RU2111527C1 - Device which measures characteristics of masking noise signals - Google Patents
Device which measures characteristics of masking noise signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2111527C1 RU2111527C1 RU93014951A RU93014951A RU2111527C1 RU 2111527 C1 RU2111527 C1 RU 2111527C1 RU 93014951 A RU93014951 A RU 93014951A RU 93014951 A RU93014951 A RU 93014951A RU 2111527 C1 RU2111527 C1 RU 2111527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- output
- channel
- noise
- comparators
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники, конкретно к области контроля качества работы генератора низкочастотных шумовых сигналов, используемых, например, в качестве генераторов маскирующих помех. The invention relates to the field of radio engineering, specifically to the field of quality control of the generator of low-frequency noise signals used, for example, as generators of masking interference.
В задачах по маскированию полезных сигналов, затрудняющих их обнаружение и анализ, находят широкое применение шумовые сигналы. При маскировании каждого вида сигнала выбирают шумы такой структуры, которая позволяет решать задачу маскирования с наибольшей эффективностью [1]. Отсюда возникает задача выбора характера и параметров шумов, обеспечивающих их наибольшую эффективность, и задача поддерживания параметров маскирующих шумов в заданных пределах при эксплуатации генераторов шумовых сигналов. In the tasks of masking useful signals that impede their detection and analysis, noise signals are widely used. When masking each type of signal, noise of such a structure is selected that allows solving the masking problem with the greatest efficiency [1]. Hence, the problem arises of choosing the nature and parameters of the noise, ensuring their greatest efficiency, and the task of maintaining the parameters of masking noise within the specified limits during operation of noise signal generators.
Маскирующие свойства шумовых сигналов определяются их вероятностными характеристиками и спектральной структурой. Изменение параметров шума, отклонение этих параметров от заданных значений, определяющих маскирующие свойства, приводит к снижению эффекта маскирования и может стать причиной обнаружения и возможности выявления и восстановления маскирующих сигналов. The masking properties of noise signals are determined by their probabilistic characteristics and spectral structure. Changing the noise parameters, the deviation of these parameters from the preset values that determine the masking properties, reduces the masking effect and can cause detection and the possibility of detecting and recovering masking signals.
Основными параметрами шумов, определяющими их маскируемых свойства, является средняя мощность, спектр шумового сигнала, а также распределение плотности вероятности. The main parameters of noise, determining their masked properties, are the average power, the spectrum of the noise signal, and the probability density distribution.
Наиболее распространенными устройствами контроля шумовых сигналов являются встроенные устройства контроля средней мощности шумов. Они могут быть выполнены в аналоговом, аналого-цифровом и цифровом варианте с индикацией с помощью магнитоэлектрического прибора или цифрового индикатора. Общая структурная схема таких приборов состоит из выходного устройства, усилителя, квадpатоpа, усреднителя и индикатора [2, стр. 437]. Эти устройства компактны, не требуют наладочных и настроечных работ при включении генератора, обладают достаточной точностью в пределах заданных требований. The most common noise control devices are integrated mid-power noise control devices. They can be made in analog, analog-to-digital and digital versions with indication using a magnetoelectric device or digital indicator. The general structural diagram of such devices consists of an output device, an amplifier, a quadrator, an averager, and an indicator [2, p. 437]. These devices are compact, do not require adjustment and tuning work when the generator is turned on, they have sufficient accuracy within the specified requirements.
Общим и основным недостатком измерителей средней мощности является то, что они не дают информацию о спектральной структуре и характере распределения шумового сигнала. Эти приборы дают одинаковые показания при различной ширине спектра, в том числе и при гармонических сигналах, если мощности сигналов одинаковы, а спектр располагается в пределах полосы пропускания индикатора мощности. A common and main disadvantage of medium power meters is that they do not provide information on the spectral structure and nature of the distribution of the noise signal. These devices give the same readings for different spectral widths, including harmonic signals, if the signal powers are the same, and the spectrum is located within the bandwidth of the power indicator.
Наибольшую информацию о параметрах шумового сигнала дают коррелометры и анализаторы спектра. Существует большое количество схем этих приборов, промышленностью они выпускаются в виде контрольно-измерительной аппаратуры [2, стр. 440]. Эти приборы достаточно сложны, имеют большие габариты и практически не могут быть использованы в качестве встроенных приборов непрерывного контроля параметров шумового сигнала. Информацию о среднем значении, дисперсии и характере распределения шумов дают анализаторы распределения плотности вероятности случайных процессов. Принцип действия большинства этих устройств основан на измерении длительности или числа выбросов случайного процесса на заданном уровне в течение определенного времени [2, стр. 480]. Однако эти устройства также не дают информацию о спектральной характеристике шумовых сигналов. Тем не менее основные элементы и принципы работы этих устройств могут быть использованы при построении встроенных приборов непрерывного контроля средней мощности и спектра генерируемых шумовых сигналов. The greatest information about the parameters of the noise signal is provided by correlometers and spectrum analyzers. There are a large number of circuits of these devices; they are produced by industry in the form of instrumentation [2, p. 440]. These devices are quite complex, have large dimensions and can hardly be used as built-in devices for continuous monitoring of noise signal parameters. Information on the average value, variance and nature of the noise distribution is provided by the probability density analyzers of the probability density of random processes. The principle of operation of most of these devices is based on measuring the duration or number of emissions of a random process at a given level for a certain time [2, p. 480]. However, these devices also do not provide information about the spectral characteristics of noise signals. Nevertheless, the basic elements and principles of operation of these devices can be used in the construction of built-in devices for continuous monitoring of average power and the spectrum of generated noise signals.
