RU2732005C1 - Pulse signal reception method - Google Patents
Pulse signal reception method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2732005C1 RU2732005C1 RU2019111490A RU2019111490A RU2732005C1 RU 2732005 C1 RU2732005 C1 RU 2732005C1 RU 2019111490 A RU2019111490 A RU 2019111490A RU 2019111490 A RU2019111490 A RU 2019111490A RU 2732005 C1 RU2732005 C1 RU 2732005C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- threshold
- frequency
- noise
- level
- time
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/06—Receivers
- H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к приему сигналов, в частности, к технике выделения сигналов из шума и может быть использовано в любой области, где требуется обеспечение максимального отношения сигнал/шум.The proposed invention relates to signal reception, in particular, to the technique of separating signals from noise and can be used in any field where maximum signal-to-noise ratio is required.
Известен способ стабилизации средней частоты шумовых выбросов над пороговым уровнем [1-2], заключающийся в определении частоты шумовых срабатываний на выходе порогового устройства и автоматической корректировки порога для поддержания заданной частоты срабатываний.A known method of stabilizing the average frequency of noise emissions above the threshold level [1-2], which consists in determining the frequency of noise alarms at the output of the threshold device and automatic adjustment of the threshold to maintain a given response frequency.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ приема импульсных сигналов [3] путем регулирования порогового уровня в зависимости от частоты его превышений шумом. Согласно данному способу частоту f определяют путем накопления выходных импульсов в течение времени Т, а порог U в установившемся режиме определяется выражением U=U0+Uf=U0+ΔUTf0exp(-U2/2σ2), где U0 - начальное значение порога; f0 - частота пересечения шумом нулевого порога; σ - среднеквадратическое значение шума; ΔU - единичное приращение порога по контуру обратной связи при пересечении порога шумом.The closest in technical essence to the proposed method is a method for receiving pulse signals [3] by adjusting the threshold level depending on the frequency of its excess noise. According to this method, the frequency f is determined by accumulating output pulses during the time T, and the threshold U in the steady state is determined by the expression U = U 0 + U f = U 0 + ΔUTf 0 exp (-U 2 / 2σ 2 ), where U 0 - the initial value of the threshold; f 0 - frequency of crossing the zero threshold by noise; σ is the root-mean-square noise value; ΔU is the unit increment of the threshold along the feedback loop when the noise crosses the threshold.
Недостатком указанного способа является медленный выход на рабочий режим ввиду того, что в процессе установления рабочего порога частота шумовых срабатываний уменьшается, и скорость переходного процесса, пропорциональная текущей частоте, снижается. Согласно [3] время Tr выхода на рабочий режим при таком способе составляет 1-6 с в зависимости от требований, предъявляемых к точности стабилизации частоты шумовых срабатываний.The disadvantage of this method is a slow exit to the operating mode due to the fact that in the process of establishing the operating threshold, the frequency of noise responses decreases, and the speed of the transient process, proportional to the current frequency, decreases. According to [3], the time T r of reaching the operating mode with this method is 1-6 s, depending on the requirements for the accuracy of stabilization of the frequency of noise operations.
Задачей изобретения является уменьшение времени выхода на рабочий режим.The object of the invention is to reduce the time to reach the operating mode.
