибки (СКО), выделение детерминированного сигнала S, наблюдаемого в

j y аддитивной смеси с входным процессом х, и используется представление ам 1 плитудной характеристики устройства в ниде обобщенного полинома 45

f (х) =; В „q„(x), get где  — параметры настройки ампли% тудной характеристики устройства;

1, если z <х<я

q (х) =

0 если x(zg или х >g Z1 где z g — пороги квантования входного процесса (в данном случае — равномер-

55 ного квантования): z =к 1,+dz, dz=

=сопз .

Система ортогональных функции

,(х) обладает следующими свойствами: 1,(х) с „(х) =0 при kgv; (f2 (x) =q„(x) .

Ее генератором является обйчный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) с

m уровнями квантования на выходе, так как код числа íà его выходе соответствует попаданию значения напряжения на его входе в интервал, в котором равна единице только одна функция с номером, равным этому числу, остальные функций на этом интервале, а значит, и при этом входном напряжении. равны нулю. Таким образом, в АЦП значение функции 1,(х ) в i-й отсчет времени с числом k. соответствует номеру

1 выбранного входным напряжением х, 1 интервала.

Оптимальные уровни квантования В1, обеспечивают минимум ь

cko= Î Pf (х,. +S, ) -Б; )2 =

1=

= и 5 и В М (х,+S . ) -S )2

fmf и удовлетворяют системе m линейных уравнений вида

;" В„,"ц(х,, +S ) с „(х, +Б, ) =

1 ),,k н, Б, g (X ° +Б1) =1 эш

1=1 которь1е в силу ортогональности функций (f„(x) упрощаются и

ВК,К q (х,+S,.)= Q S;q»(x,+S.,), k=1,m и дают следующее решение и алгоритм адаптации:

В;-а ./р 1„ и h где а1,= KS, (х,+S.); р,= Q у (х;+

1, 1 « 1,, 1, +Б, ), k=-1,m.

Таким образом, оптимальное нелинейное преобразование входного процесса имеет вид а а1у,=r(х +S,)=;. ->-q (х;+Б,)=- .

1 V1, Р1,, Устройство работает в режимах адаптации, в процессе которого вычисляются коэффициенты а1. и р1,, и собственно оптимального "нелинейного преобразования". Так как функции g (х) имеют непересекающиеся областй определения, то расчет а 1,и р1, сводится к опредепению номера k функции g (x) по отсчету входного процесса, что осуществляет АЦП, и к сложению содержимого области памяти с адресом k с сигналом Б; (при вычислении а1,) или с единицей (при вычислении р1,). После

9403 6

10

5 158 перебора входной выборки объема и н соответствующих областях памяти будет храниться набор коэффициентов à g и p .

Таким образом реализуется вычисление коэффициентов а и р > по рекуррентным формулам:

17 1 +; Р 1,=Р 1+

Для осуществления после этого оптимального нелинейного преобразования необходимо преобразованную с помощью

АЦП в последовательность номеров входную выборку запомнить в отдельной области памяти, чтобы затем, выбирая из этой области соответствующий отсчету входного процесса х. +S . номер

1 i

k,, передавать на выход результат ! деления а1 /р1, являющийся отсчетом выходного оптимально-нелинейно преобразованного процесса. После обработки каждой входной реализации необходимо перед следующей обработкой устройство подавления помех перевести в исходное состояние, т.е. обнулить ячейки памяти, отведенные под коэффициенты а1, и р, что осуществляется в режиме подготовки.

Управление работой устройства подавления помех во всех режимах осуществляется блоком 9. Работу блока 9 и всего устройства иллюстрируют временные диаграммы на фиг. 2.

В режиме адаптации на вход блока 3, являющегося входом устройства, поступает процесс х ., содержащий полезный сигнал. С выхода блока 3, обеспечивающего деление входного сигнала на его эффективное значение, стабилизированный по средней мощности процесс х . поступает на первый ! вход сумматора 4, на второй вход которого, а также на вход аналого-цифрового преобразователя 6 подает с выхода генератора 1 пилот-сигнал S;.