Наиболее близким к заявляемому устройству по сути решаемой задачи является анализатор функции распределения, основанный на принципе анализа пересечения шумовым сигналом заданного уровня, содержащий компаратор, устройство установки опорного сигнала, формирующее устройство, осредняющее устройство и индикатор [2, рис. 9.22]. Устройство работает следующим образом [2]. Closest to the claimed device, in essence, the problem is a distribution function analyzer based on the principle of analyzing the intersection of a given level with a noise signal, containing a comparator, a reference signal setting device, a forming device, an averaging device and an indicator [2, Fig. 9.22]. The device operates as follows [2].
Анализируемое шумовое напряжение подается на вход компаратора, на опорном входе которого установлено опорное напряжение. При превышении напряжением шумов уровня опорного напряжения на выходе компаратора появляется напряжение, которое подается на вход формирующего устройства. В формирующем устройстве вырабатывается импульс с калиброванной амплитудой, длительность которого равна времени превышения шумовым напряжением опорного уровня. Калиброванные по амплитуде импульсы подаются на осредняющее устройство, напряжение на выходе которого пропорционально общему времени пребывания шумовых сигналов выше установленного порога в течение заданного интервала анализа на одном уровне. Сигнал с выхода осредняющего устройства поступает на индикатор и фиксируется там как значение функции распределения на заданном уровне. Полный анализ функции распределения получается путем анализе выбросов шумов на уровнях от нуля до максимального значения через интервалы, определяемые требуемой точностью анализа. Это устройство не дает информацию о спектре шумового сигнала. Кроме того для анализа функции распределения требуется большой интервал времени, а информация о средней мощности шумов может быть получена только путем выполнения дополнительных вычислений. The analyzed noise voltage is supplied to the input of the comparator, at the reference input of which the reference voltage is installed. When the noise voltage exceeds the reference voltage level, a voltage appears at the output of the comparator, which is fed to the input of the forming device. A pulse with a calibrated amplitude is generated in the forming device, the duration of which is equal to the time when the noise voltage exceeds the reference level. The amplitude-calibrated pulses are supplied to an averaging device, the output voltage of which is proportional to the total time the noise signals stay above a set threshold for a given analysis interval at the same level. The signal from the output of the averaging device goes to the indicator and is recorded there as the value of the distribution function at a given level. A complete analysis of the distribution function is obtained by analyzing noise emissions at levels from zero to the maximum value at intervals determined by the required accuracy of the analysis. This device does not provide noise spectrum information. In addition, a large time interval is required to analyze the distribution function, and information on the average noise power can be obtained only by performing additional calculations.
Таким образом, недостатком описанного устройства являются ограниченные функциональные возможности - малое число одновременно контролируемых параметров сигнала и необходимость большого времени контроля для получения достоверных результатов. Thus, the disadvantage of the described device is limited functionality - a small number of simultaneously monitored signal parameters and the need for a long monitoring time to obtain reliable results.
Задача изобретения - снижение указанных недостатков, т.е. расширение функциональных возможностей и уменьшение времени, необходимого для получения достоверных сведений для наиболее применяемых при маскировании шумов с гауссовым, показательным и рэлеевским законами распределения плотности вероятности. The objective of the invention is the reduction of these disadvantages, i.e. expanding functionality and reducing the time required to obtain reliable information for the noise most commonly used in masking with Gaussian, exponential, and Rayleigh laws of probability density distribution.