Указанная задача решается за счет того, что в известном способе приема импульсных сигналов путем регулирования порогового уровня в зависимости от частоты его превышений шумом, предварительно определяют частоту f0 срабатываний порогового устройства от воздействия шума при нулевом значении порога, устанавливают порог на уровне 0<U1<U2, затем увеличивают порог до уровня U1<U2<U3, одновременно определяя частоту f шумовых срабатываний, и при частоте f=f2=kf0, где k - предварительно заданный коэффициент из диапазона k=0,01…0,9, увеличивают порог в m раз до рабочего уровня U3=mU2 после чего фиксируют этот порог и начинают принимать сигналы, причем, , где f3 - допустимая частота ложных срабатываний в режиме приема сигналов.This problem is solved due to the fact that in the known method of receiving pulse signals by adjusting the threshold level depending on the frequency of its excess noise, the frequency f 0 of the threshold device triggers from the effect of noise is preliminarily determined at a zero threshold value, the threshold is set at the level 0 <U 1 <U 2 , then the threshold is increased to the level U 1 <U 2 <U 3 , while simultaneously determining the frequency f of noise operations, and at a frequency f = f 2 = kf 0 , where k is a predetermined coefficient from the range k = 0.01 ... 0.9, increase the threshold m times to the working level U 3 = mU 2 after which this threshold is fixed and signals are received, and, , where f 3 is the permissible frequency of false alarms in the signal reception mode.
Эквивалентный порог U3 можно вводить путем введения ослабления с коэффициентом m перед пороговой обработкой сигнала.An equivalent threshold U 3 can be introduced by introducing an attenuation with a factor of m before the signal threshold processing.
Техническим результатом изобретения является минимальное время выхода на рабочий режим порогового обнаружителя сигналов при обеспечении максимальной вероятности обнаружения сигнала.The technical result of the invention is the minimum time for reaching the operating mode of the threshold signal detector while ensuring the maximum probability of signal detection.
На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ. На фиг. 2 показана циклограмма способа.FIG. 1 shows a diagram of a device that implements the method. FIG. 2 shows the sequence diagram of the method.
Согласно фиг. 1 пороговый обнаружитель содержит схему сравнения 1, на вход которой подается смесь сигнала с шумом, а на выходе включен импульсный формирователь 2, генерирующий импульсы стандартной амплитуды и длительности при превышении порога схемы сравнения смесью сигнала с шумом. Между выходом импульсного формирователя 2 и управляющим входом схемы сравнения 1 включены схема обратной связи 3 и схема повышения порога 4, замыкающие контур шумовой автоматической регулировки. Схема повышения порога 4 управляется последовательно связанными пороговым измерителем частоты 5, подключенным к выходу импульсного формирователя, и вычислителем рабочего порога 6. Последний выдает результат вычислений порога на схему повышения порога 4 и синхросигнал для переключения - на схему переключения 7, управляющую моментом повышения порога. На выходе импульсного формирователя установлен ключ 8, открывающий выход схемы при поступлении синхросигнала от схемы переключения 7. Если величина коэффициента m фиксирована, то эквивалентное повышение порога может осуществляться включением аттенюатора 9, установленного на входе схемы сравнения.As shown in FIG. 1, the threshold detector contains a
На фиг. 2 показана последовательность операций способа. T1 - время стабилизации; Т2 - время переключения порога; Т3 - время работы (рабочий режим).FIG. 2 shows the flow of the method. T 1 - stabilization time; T 2 is the time for switching the threshold; T 3 - operating time (operating mode).
Способ осуществляется следующим образом (фиг. 2).The method is carried out as follows (Fig. 2).