Коэффициенты передачи сумматора 4 по первому и второму входам не равны и устанавливаются такими, чтобы отношение сигнал/помеха на выходе сумматора 4 не превьш ало -20 дБ. С выхода сумматора 4 полученная смесь пилотсигнала и процесса х поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 5. Быстродействие устройства определяется частотой тактовых импульсов, поступающих с выхода генератора 2 на тактовые входы аналого-цифровых пре- . образователей 5 и 6 и синхронизирующий вход блока 9. Оба аналого-цифровых преобразователя 5 и 6 по сигкалу на входе "Преобразование", по ступающему с выхода блока 9 (фиг.2а), вырабатывают код числа Е ., соответствующий уровню входного напряжения х.+S . устанавлинают этот код на сво1 11 ем выходе и сигнализируют об этом активным уровнем на выходе "Готовность данных". По сигналу "Готовность данных" (фиг. 2б), поступающему на вход блока 9, последний формирует импульсы (фиг. 2в, г), поступающие на входы блока 8 и осуществляющие запись в него установленного на выходе анало"

ro-цифрового преобразотеля 5 кода k .. ( по адресу i который определяется содержимым счетчика 7. Разрядность счетчика 7 и емкость блока 8 определяют объем выборки, который может обрабатываться устройством. Далее блок 9 снимает сигнал (фиг. 2г), оставляя активным уровень на входе "Выбор кристалла" блока 8, и записанный код k, устанавливается на выходе блока 8 и на адресных входах блоков 11 и 12.

Количество разрядов адресной шины блоков 11 и 12 равно количеству разрядов шины данных блока 8 и аналогоцифрового преобразователя 5 и определяется выбранным числом уровней квантования m в аналого-цифровом преобразователе 5. Далее блок 9 устанавливает на соотнетстнующем выходе сигнал (фиг. 2д), который, поступая на входы "Выбор кристалла" блоков 11 и 12, осуществляет считы- вание записанных в этих блоках кодон а1. и р соответстненно. Код числа а с выхода блока 11 поступает на вход сумматора 14, на другом входе которого установлен код с выхода аналогоцифрового преобразователя 6, соответствующий отсчету пилот-сигнала S; а с выхода блока 12 код числа р посту1 пает на вход счетчика 13, где запоминается с приходом на синхронизирующий вход импульса (фиг. 2ж) с блока 9. С выхода сумматора 14 цифровой код суммы содержимого блока !1 с цифровым кодом пилот-сигнала подается на вход буферного регист-, ра 10. Импульс (фиг. 2з), поступая с соответствующего выхода блока 9 на синхронизирующий вход буферного регистра 10, осуществляет запись в буферный регистр 10 этого кода, а поступая на счетный вход счетчика 13, сложение содержимого блока 12 с единицей. Далее по сигналу (фиг. 2е) с

1589403 соответствующего выхода блока 9 на входы Запись/считывание" блоков 11 и 12 полученные коды сумм с выходов буферного регистра 10 ч счетчика 13 запоминаются соответственно в блоках

1 .и 12. По окончании указанных действий блок 9 снимает сигналы (фиг.2д, 1 в) с соответствующих выходов и подает н счетный вход счетчика 7 импульс (иг. 2и), который устанавливает след щий адрес на адресной шине блока

8 и цикл повторяется. Так продолж ется до появления на выходе "Переп лнение" счетчика 7 соответствующе.г импульса (фиг. 2к), поступающего н вход блока 9 и свидетельствующего о том, что блок 8 полностью заполнен и содержит оцифрованную входную выборку в смеси с пилот сигналом (a 2p т чнее, последовательность номеров

kl i=-1,n) блок 11 — набор коэффиlI Э цИентов - блок 12 - набор коэффи1фентов р1 °

Импульс (фиг. 2к) на входе блока 9 25 п эреводит устройство в режим Нелинейное преобразование", в котором

6 ток 9 устанавливает активный уровень сигнала (фиг.2в), в результате чего из ячейки блока 8, адрес которой. задается счетчиком 7, ее содержимое, т .е. 1с,, поступает на адресные входы блоков 11 и 12. По активному уровню сигнала (фиг. 2д) на выходе блока 9 из блоков 11 и 12 числовые значения коэффициентов соответственно а 1.

1 и р ., номер к. которых задается кодам йа адресных входах блоков 11 и

12, передаются на первый и второй входы делителя 15 соответственно.

По сигналу (фиг. 2м) блока 9 результат деления — коэффициент В .=a,./

k1 К!

/р 1,; — записывается в буферном регистре 16 и передается на выход устройства подавления помех. После этого блок 9 снимает сигналы (фиг. 2в,д) блоков 8, 11„ 12, выдает сигнал (фиг. 2и) на счетчик 7 для установки следующего адреса для блока 8, и цикл

Повторяется. Этап нелинейного преобразования заканчивается с приходом на блок 9 сигнала "Переполнение" со счетчика 7, который перевоцит устройство в режим "Подготовка".

