Пристрій адаптивного управління порогом вимірювання амплітуди вхідного потоку сигналів

Пристрій адаптивного управління порогом вимірювання амплітуди вхідного потоку сигналів, що містить підсилювач з регульованим коефіцієн 38860 вихідних си гналів подільника та першого пікового детектора, компаратор, що порівнює вихідний сигнал другого пікового детектора з пороговим рівнем, комутатор, що управляється вихідним сигналом компаратора і пропускає на вихід або сигнал першого пікового детектора, або вихідний сигнал перемножувала, та схема регулювання робочої точки та напруги живлення вихідного каскаду підсилювача. Дана схема використовує, по-перше, лінію затримки, що зменшує величину перехідного процесу регулювання; по-друге, використовує як керуючий - і вихідний сигнал, тобто, побудована як система регулювання із зворотним зв'язком, що поліпшує якість регулювання коефіцієнтом передачі підсилювача. Недоліками такої системи автоматичного регулювання підсилення є її складність, невеликий динамічний діапазон вхідних сигналів, зумовлений обмеженістю діапазону вихідних сигналів подільника, а також низька точність стабілізації амплітуди вихідного сигналу системи автоматичного регулювання підсилення при обробці імпульсних вхідних сигналів з тривалістю, що порівняна з величиною затримки сигналу в лінії затримки. Найбільш близьким за суттю до пристрою, що пропонується, є пристрій автоматичного регулювання підсилення (Пат. Росії, № 2022451, МПК5 H03G3/20, 1994), що містить підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення, вимірювач дисперсії, який приєднаний до виходу підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення, N компараторів, інформаційні входи яких з'єднані з виходом вимірювача дисперсії, а на опорні входи заведено порогові сигналі, обрані певним чином, перетворювач кодів, цифровий інтегратор та цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП). Пристрій автоматичного регулювання підсилення працює наступним чином. На вхід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення надходить сигнал U1 і з його виходу надходить на блок оцінки дисперсії. Цей сигнал являє собою адитивну суміш га усового шум у і імпульсної завади. Сигнал U2 на виході вимірювача дисперсії, який відповідає оціночному значенню дисперсії вхідного сигналу U1, надходить на інформаційні входи N компараторів. На опорні входи компараторів заведені порогові напруги Uoпi , які розділяють динамічний діапазон сигналу U2 на (N+1) зону, причому, завдяки нерівномірному розташуванню порогових напруг Uoпi, можливо досягнути такої апроксимації функції у = f(U2), що буде досягнутий деякий критерій якості, наприклад, вірогідність пропуску імпульсного сигналу або стабільна дисперсія сигналу на виході пристрою. В залежності від величини сигналу U2 на ви ходах компараторів встановлюється N-розрядний позиційний код, який визначає зону динамічного діапазону знаходження сигналу U2. Перетворювач кодів переводить N-розрядний позиційний код зони в М-розрядний двійковий код ступеню регулювання, який надходить на цифровий інтегратор (накопичуючий суматор), що виконує операції додавання М-розрядного двійчастого коду ступеню регулювання до вихідного коду стану цифрового інтегратора попереднього циклу регулювання. У випадку, коли сумарний результат ви ходить за максимальне чи мінімальне граничні значення, вихідний код цифрового інтегратору встановлюється, відповідно, в максимальне чи мінімальне значення. Після проходження через ЦАП код цифрового інтегратора перетворюється в аналогову напругу регулювання, яка надходить на керуючий вхід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення та, відповідно, змінює його коефіцієнт підсилення. Пристрій-прототип успішно працює в умовах дії імпульсних завад, але до недоліків його слід віднести складність формування N-розрядного позиційного коду зони при обробці широкого динамічного діапазону, тому як при цьому N значно зростає, крім того, такий спосіб цифрового інтегрування призводить до постійної зміни коду на виході цифрового інтегратора, а значить - відсутності стабільного вихідного сигналу, навіть при постійному вхідному сигналові. В основу винаходу поставлено задачу створення пристрою адаптивного управління порогом вимірювання амплітуди вхідного потоку сигналів, в якому забезпечено спрощення практичної реалізації, поліпшення точності стабілізації амплітуди вихідного сигналу. Це досягається тим, що у відомому пристрою адаптивного управління порогом вимірювання амплітуди вхідного потоку сигналів, що містить підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення, вхід якого є входом пристрою, а вихід - виходом пристрою, цифро-аналоговий перетворювач, ви хід якого з'єднаний з входом регулювання підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення, цифровий інтегратор, вихід якого з'єднаний з входом цифро-аналогового перетворювача, згідно з винаходом, вихід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення підключений до послідовно з'єднаних аналого-цифрового перетворювача і функціонального перетворювача код-код, вихід якого підключений до входу інтегратора. На фіг. 1 схематично зображений пристрій адаптивного управління порогом вимірювання амплітуди вхідного потоку сигналів, на фіг. 2 наведено приклад реалізації цифрового інтегратора, на фіг. 3 - один з можливих варіантів характеристики функціонального перетворювача код-код. Пристрій адаптивного управління порогом вимірювання амплітуди вхідного потоку сигналів складається з підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення 1, цифро-аналогового перетворювача 2, цифрового інтегратора 3, аналогоцифрового перетворювача 4, функціонального перетворювача код-код 5, вхід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення 1 є входом пристрою, вхід регулювання підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення 1 з'єднаний з виходом цифро-аналогового перетворювача 2, вихід підсилювача з регульованим коефіцієнтом підсилення 1 є виходом пристрою і з'єднаний з входом аналого-цифрового перетворювача 4, вихід аналого-цифрового перетворювача 4 з'єднаний з входом функціонального перетворювача код-код 5, вихід функціонального перетворювача код-код 5 з'єднаний з входом цифрового інтегратора 3, а вихід цифрового інтегратора З з'єднаний з входом цифро-аналогового перетворювача 2. 2 38860 Підсилювач з регульованим коефіцієнтом підсилення 1 призначений для підтримання за обраним критерієм заданої величини вихідного сигналу за допомогою відповідно змінюваного сигналу на вході регулювання. Цифро-аналоговий перетворювач 2 та аналого-цифровий перетворювач 4 призначені для узгодження форми представлення сигналів в тій частині пристрою, яка використовує ци фрову обробку. Цифровий інтегратор 3 є фільтром нижніх частот, за допомогою якого відфільтровуються високочастотні складові сигналу регулювання, а значить - і вихідного сигналу пристрою. Параметри цифрового інтегратора 3 визначають часові характеристики пристрою. На фіг. 2 наведено найпростіший цифровий інтегратор у вигляді накопичувального суматору, що складається з суматора та регістра, який являє собою лінію затримки вихідного сигналу суматора на один період тактової частоти. Функціональний перетворювач код-код 5 є основним елементом пристрою, який визначає точнісні характеристики пристрою, як то величину ви хідного сигналу пристрою та похибку підтримання цієї величини. Для ілюстрації на фіг. 3 представлено одну з можливих характеристик функціонального перетворювача код-код 5. Стабілізована величина вихідного сигналу пристрою відповідає вхідному кодові Nвx 0 , що знаходиться посередині інтервалу від Nвх -0 до Nвx +0 . Якщо вхідний код функціонального перетворювача код-код 5 менший Nвx -0, то ви хідний код функціонального перетворювача код-код 5 є величиною додатковою, залежить від різниці величини вхідного коду та Nвx 0 і при додаванні його до вихідного коду цифрового інтегратора 3 забезпечується відповідна корекція сигналу регулювання, тобто забезпечується від'ємний зворотний зв'язок. Аналогічним чином відбувається корекція сигналу регулювання у випадку, коли вхідний код функціонального перетворювача код-код 5 більший Nвx +0, при цьому вихідний код функціонального перетворювача код-код 5 є величиною від'ємною (доповнюваним). А у випадку, коли вхідний код Nвx 0 знаходиться посередині інтервалу від Nвx -0 до Nвx +0, на ви ході функціонального перетворювача код-код 5 формується нульове значення поправки, яка коректує, що призводить до незмінності сигналу регулювання. Таким чином, у запропонованому пристрої адаптивного управління порогом вимірювання амплітуди вхідного потоку сигналів формування цифрового коду з ви хідного сигналу пристрою відбувається простими стандартними методами (сучасні АЦП виконані у вигляді одного корпусу інтегральної мікросхеми), а необхідний критерій якості, наприклад, стабільна величина вихідного сигналу пристрою або задана вірогідность правильного виявлення, забезпечується за допомогою функціонального перетворювача код-код, який можливо виконати на одній інтегральній мікросхемі постійного запам'ятовуючого пристрою (ПЗП) з відповідним програмуванням. Відсутність нелінійної обробки цифрових сигналів дозволяє виконувати операції цифрових обчислень із сталою розрядною сіткою, необхідною для забезпечення необхідної точності визначення порогової величини чи забезпечення величини вихідного сигналу. Фіг. 1 3 38860 Фіг. 2 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4