Поставленная задача решается тем, что в известное устройство контроля параметров генератора маскирующих гауссовых шумовых сигналов, основанных на принципе анализа числа пересечений шумами заданного уровня, содержащее аналоговый компаратор, источник опорного напряжения и индикатор на выходе, внесены следующие существенные изменения и дополнения, а именно: в него введены таймер, элемент И, ключевой элемент запрета, индикатор, два аналоговых компаратора, три счетчика, три пары цифровых компараторов, в каждой из которых один компаратор настроен на нижнее, второй - на верхнее заранее заданные числа срабатывания, выходы которых соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами сумматора соответствующего канала, выход сумматора подключен к информационным выходам элементов И и запрета своего канала, выходы которых подключены к выходам запоминающего триггера соответствующего канала, выходы запоминающих триггеров соединены с входами элемента И, выход которого подключен ко входу индикатора, выход таймера соединен со входами сброса счетчиков, управляющими входами элементов И и запрета всех каналов обработки информации и через дифференцирующие цепи со входами сброса сумматоров, опорные входы двух аналоговых компараторов соединены с разнополярными выходами источника опорного напряжения, опорный вход третьего аналогового компаратора соединен с шиной нулевого потенциала, значения нижних и верхних границ счета в цифровых компараторах выбраны в соответствии с соотношениями:
где
Nн - нижняя граница счета в цифровом компараторе;
Nв - верхняя граница счета в цифровом компараторе;
r''(о) - значение второй производной коэффициента корреляции шумового сигнала при нулевом сдвиге времени корреляции;
H - уровень опорного напряжения;
σ - среднеквадратическое значение шумового сигнала;
ε - отклонение числа пересечений от среднего значения за время одного интервала счета, определяемое по выбранной доверительной вероятности;
T - интервал счета.The problem is solved in that in the known device for controlling the parameters of a generator of masking Gaussian noise signals, based on the principle of analyzing the number of noise intersections of a given level, containing an analog comparator, a reference voltage source and an output indicator, the following significant changes and additions have been made, namely: a timer, an And element, a key prohibition element, an indicator, two analog comparators, three counters, three pairs of digital comparators, each of which has one comparator on triplets to the lower, second to the upper, predetermined operation numbers, the outputs of which are connected respectively to the subtracting and summing inputs of the adder of the corresponding channel, the output of the adder is connected to the information outputs of the elements And and the ban of its channel, the outputs of which are connected to the outputs of the memory trigger of the corresponding channel, the outputs memory triggers are connected to the inputs of the AND element, the output of which is connected to the indicator input, the timer output is connected to the counter reset inputs that control the inputs elements and the prohibition of all information processing channels and through differentiating circuits with reset inputs of the adders, the reference inputs of two analog comparators are connected to the bipolar outputs of the reference voltage source, the reference input of the third analog comparator is connected to the zero potential bus, the values of the lower and upper limits of the count in digital comparators selected in accordance with the ratios:
Where
N n - the lower limit of the account in the digital comparator;
N in - the upper limit of the account in the digital comparator;
r '' (o) is the value of the second derivative of the correlation coefficient of the noise signal at a zero shift of the correlation time;
H is the level of the reference voltage;
σ is the rms value of the noise signal;
ε is the deviation of the number of intersections from the average value during one counting interval, determined by the selected confidence probability;
T is the counting interval.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема устройства контроля параметров гауссовых шумовых сигналов. На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - устройство контроля параметров гауссовых шумовых сигналов; 2 - выход контролируемых гауссовых шумовых сигналов; 3, 4, 5 - аналоговые компараторы; 6 - источник опорного напряжения аналоговых компараторов; 7, 8, 9 - счетчики; 10, 12, 14 - цифровые компараторы нижней границы счета; 11, 13, 15 - цифровые компараторы верхней границы счета; 16, 17, 18 - запоминающие устройства; 19 - элемент И (схема) совпадений; 20 - индикатор; 21 - таймер; 22 - суммирующие входы запоминающих устройств; 23 - вычитающие входы запоминающих устройств; 24 - сумматоры; 25 - элементы (ключевые схемы) И; 26 - элементы (схемы) запрета; 27 - дифференцирующие цепи; 28 - запоминающие триггеры; 29 - выход сигнала таймера в запоминающие устройства. The essence of the proposed device is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of a device for monitoring the parameters of Gaussian noise signals. The following notation is adopted in the drawing: 1 - device for monitoring the parameters of Gaussian noise signals; 2 - output of controlled Gaussian noise signals; 3, 4, 5 - analog comparators; 6 - reference voltage source of analog comparators; 7, 8, 9 - counters; 10, 12, 14 - digital comparators of the lower border of the account; 11, 13, 15 - digital comparators of the upper limit of the account; 16, 17, 18 - storage devices; 19 - element And (scheme) matches; 20 - indicator; 21 - timer; 22 - summing inputs of storage devices; 23 - subtracting inputs of storage devices; 24 - adders; 25 - elements (key schemes) AND; 26 - elements (schemes) of the ban; 27 - differentiating chains; 28 - memory triggers; 29 - output of the timer signal to the storage device.