В момент времени t1 устанавливают первоначальный уровень порога U1 и запирают ключ 8, блокируя появление на выходе срабатывания от превышения порога шумом. В течение времени T1=t2-t1 осуществляют стабилизацию порога посредством его корректировки на величину ΔU при каждом шумовом превышении порога схемы сравнения 1 и соответствующем срабатывании импульсного формирователя 2. Формирование добавки ΔU производят с помощью схемы обратной связи 3, связанной со схемой повышения порога 4, то есть с помощью шумовой автоматической регулировки ШАРП [3]. В момент времени t2, останавливают процесс стабилизации и повышают порог до уровня U3=mU2, где По окончании переходного процесса переключения в момент времени t3 фиксируют порог на уровне U3, открывают ключ 8 и, тем самым, переходят в рабочий режим приема сигналов.At the moment of time t 1 , the initial level of the threshold U 1 is set and the key 8 is locked, blocking the appearance at the output of triggering from exceeding the threshold by noise. During the time T 1 = t 2 -t 1 , the threshold is stabilized by adjusting it by the value of ΔU for each noise excess of the threshold of the
Период Т1 должен обеспечивать выход на стабильный режим частоты f2. Частоту f2 выбирают из условия, чтобы выполнялись два противоположных требования. С одной стороны, частота f2 должна быть как можно ближе к f0, чтобы минимизировать время выхода T1 на режим стабилизации. С другой стороны, разница между f2 и f0 должна быть значимой, чтобы обеспечить необходимую точность вычисления и установки рабочего порога. Для существующих исходных данных отношение f2/f0 должно находиться в пределах 0,01<f2/f0<0,9.The period T 1 should provide an output to a stable mode of frequency f 2 . The frequency f 2 is selected from the condition that two opposite requirements are fulfilled. On the one hand, the frequency f 2 should be as close to f 0 as possible in order to minimize the time T 1 reaches the stabilization mode. On the other hand, the difference between f 2 and f 0 must be significant in order to provide the necessary accuracy in the calculation and setting of the operating threshold. For existing initial data, the ratio f 2 / f 0 should be in the range of 0.01 <f 2 / f 0 <0.9.
Частота f пересечения порога U нормальным процессом с дисперсией σ2 и коэффициентом корреляции R(τ) определяется выражением [3]The frequency f of crossing the threshold U by a normal process with variance σ 2 and the correlation coefficient R (τ) is determined by the expression [3]
где - частота пересечения нулевого порога.Where - the frequency of crossing the zero threshold.
Из (1) и фиг. 2 следуетFrom (1) and Fig. 2 follows
И, соответственно,And correspondingly,
где U3 и f3 - рабочие значения порога и частоты шумовых срабатываний после момента t3 выхода на рабочий режим.where U 3 and f 3 are the operating values of the threshold and the frequency of noise operations after the moment t 3 of entering the operating mode.
Период стабилизации T1 определяется по известной методике [3], причем T1 и время выхода на режим Тпр, обеспечиваемое прототипом, связаны очевидным соотношениемThe stabilization period T 1 is determined by the well-known method [3], and T 1 and the time to reach the mode T pr , provided by the prototype, are related by the obvious relationship
Пример 1. f0=107 Гц; f2=0,8 f0=8⋅106 Гц; f3=100 Гц; Тпр=1 с (низкая точность стабилизации). Предлагаемый способ при этих исходных данных обеспечивает период стабилизации T1=1,25⋅10-4 с.Example 1. f 0 = 10 7 Hz; f 2 = 0.8 f 0 = 8⋅10 6 Hz; f 3 = 100 Hz; T pr = 1 s (low stabilization accuracy). The proposed method with these initial data provides a stabilization period T 1 = 1.25⋅10 -4 s.
Время переключения Т2 определяется быстродействием применяемой электроники и может не учитываться.The switching time T 2 is determined by the speed of the electronics used and can be ignored.
Прототип обеспечивает выход на режим за Тпр=1-6 с [3]. Таким образом, максимальный выигрыш предлагаемого способа по быстродействию составляет Тпр/Т1=80000 раз.The prototype provides an exit to the mode in T pr = 1-6 s [3]. Thus, the maximum gain of the proposed method in terms of speed is T pr / T 1 = 80,000 times.
Данный способ позволяет:This method allows:
- Существенно сократить время выхода порогового обнаружителя на рабочий режим до 1 мс и менее.- Significantly reduce the time required for the threshold detector to reach the operating mode to 1 ms or less.
- Обеспечить работу в частотном режиме, что существенно для ряда приложений, например, в частотных дальномерах, при обновлении информации с частотой до 1000 Гц.- Ensure operation in frequency mode, which is essential for a number of applications, for example, in frequency rangefinders, when updating information with a frequency of up to 1000 Hz.
- Обеспечить работу при нестационарном шуме.- Provide work with non-stationary noise.
