Адаптивное пороговое устройство
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬ СТВУ
2788l4
Союа Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 21с, 46/50
Заявлено 06.I I.1969 (№ 1301809/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 21 VIII.1970. Бюллетень № 26
Дата опубликования описания 14.1.1971
МПК G 05Ь 13/02
УДК, 621.384.4.078 (088.8) Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
Я. 3. Цыпкин, Л. Е. Эпштейн и Ю. М. Дубина
Институт автоматики и телемеханики (технической кибернетики) Заявитель
АДАПТИВНОЕ ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО
Предлагаемое адаптивное пороговое устройство (АПУ) может быть использовано в системах автоматического управления и контроля, в телеметрии при выделении импульсов прямоугольной формы из смеси с помехой.
Известное АПУ содержит основной замкнутый контур, выполненный в виде двух элементов сравнения, коммутатора, блока с переменным коэффициентом усиления и интегратор с параллельно подключенным к нему диодом.
К недостаткам известного устройства относится то, что оно для своей работы требует знания априорной вероятности наличия сигнала, которая обычно неизвестна и может подвергаться изменениям, кроме того, оно обладает относительной сложностью схемы для устранения зоны нечувствительности.
Предлагаемое устройство отличается тем, что в нем дополнительно установлен второй замкнутый контур, выполненный в виде последовательного соединения одного элемента сравнения, коммутатора, блока с переменным коэффициентом усиления и интегратора, выход которого соединен с управляемым входом коммутатора основного замкнутого контура непосредственно и через последовательное соединение усилителя и диода — к первому входу первого элемента сравнения основного замкнутого контура, второй вход которого соединен с одним из входов второго элемента сравнения основного замкнутого контура и элемента сравнения второго контура, причем выход первого элемента сравнения основного замкнутого контура соединен с управляющим
5 входом коммутатора второго контура, а выход интегратора основного замкнутого контупа и первый вход элемента сравнения основIIcI о замкнутого контура соединены через дополнительно $ сгановленный диод.
10 Целью изобретения является уменьшение необходимой априор ой информации до минимума (известна л шь полярность полезного сигнала) и более простой способ ликвидации зоны нечувствительности.
II3 чертегке представлена блок-схема предла гаемого АПУ.
АПУ содержит два связанных замкнутых контура и схему для устранения зоны печувствигельпостп. Первый контур включает в себя элемент сравнения 1, на первый вход которого подается смесь сигнала с помехой X(t), IIB второй — напряжение порога U (t), выход элемента сравнения 1 подсоединен к управляющему входу коммутатора 2, на вход которо25 го подается оценка 5(t) амплитуды полезного сигнала со второго контура. Выход коммутатора 2 является выходом Z(t) АПУ и подключен ко второму входу второго элемента срав30 пения 8, на первый вход которого подано
278814
25
ЗО входное напряжение X(t), а выход подсоединен ко входу блока 4 с переменным коэффициентом усиления. С выхода блока 4 напряжение поступает иа интегратор о, параллельно которому подключен диод Д, в направлении, противоположном полярности полезного сигнала. Далее через диод Д выходное папря>кение интегратора о поступает на вход элемента сравнения 1.
Второй контур включает в себя элеменг сравнения б, на первый вход которого подает. ся входное напряжение — Х(), а на второй— оценка амплитуды. Выход элемента сравнения б поступает на вход коммутатора 7, который управляется выходным напряжением элемента сравнения 1. Выходное напряжение коммутатора 7, пройдя через блок 8 с переменным коэффициентом усиления, поступает на вход интегратора 9. Выход интегратора 9 помимо коммутатора 2 и элемента сравнения б подключен к усилителю 10. С усилителя 10 через диод Дз напряжение поступает на второй вход элемента сравнения 1. Усилитель 10 (коэффициент усиления равен /o) и диоды
Д и Дз образуют схему, устраняющую зону нечувствительности. Элементы сравнения l, 3 и б вычитают из напряжений первого входа напряжения второго входа. Коммутаторы 2 и
7 на своих выходах воспроизводят входные напряжения, если управляющее напряжение положительно, и нулевое напряжение, если— отрицательно. Блоки 4 и 8 имеют линейно уменьшающиеся коэффициенты передачи вида
Y(t) = где u — некоторая постоянная.
Диод Д> служит для предотвращения ухода порога в сторону, противоположную полярности полезного сигнала.
Работа схемы АПУ описывается уравнениями, являющимися непрерывным вариантом вероятностных итер ати вных методов.
Процесс установления порога в первом контуре АПУ подчиняется уравнению: и
= т (t) )." () — () 1 Р () — U. (t)7 где U„(t) — порог, й1
1+- 1
Х(/) — входная смесь сигнала с помехой, для Г 7) ! О, для f J(0, где () — Х (/) — U„(t), а S (/) — оценка амплитуды полезного сигнала, получаемая на выходе второго контура из соотношения — „, =- — т.() )Р(Π— И) 1Р(Π— U„(t))}
4
Согласно вероятностным итеративным методам для определения установившихся значений порога и оценки амплитуды, необходимо найти математическое ожидание выражений, стоящих в фигурных скобках, приравнять их нулю и совместно решить полученную систему уравнений.
Численные расчеты и экспериментальная проверка работы АПУ при некоторых распределениях вероятностей помехи для приемлемых с практической точки зрения отношений сигнал/помеха показали, что оценка амплитуды близка к амплигуде полезного сигнала, а величина порога — к получаемой по равенству вероятностей ложных тревог и пропусков.
Раоота схемы, устраняющей зону нечувствительности, описывается равенсгвом:
U„(t) = х U(t) (1) где U(t) — выходное напряжение интегратора первого контура.
Тем самым производится выбор большего из двух напряжений U(t) и — $(t)
Предмет изобретения
Адаптивное пороговое устройство для приемника импульсных сигналов, содержащее основной замкнутый контур, выполненный в виде двух элементов сравнения, коммутатора, блока с переменным коэффициентом усиления и интегратора с параллельно подключенным к нему диодом, отличающееся тем, что, с целью уменьшения зоны нечувствительности при малом уровне помех и минимальной априорной информации при автоматической установке порога, в нем дополнительно установлен второй замкнутый контур, выполненный в виде последовательного соединения одного элемента сравнения, коммутатора, блока с переменным коэффициентом усиления и интегратора, выход которого соединен с управляемым входом коммутатора основного замкнутого контура непосредственно и через последовательное соединение усилителя и диода — к первому входу первого элемента сравнения основного замкнутого контура, второй вход которого соединен с одним из входов второго элемента сравнения основного замкнутого контура и .элемента сравнения второго контура, причем выход первого элемента сравнения основного замкнутого контура соединен с управляющим входом коммутатора второго контура, а выход интегратора основного замкнутого контура и первый вход элемента сравнения основного замкнутого контура соединены через дополнительно установленный диод.
278814
Составитель А. Я. Лащев
Редактор Е. В. Семанова Техред Л. Я. Левина Корректор T. А. Уманец
Закаа 39 i 6/l9 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совегс Министров СССР
Москва, К-35, Раушская иаб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