Устройство на чертеже имеет сигнальный вход 2, соединенный со входами трех аналоговых компараторов 3, 4, 5. Опорный вход компаратора 3 подключен к шине нулевого потенциала, а к опорным входам аналоговых компараторов 4, 5 подключены выходы источника опорного напряжения 6. Выходы аналоговых компараторов 3, 4, 5 подключены, соответственно, ко входам счетчиков 7, 8, 9. Выходы счетчиков 7, 8, 9 подключены, соответственно ко входам пар цифровых компараторов 10 и 11, 12 и 13, 14 и 15. Выходы цифровых компараторов верхней границы счета 11, 13, 15 подключены, соответственно к вычитающим входам сумматоров 24 запоминающих устройств 16, 17, 18, а выходы цифровых компараторов нижней границы счета 10, 12, 14 подключены, соответственно к суммирующим входам 22 сумматоров 24 запоминающих устройств 16, 17, 18. Выходы всех запоминающих триггеров 28 запоминающих устройств 16, 17, 18 подключены ко входам схемы совпадения 19, выходы которого соединены со входом светового индикатора 20. Выход таймера 21 подключен ко входам сброса счетчиков 7, 8, 9 и ко входам ключевых схем 25, 26 запоминающих устройств 16, 17, 18 и через дифференцирующие цепи 27 ко входам сброса сумматоров 24 запоминающих устройств 16, 17, 18,
Принцип работы устройства основан на использовании связи между числом пересечений шумовым напряжением заданного уровня и средней мощностью шума, а также связи между числом пересечений и среднеквадратическим значением частоты спектральной плотности.The device in the drawing has a signal input 2 connected to the inputs of three analog comparators 3, 4, 5. The reference input of the comparator 3 is connected to the zero potential bus, and the outputs of the reference voltage source 6 are connected to the reference inputs of the analog comparators 4. The outputs of the analog comparators 3 , 4, 5 are connected, respectively, to the inputs of the counters 7, 8, 9. The outputs of the counters 7, 8, 9 are connected, respectively, to the inputs of the pairs of digital comparators 10 and 11, 12 and 13, 14 and 15. The outputs of the digital comparators of the upper limit of the count 11, 13, 15 are connected, respectively to the subtracting inputs of the adders 24 of the memory devices 16, 17, 18, and the outputs of the digital comparators of the lower boundary of the counts 10, 12, 14 are connected, respectively, to the summing inputs of the 22 adders 24 of the memory devices 16, 17, 18. The outputs of all memory triggers 28 of the memory devices 16 , 17, 18 are connected to the inputs of the matching circuit 19, the outputs of which are connected to the input of the indicator light 20. The output of the timer 21 is connected to the reset inputs of the counters 7, 8, 9 and to the inputs of the key circuits 25, 26 of the memory devices 16, 17, 18 and through differentiating circuits 27 to the inputs resetting adders 24 storage devices 16, 17, 18,
The principle of operation of the device is based on the use of the relationship between the number of crossings by the noise voltage of a given level and the average noise power, as well as the relationship between the number of crossings and the root mean square frequency of the spectral density.
Ниже приводятся основные положения указанной связи. Среднее число пересечений уровня H в единицу времени стационарным гауссовским случайным процессом со средним значением m = 0 и дисперсией σ2 определяется выражением [3]:
где
H - уровень, на котором отсчитывается число пересечений;
r''(o) - вторая производная от коэффициента корреляции случайного процесса при τ=0 ;
σ2 - дисперсия стационарного нормального процесса.The following are the main points of this relationship. The average number of intersections of level H per unit time by a stationary Gaussian random process with an average value of m = 0 and a variance of σ 2 is determined by the expression [3]:
Where
H is the level at which the number of intersections is counted;
r '' (o) is the second derivative of the correlation coefficient of the random process at τ = 0;
σ 2 is the variance of the stationary normal process.
При решении задач маскирования сигналов шумами набольшее применение находят шумы с коэффициентами корреляции следующих видов:
Вторые производные этих коэффициентов корреляции при τ = 0, соответственно, равны:
где
Δf - эффективная ширина спектра шумового сигнала.When solving noise masking problems, noise with the correlation coefficients of the following types is most widely used:
The second derivatives of these correlation coefficients at τ = 0, respectively, are equal to:
Where
Δf is the effective spectral width of the noise signal.
Вид коэффициента корреляции и эффективная полоса шумов определяются формирующими фильтрами генераторов шумовых сигналов. The form of the correlation coefficient and the effective noise band are determined by the shaping filters of the noise signal generators.
В заявляемом устройстве предлагается получить оценки дисперсии путем подсчета числа пересечений на трех уровнях - положительном H1, отрицательном H2 и нулевом H3 уровнях.The inventive device proposes to obtain dispersion estimates by counting the number of intersections at three levels - positive H 1 , negative H 2 and zero H 3 levels.