В этом режиме блок 9 вырабатывает с1игнал "Начальная установка" (фиг.2л), который поступает с выхода блока 9 на входы установки нуля буферного регист. -ра 10 и счетчика 13 и записывает в них код нуля. Далее на входе "Выбор кристалла" блока 8 устанавливается блоком 9 активный уровень сигнала (фиг. 2в) и на адресных входах блоков

11 и 12 появляется код k адреса обнуляемой ячейки. Сигналами (фиг. 2д и

2е) на соответствующих входах блоков

11 и 12 выбранная ячейка обнуляется, По окончании действия импульсов (фиг. 2д и 2е) блоком 9 снимается один сигнал (фиг. 2в) и подается другой (фиг. 2и), Далее цикл обнуления повторяется для новой ячейки. Появление на входе блока 9 импульса "Переполнение" со счетчика 7 приводит к прекращению генерации циклов обнуления и переводит устройство из режима подготовки в режим адаптации, наЧиная обработку следующей реализации входного процесса, т.е. процесс работы повторяется.

Формула изобретения

Устройство подавления помех, содержащее генератор тактовых импульсов, блок формирования управляющих импульсов, вход тактовых импульсов которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый буферный регистр, соединенные последовательно делитель и второй буферный регистр, соединенные последовательно первый аналогоцифровой преобразователь и первый блок оперативной памяти, адресный вход которого соединен с цифровым выходом первого счетчика, о т л ичающее с я тем, что, с целью увеличения отношения мощности полезного сигнала к мощности помехи с несимметричным законом распределения плотности вероятности мгновенных значений и неизвестной мощностью, в него введены второй счетчик, входы начальной установки, счетных импульсов и управления записью которого соединены с выходом импульсов начальной установки, первым выходом счетных импульсов и выходом управления записью второго счетчика блока формирования управляющих импульсов соответственно, второй блок оперативной памяти, адресной вход которого соединен с выходом первого блока оперативной, памяти, вход данных соединен с цифровым выходом второго счетчика, вход "Выбор кристалла" соединен с первым выходом управления выбором кристалла блока

1589403

l0 формирования управляющих импульсов, вход управления записью-считыванием соединен с первым выходом управления записью-считыванием блока формирования управляющих импульсов, а выход соединен с первым входом делителя и входом данных второго счетчика, третий блок оперативной памяти, вход данных которого соединен с выходом первого буферного регистра, адресный вход соединен с выходом первого блока оперативной памяти, вход "Выбор кристалла" соединен. с первым выходом управления выбором кристалла блока фор- 15 мирования управляющих импульсов, вход управления записью-считыванием соединен с первым выходом управления записью-считыванием блока формирования управляющих импульсов, а выход соединен с вторым входом делителя, соединенные последовательно генератор пилот-сигнала, второй аналого-цифровой преобразователь, вход тактовых импульсов которого соединен с выходом 25 генератора тактовых импульсов, а вход управления преобразованием соединен с входом управления преббразованием первого аналого-цифрового преобразователя и выходом управления преобра- gp зованием блока формирования управляющих импульсов, и первый сумматор, другой вход которого соединен с выходом третьего блока оперативной памяти, а выход соединен с входом данного первого буферного регистра, соединенные последовательно блок стабилизации средней мощности, вход которого является входом устройства, и второй сумматор, другой вход которого соединен с выходом генератора пилот-сигнала, а выход соединен с сигнальным входом первого аналого-цифрового преобразователя, вход счетных импульсов первого счетчика соединен с вторым выходом счетных импульсов блока формирования управляющих импульсов, а выход сигнала переполнения соединен с входом сигнала смены режима работы блока формирования управляющих импульсов, выходы сигнала "Готовность данных" первого аналого-цифрового преобразователя соединен с входом запускающего импульса блока формирования управляющих импульсов, вход "Выбор кристалла" и вход управления записью-считыванием первого блока оперативной памяти соединены с вторым выходом управления выбором кристалла и с вторым выходом управления записьюсчитыванием блока формирования управI ляющих импульсов соответственно, вход управления записью второго буферного регистра, выход которого является выходом устройства, соединен с выходом сигнала управления записью второго буферного регистра блока формирования управляющих импульсов, вход начальной установки и вход считывания первого буферного регистра соединены с выходом начальной установки и первым выходом счетных импульсов блока формирования управляющих импульсов соответственно.

1589403

Составитель Н.Мельников

Редактор А.Маковская Техред H.Äèäûê Корректор А.Обручар

Заказ 2548 Тираж 532 Подписное

ВБП1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101