Пристрій для оптимально узгодженої фільтрації сигналів

Номер патенту: 44479

Опубліковано: 12.10.2009

Автор: Туник Володимир Федотович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Пристрій для оптимально узгодженої фільтрації сигналів, який містить послідовно з'єднані блок віднімання, перший інтегратор та підсилювач у  разів, вихід якого з'єднано із другим входом блока віднімання, який відрізняється тим, що на виході блока віднімання уведено ізодромний блок, який містить підсилювач у  разів та послідовно з'єднані другий інтегратор, підсилювач у  разів і суматор, другий вхід якого з'єднано з виходом підсилювача у  разів, вхід якого з'єднано зі входом другого інтегратора.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що максимум відношення сигнал - перешкода одержується шляхом підбору оптимального постійного значення коефіцієнтів підсилення  і .

Текст

1. Пристрій для оптимально узгодженої фільтрації сигналів, який містить послідовно з'єднані блок віднімання, перший інтегратор та підсилювач у K1 разів, вихід якого з'єднано із другим входом блока віднімання, який відрізняється тим, що на 2 (19) 1 3 Технічною задачею, яка вирішується корисною моделлю, є задача одержання значно більш ефективного та простого пристрою для слідкування саме за зміщеннями активного спектра сигналів виміряної інформації. Ця задача вирішується пристроєм для оптимально узгодженої фільтрації сигналів, який містить послідовно з'єднані блок віднімання, перший інтегратор та підсилювач у K1 разів, вихід якого з'єднано із другим входом блока віднімання. Відрізняється цей пристрій тим, що на виході блока віднімання уведено відомий ізодромний блок, який містить підсилювач у K 2 разів та послідовно з'єднані другий інтегратор, підсилювач у K 3 разів і суматор, другий вхід якого з'єднано з виходом підсилювача у K 2 разів, вхід якого з'єднано зі входом другого інтегратора. Відрізняється цей пристрій також і тим, що оптимальний максимум відношення сигнал - перешкода одержується шляхом підбору постійного значення коефіцієнтів підсилення K1, K 2 і K 3 . На кресленні, що додається, наведена структурна електрична схема запропонованого пристрою, на якому позначено блок віднімання 1, іподромний блок 2, перший інтегратор 3, підсилювач 4 у K1 разів, підсилювач 5 у K 2 разів, другий інтегратор 6, підсилювач 7 у K 3 разів і суматор 8. Входом запропонованого пристрою є вхід блока віднімання 1, а виходом - вихід підсилювача 4. Цей вихід з'єднаний із другим входом блока віднімання 1, вихід якого з'єднано зі входом ізодромного блока 2, тобто - з об'єднаним входом підсилювача 5 і інтегратора 6, який послідовно з'єднано з підсилювачем 7 і суматором 8, другий вхід якого з'єднано з виходом підсилювача 5. Вихід суматора 8, тобто вихід ізодромного блока 2 з'єднано зі входом інтегратора 3, вихід якого з'єднано із входом підсилювача 4. Працює запропонований пристрій таким чином: Нехай напруга u1(t ) , що надходить на вхід запропонованого пристрою, відповідає виміряній інформації про довільний нестаціонарний процес, наприклад, звуковий сигнал, чи процес зміни струму у контактному проводі при русі електропоїзда, чи процес гальмування локомотива і інші процеси в загальному випадку разом з перешкодами. У початковий момент після підключення зазначеної напруги чи з появою звуку після чергової паузи, коли зовнішнє діяння являє собою короткий імпульс, широкосмуговий спектр якого є суцільним і однорідним, на виході пристрою ще не встигає з'явитися напруга u2 (t ) , тому зворотний зв'язок виявляється відключеним і пристрій працює в режимі стаціонарного фільтра із відповідною початковою настройкою. 44479 4 У цьому випадку операторна передаточна фуK нкція (ПФ) пристрою має вигляд: K1(p) = K 2 (p) 1 , p K 2p + K 3 де K 2 (p) = є ПФ ізодромного блока 2. p Такий режим буде продовжуватися доти, поки на виході підсилювача 4 не з'явиться напруга u2 (t ) перехідного процесу. Тоді на виході блока віднімання 1 з'явиться напруга похибки Du(t ) u1(t ) - u2 (t ) . Так починається перехідний = процес захоплення вхідним сигналом запропонованого фільтра, який тепер став слідкувальним (самонастроювальним) фільтром (СФ). Принцип дії будь якої слідкувальної системи засновано на досягненні мінімальної похибки Du(t ) . При цьому, можна показати, ПФ запропонованого фільтра СФ має вигляд (K 2p + K 3 )K1 . З цього виразу виходить, = K (p ) P 2 + pK 2K1 + K 3K1 що цей СФ є потрібним саме смуговим фільтром, початкова настройка якого залежить лише від значень коефіцієнтів K1, K 2 і K 3 підсилювачів відповідно 4, 5 і 7, що дозволяє одержати у процесі самонастройки виділення у кожен момент часу необхідну активну вузьку смугу частот. Отже, саме такий фільтр є досить точним СФ, напруга u2 (t ) на виході якого практично дорівнює вхідній напрузі u1(t ) . Це означає що, оскільки СФ є лінійним фільтром і в ньому не міститься додаткових джерел коливання іншої частоти, то сигнали на його вході і виході не можуть відрізнятися один від іншого ні лише за формою, але також і за спектральною частотою. Проте, з точки зору функціонування загальних систем автоматичного керування, такий СФ є астатичним фільтром другого порядку , який в усталеному режимі має певного значення постійну похибку лише за прискоренням, тобто Du(= 2a2 / K1K 3 , де a2 - один з коефіцієнтів фунt) кції апроксимації u1(t ) = a0 + a1t + a2t 2 вхідного сигналу на відрізках часу з найбільшою крутизною. Таким чином у запропонованому СФ шляхом підбору коефіцієнтів K1, K 2 і K 3 підсилювачів відповідно 4, 5 і 7 дійсно досягається оптимально узгоджена фільтрація активного (не загального) спектра сигналів, тобто одержується оптимальний максимум відношення сигнал - перешкода. Численні експерименти різноманітних комп'ютерних моделей цілком підтвердили ефективність та реальну корисність запропонованого фільтра. 5 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 44479 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Device for optimum signal matched filtering

Автори англійською

Tunyk Volodymyr Fedotovych

Назва патенту російською

Устройство для оптимального согласования фильтрации сигналов

Автори російською

Туник Владимир Федотович

МПК / Мітки

МПК: H03H 21/00

Мітки: оптимальної, сигналів, фільтрації, узгодженої, пристрій

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-44479-pristrijj-dlya-optimalno-uzgodzheno-filtraci-signaliv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій для оптимально узгодженої фільтрації сигналів</a>

Подібні патенти