Средние значения пересечений H1, H2, H3 стационарным гауссовым процессом и дисперсия процесса σ2 при среднем значении процесса, равном нулю, связаны соотношениями:
На практике число пересечений оценивается за конечный интервал времени и полученная оценка среднего числа пересечений в единицу времени является случайной величиной. С увеличением непрерывного времени наблюдения T число пересечений на уровнях H ≤ 36 будет стремиться к значению 
In practice, the number of intersections is estimated over a finite time interval, and the resulting estimate of the average number of intersections per unit time is a random variable. With increasing continuous observation time T, the number of intersections at levels H ≤ 36 will tend to
Отношение среднеквадратического отклонения числа пересечений за интервал времени T к среднему числу пересечений на этом интервале определяется следующим выражением [5]:
где
Ввиду того, что число пересечений в течение заданного интервала T является случайным, при оценке дисперсии шума по количеству числа пересечений необходимо задаваться доверительным интервалом, который будет определять нижнюю и верхнюю границы счета пересечений в течение времени T.The ratio of the standard deviation of the number of intersections for the time interval T to the average number of intersections in this interval is determined by the following expression [5]:
Where
Due to the fact that the number of intersections during a given interval T is random, when estimating the noise variance by the number of intersections, it is necessary to specify a confidence interval that will determine the lower and upper boundaries of the intersection count over time T.
Вероятность того, что число пересечений в интервале времени T будет находиться в пределах
определяется выражением
где
- отклонение оценки 
defined by the expression
Where
- grade deviation
Задаваясь доверительной вероятностью, например P = 0,95, определяем:
Зная величину ε, определяем нижнюю и верхнюю границы счета числа пересечений за интервал T:
Значения 
Knowing the value of ε, we determine the lower and upper boundaries of the count of the number of intersections for the interval T:
Values
Из рассмотренного выше следует, что если в одном цикле счета число пересечений случайным процессом уровней H1 находится в пределах Nн - Nв, то средняя мощность шумов равна расчетному значению.From the above it follows that if, in a single counting cycle, the number of intersections of levels H 1 by a random process is in the range of N n - N in , then the average noise power is equal to the calculated value.
Среднее число выбросов стационарного случайного процесса несет информацию и о среднеквадратической частоте f, случайного процесса, которая определяет расстояние составляющих спектральной плотности случайного процесса относительно нулевой частоты. Применительно к низкочастотным стационарным процессам средняя квадратическая частота характеризует эффективную ширину спектральной плотности. The average number of outliers of a stationary random process carries information about the mean square frequency f, a random process that determines the distance of the components of the spectral density of a random process relative to the zero frequency. In relation to low-frequency stationary processes, the mean square frequency characterizes the effective width of the spectral density.
Величина f случайного процесса с нулевым средним значением и среднее число пересечений на нулевом уровне связаны следующими отношениями:
где
k - коэффициент, определяемый видом коэффициента корреляции.The value f of a random process with zero mean value and the average number of intersections at the zero level are related by the following relations:
Where
k is the coefficient determined by the type of correlation coefficient.
Применительно к гауссовскому случайному процессу средняя квадратическая частота совпадает со средним числом пересечений на нулевом уровне [3]. As applied to a Gaussian random process, the mean square frequency coincides with the average number of intersections at the zero level [3].
Из изложенного выше следует, что, контролируя среднее число пересечений случайным процессом в течение определенного интервала времени, можно контролировать среднюю мощность и среднеквадратическую частоту стационарного случайного процесса. From the above it follows that by controlling the average number of crossings by a random process over a certain time interval, it is possible to control the average power and the rms frequency of the stationary random process.
В предлагаемом устройстве контроль параметров гауссовых шумовых сигналов на выходе генератора осуществляется одновременно по трем каналам: в двух каналах с опорными сигналами, отличными от нуля, равными по величине и противоположными по знаку, контролируется значение средней мощности и симметрия закона распределения, а в канале с опорным сигналом, равном нулю, контролируется ширина спектра шумовых сигналов. In the proposed device, the parameters of the Gaussian noise signals at the generator output are controlled simultaneously in three channels: in two channels with reference signals that are non-zero, equal in magnitude and opposite in sign, the average power value and the symmetry of the distribution law are controlled, and in the channel with the reference a signal equal to zero controls the width of the spectrum of noise signals.
Устройство на чертеже работает следующим образом. Перед включением генератора шумов на таймере 21 устройства 1, представляющем генератор последовательности импульсов, устанавливают требуемое значение интервала последовательности, на опорных входах аналоговых компараторов 4 и 5 устанавливают равные по величине и противоположные по знаку опорные напряжения в пределах от одного до двух величин среднеквадратического значения напряжения шумового сигнала. На цифровых компараторах 10 - 15 устанавливают значения нижних и верхних границ счета числа пересечений согласно расчетным формулам. Импульсы от таймера сбрасывают счетчик и сумматор запоминающих устройств. The device in the drawing works as follows. Before turning on the noise generator, on the timer 21 of the device 1 representing the pulse sequence generator, the required value of the sequence interval is set, at the reference inputs of the analog comparators 4 and 5, the reference voltages are equal in magnitude and opposite in sign in the range from one to two rms values of the noise voltage signal. On digital comparators 10 - 15, the values of the lower and upper boundaries of the count of the number of intersections are set according to the calculation formulas. Pulses from the timer reset the counter and the adder storage devices.
При включении генератора шумов шумовые сигналы поступают на сигнальные входы аналоговых компараторов 3, 4, 5, где происходит сравнение их с опорными напряжениями. When the noise generator is turned on, noise signals are fed to the signal inputs of analog comparators 3, 4, 5, where they are compared with reference voltages.
При превышении шумового сигнала над опорным на выходах аналоговых компараторов образуются кратковременные импульсы, которые поступают на счетные входы соответствующих счетчиков числа пересечений 7, 8, 9. Выходы счетчиков подключены ко входам цифровых компараторов 10 - 15, где происходит сравнение содержимого счетчиков с записанными числами, соответствующими нижней и верхней границам счета. В тот момент, когда числа импульсов, насчитанных счетчиками, становятся равными нижним границам счета, на выходах цифровых компараторов нижней границы счета 10, 12, 14 возникают импульсы, которые поступают на суммирующие входы 22 сумматоров 24 запоминающих устройств 16, 17, 18. При этом на выходах сумматоров запоминающих устройств устанавливаются высокие уровни напряжения. When the noise signal exceeds the reference signal, short-term pulses are generated at the outputs of the analog comparators, which arrive at the counting inputs of the corresponding counters of the number of intersections 7, 8, 9. The outputs of the counters are connected to the inputs of the digital comparators 10-15, where the contents of the counters are compared with the recorded numbers corresponding to lower and upper bounds of the account. At that moment, when the number of pulses counted by the counters becomes equal to the lower limits of the count, pulses appear at the outputs of the digital comparators of the lower bounds of the count 10, 12, 14, which arrive at the summing inputs of 22 adders 24 of the storage devices 16, 17, 18. At the same time high voltage levels are set at the outputs of the storage adders.
Если до конца интервала счета, определяемого очередным импульсом таймера 21, число импульсов, поступающих на счетчики, ни в одном из счетчиков не достигло верхней границы счета, то указанный очередной импульс от таймера, проходя через ключевую схему И 25, на втором входе которого имеется высокий уровень выхода сумматора 24, переводит выход запоминающего триггера 28 в состояние высокого уровня. Этот же импульс таймера, через дифференцирующую цепочку 27, задним фронтом переводит выход сумматора 24 в состояние низкого уровня. If until the end of the counting interval determined by the next pulse of timer 21, the number of pulses arriving at the counters in none of the counters reached the upper limit of the count, then the specified next pulse from the timer, passing through the key circuit And 25, at the second input of which there is a high the output level of the adder 24, puts the output of the storage trigger 28 in a high level state. The same timer pulse, through a differentiating chain 27, traverses the output of the adder 24 to a low state by a trailing edge.
При установлении высоких уровней на выходах всех трех запоминающих триггеров 28 запоминающих устройств 16, 17, 18 на выходе схемы совпадения 19 возникает напряжение высокого уровня и на индикаторе 20, к которому подключен выход схемы совпадения, появляется световой сигнал. When high levels are established at the outputs of all three memory triggers 28 of the memory devices 16, 17, 18, a high level voltage appears at the output of the matching circuit 19 and a light signal appears on the indicator 20 to which the output of the matching circuit is connected.
Если в одном из циклов счета число импульсов хотя бы на одном из счетчиков не достигнет значения нижней границы счета, то выход соответствующего сумматора на момент окончания цикла счета будет в положении "низкий уровень", и импульс таймера через ключевую схему запрета 26 на выходе запоминающего триггера 28 установит низкий уровень. Соответственно, на выходе схемы совпадения 19 будет низкий уровень, и свет в индикаторе 20 погаснет. If in one of the counting cycles the number of pulses at least on one of the counters does not reach the value of the lower counting limit, then the output of the corresponding adder at the end of the counting cycle will be in the “low level” position, and the timer pulse through the key inhibit circuit 26 at the output of the memory trigger 28 will set the low. Accordingly, the output of the matching circuit 19 will be low, and the light in the indicator 20 will turn off.
В том случае, когда число импульсов на каком-нибудь счетчике или на всех счетчиках превысит значения верхней границы счета, импульс из цифрового компаратора верхней границы счета, поступающий на вычитающий вход 23 сумматора 24 запоминающего устройства переведет выход сумматора в состояние "низкий уровень", а импульс таймера в конце цикла счета через ключевую схему запрета 26 переведет выход запоминающего триггера 28 в состояние низкого уровня. Соответственно, будет низкий уровень на выходе схемы совпадения 19, и счет в индикаторе погаснет. In the case when the number of pulses at any counter or at all counters exceeds the values of the upper limit of the count, the pulse from the digital comparator of the upper limit of the count fed to the subtracting input 23 of the adder 24 of the storage device will transfer the output of the adder to the "low level", and a timer pulse at the end of the counting cycle through the key inhibit circuit 26 will transfer the output of the memory trigger 28 to a low state. Accordingly, there will be a low level at the output of coincidence circuit 19, and the count in the indicator will go out.
Таким образом, если число импульсов, накопленных в одном цикле счета между двумя соседними импульсами таймера, во всех трех счетчиках находится в заданных пределах, то есть больше нижней и меньше верхней границ счета, то световой сигнал индикатора не погаснет и свидетельствует о том, что средняя мощность шумов на выходе генератора, симметрия закона распределения шумов и их среднеквадратическая частота находятся в заданных пределах. Thus, if the number of pulses accumulated in one counting cycle between two adjacent timer pulses in all three counters is within the specified limits, that is, more than the lower and lower upper counts, the indicator light will not go out and indicates that the average the noise power at the output of the generator, the symmetry of the noise distribution law and their rms frequency are within specified limits.
Ниже приводится оценка погрешности контроля мощности и ширины спектра гауссовых шумовых сигналов при следующих исходных предположениях:
а) уровень опорного сигнала H равен среднеквадратическому значению напряжения шумовых сигналов H=σ;
б) эффективная ширина спектра шумовых сигналов
Δf=104 Гц;
в) коэффициент корреляции имеет вид
г) интервал отсчетов T = 200 мсек.The following is an estimate of the error in controlling the power and spectrum width of Gaussian noise signals under the following initial assumptions:
a) the level of the reference signal H is equal to the rms value of the voltage of the noise signals H = σ;
b) the effective width of the spectrum of noise signals
Δf = 10 4 Hz;
c) the correlation coefficient has the form
d) interval of readings T = 200 ms.
Погрешность оценки мощности шумовых сигналов за счет отклонения числа пересечений шумами опорного уровня будет равна
Здесь Pш=σ2. При H=σ и Pш = H2
из выражения (1) получаем:
Максимальное отклонение числа пересечений ΔN , установленное в цифровых компараторах верхней и нижней границы при доверительной вероятности 0,95, будет равно:
По формулам (4) находим:
Подставив исходные величины в выражение (4) получаем:
Here P w = σ 2 . When H = σ and P W = H 2
from the expression (1) we obtain:
The maximum deviation of the number of intersections ΔN, established in the digital comparators of the upper and lower boundaries with a confidence probability of 0.95, will be equal to:
By formulas (4) we find:
Substituting the initial values in the expression (4) we obtain:
Окончательно находим максимальную погрешность контроля мощности:
ΔPш= 0,032Pш , ,
то есть максимальная погрешность равна 3,2%.Finally, we find the maximum power control error:
ΔP w = 0,032P w ,,
that is, the maximum error is 3.2%.
Предлагаемое устройство не содержит элементов, не освоенных промышленностью. Устройство может быть реализовано как в виде отдельного, так и в виде встроенного прибора. На Государственном научно-производственном предприятии "ИНФОРМАКУСТИКА" устройство реализовано авторами заявки в виде цифрового устройства контроля гауссовых шумовых сигналов. The proposed device does not contain elements not mastered by industry. The device can be implemented both as a stand-alone device or as an integrated device. At the State Research and Production Enterprise "INFORMACUSTIKA" the device was implemented by the authors of the application in the form of a digital device for monitoring Gaussian noise signals.
Источники информации. Sources of information.
1. Вакин С. А. , Шустов Л.Н. Основы радиопротиводействия и радиотехнической разведки. М.: - "Сов. Радио" 1966 г. 448 с. 1. Vakin S. A., Shustov L.N. Fundamentals of radio countermeasures and radio intelligence. M .: - "Sov. Radio" 1966 448 p.
2. Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. - М.: Энергия, 1974, 600 с. 2. Mirsky G.Ya. Radio-electronic measurements. - M .: Energy, 1974, 600 p.
3. Тихонов В.И. Нелинейные преобразования случайных процессов. М.: Радио и связь, 1986, 296 с. 3. Tikhonov V.I. Nonlinear transformations of random processes. M .: Radio and communications, 1986, 296 p.
4. Фомин А.Я. Теория выбросов случайных процессов, М.: Связь, 1980, 216 с. 4. Fomin A.Ya. Theory of emissions of random processes, M .: Communication, 1980, 216 p.
5. Куликов Е.И. Методы измерения случайных процессов. М.: Радио и связь, 1986, 272 с. 5. Kulikov E.I. Methods for measuring random processes. M .: Radio and communications, 1986, 272 p.
6. Венцель Е.С. Теория вероятности, изд. 4 - М.: Наука, 1969, 576 с. 6. Wenzel E.S. Probability Theory, ed. 4 - M .: Nauka, 1969, 576 p.
Claims (1)
где Nн - нижняя граница счета в цифровом компараторе;
Nв - верхняя граница счета в цифровом компараторе;
r''(0) - значение второй производной коэффициента корреляции шумового сигнала при нулевом сдвиге времени корреляции;
Н -уровень опорного напряжения;
σ - среднеквадратическое значение шумового сигнала;
ε - отклонение числа пересечений от среднего значения за время одного интервала счета, определяемое по выбранной доверительной вероятности;
Т - интервал счета.A device for monitoring the parameters of a generator of masking noise signals, containing information processing channels, each of which consists of an analog comparator, AND elements and a ban and a trigger, and a reference voltage source, the output of which is connected to the reference inputs of the analog comparators of the first and second channels, information inputs of analog comparators of all information processing channels are the information input of the device, characterized in that a timer, an And element, and an indicator are introduced into it, in each channel On the other hand, a counter, a differentiating circuit, an adder and two digital comparators, respectively, of the upper and lower limits of operation are introduced, the reference input of the analog comparator connected to the zero potential bus, in each information processing channel the output of the analog comparator is connected to the counter input of the counter of its channel, the output of which is connected to the inputs of the digital comparators of the upper and lower limits of operation of their channel, the outputs of which are connected respectively to the subtracting and summing inputs of the adder, respectively of the existing channel, the output of the adder is connected to the information inputs of the And elements and the ban of its channel, the outputs of which are connected to the inputs of the trigger of the corresponding channel, the outputs of the triggers are connected to the inputs of the And element, the output of which is connected to the indicator input, the timer output is connected to the reset inputs of the counters, control inputs elements And and the prohibition of all channels of information processing and through differentiating circuits with reset inputs of adders, while the values of the lower and upper boundaries of the count in digital comparators are selected in responsible with relations
where N n is the lower limit of the count in the digital comparator;
N in - the upper limit of the account in the digital comparator;
r '' (0) is the value of the second derivative of the correlation coefficient of the noise signal at a zero shift of the correlation time;
H is the level of the reference voltage;
σ is the rms value of the noise signal;
ε is the deviation of the number of intersections from the average value during one counting interval, determined by the selected confidence probability;
T is the counting interval.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93014951A RU2111527C1 (en) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Device which measures characteristics of masking noise signals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93014951A RU2111527C1 (en) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Device which measures characteristics of masking noise signals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93014951A RU93014951A (en) | 1996-12-10 |
| RU2111527C1 true RU2111527C1 (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=20139035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93014951A RU2111527C1 (en) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | Device which measures characteristics of masking noise signals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2111527C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550353C1 (en) * | 2014-07-22 | 2015-05-10 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Quality assessment method of masking noise |
| RU2622631C1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-06-16 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) | Method of forming masking interference for protection of speech information |
-
1993
- 1993-03-22 RU RU93014951A patent/RU2111527C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Мирский Г.Я. Радиоэлектронные измерения. - М.: Энергия, 1975, с. 443. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550353C1 (en) * | 2014-07-22 | 2015-05-10 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Quality assessment method of masking noise |
| RU2622631C1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-06-16 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) | Method of forming masking interference for protection of speech information |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106645952A (en) | Signal phase difference detection method and system | |
| RU2111527C1 (en) | Device which measures characteristics of masking noise signals | |
| US3938042A (en) | Measurement averaging counting apparatus employing a randomly phase modulated time base to improve counting resolution | |
| CN114994418A (en) | Time domain measurement method for field intensity of repetition frequency change or frequency hopping pulse signal radiation field | |
| US9759751B1 (en) | Line cycle correlated spectral analysis for power measurement systems | |
| RU1795379C (en) | Method of determination of difference of phases on high frequency | |
| SU1700756A1 (en) | Method and device for checking communication channel | |
| KR101944424B1 (en) | Method for measuring pulse width using differentiation | |
| Tiuri et al. | Digital measurement of narrowband noise power | |
| SU1499512A1 (en) | Device for measuring phase fluctations | |
| SU918878A1 (en) | Device for measuring non-liner distortion factor | |
| SU603999A1 (en) | Statistic analyzer | |
| RU1841334C (en) | Noise interference total quality factor meter | |
| SU995046A1 (en) | Device for measuring elastic wave damping coefficient in acoustic well-logging | |
| Artyukh et al. | Digital Range-bias Correction at SLR Station Riga-1884 | |
| SU752752A1 (en) | Signal-to-noise ratio adaptive phase meter | |
| SU106143A1 (en) | A method of measuring the ratio of the amplitudes of a voltage of two or several pulses of exponential or bell shape | |
| JPS6235729A (en) | Hit analyzer for digital circuit | |
| UA70417C2 (en) | Device for measuring the natural pulse electromagndevice for measuring the natural pulse electromagnetic field of the earth etic field of the earth | |
| SU785802A1 (en) | Method and device for measuring receiving system noise factor | |
| SU911537A1 (en) | Device for determining functions of distribution of intervals between random pulses | |
| RU1840896C (en) | Apparatus for analysing pulsed signal modulation parameters | |
| RU69645U1 (en) | SIGNAL / NOISE SMALL RELATIONS MEASUREMENT DEVICE | |
| SU922817A1 (en) | Graphic information reading-out device | |
| SU943607A1 (en) | Device for measuring uhf signal low levels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080323 |