- Обеспечить максимальное значение отношения порог шум с высокой точностью.- Provide the maximum value of the threshold noise ratio with high accuracy.
Эти выводы подтверждены компьютерным моделированием и испытаниями макетных образцов. Тем самым, подтверждено решение поставленной задачи - существенное уменьшение времени выхода на рабочий режим.These conclusions are confirmed by computer modeling and testing of prototypes. Thus, the solution to the task was confirmed - a significant reduction in the time to reach the operating mode.
Источники информацииSources of information
1. US pat. №3516751. Optical radiation pulse control receiver. 1970.1. US pat. No. 3516751. Optical radiation pulse control receiver. 1970.
2. Бурд A.M., Лейченко Ю.А., Мотенко Б.Н., Попов A.C. Температурная стабилизация фотоприемника с ЛФД // Приборы и техника эксперимента. - 1975. - №4, - С. 176-178.2. Burd A.M., Leichenko Yu.A., Motenko B.N., Popov A.C. Temperature stabilization of a photodetector with APD // Instruments and experimental techniques. - 1975. - No. 4, - S. 176-178.
3. Вильнер В.Г. Проектирование пороговых устройств с шумовой стабилизацией порога. // Оптико-механическая промышленность. - 1984 г. - №5, - С. 39-41. - прототип.3. Vilner V.G. Design of threshold devices with noise threshold stabilization. // Optical and mechanical industry. - 1984 - No. 5, - S. 39-41. - prototype.
4. Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). - «Наука», М., 1973 г. - 832 с.4.G. Korn, T. Korn. Handbook of mathematics (for scientists and engineers). - "Science", M., 1973 - 832 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111490A RU2732005C1 (en) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | Pulse signal reception method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019111490A RU2732005C1 (en) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | Pulse signal reception method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2732005C1 true RU2732005C1 (en) | 2020-09-09 |
Family
ID=72421978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019111490A RU2732005C1 (en) | 2019-04-17 | 2019-04-17 | Pulse signal reception method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2732005C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756384C1 (en) * | 2020-11-26 | 2021-09-29 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Method for threshold reception of optical signals |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU320067A1 (en) * | Э. Г. Митрейтер , А. А. Рудой | DEVICE OF STABILIZATION OF AVERAGE FREQUENCY OF NOISE EMISSIONS OVER THE THRESHOLD LEVEL | ||
US3516751A (en) * | 1965-06-04 | 1970-06-23 | Frank Fruengel | Optical radiation pulse control receiver |
US4051473A (en) * | 1976-09-27 | 1977-09-27 | Rockwell International Corporation | Input tracking threshold detector |
SU1133672A1 (en) * | 1983-02-08 | 1985-01-07 | Предприятие П/Я В-2232 | Device for stabilizing average frequency of noise shoots over threshold level |
-
2019
- 2019-04-17 RU RU2019111490A patent/RU2732005C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU320067A1 (en) * | Э. Г. Митрейтер , А. А. Рудой | DEVICE OF STABILIZATION OF AVERAGE FREQUENCY OF NOISE EMISSIONS OVER THE THRESHOLD LEVEL | ||
US3516751A (en) * | 1965-06-04 | 1970-06-23 | Frank Fruengel | Optical radiation pulse control receiver |
US4051473A (en) * | 1976-09-27 | 1977-09-27 | Rockwell International Corporation | Input tracking threshold detector |
SU1133672A1 (en) * | 1983-02-08 | 1985-01-07 | Предприятие П/Я В-2232 | Device for stabilizing average frequency of noise shoots over threshold level |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ВИЛЬНЕР В.Г. Проектирование пороговых устройств с шумовой стабилизацией порога, ж.ОМП,1984. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2756384C1 (en) * | 2020-11-26 | 2021-09-29 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Method for threshold reception of optical signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sonnenschein et al. | Radiometric detection of spread-spectrum signals in noise of uncertain power | |
US4812769A (en) | Programmable sampling time base circuit | |
RU2732005C1 (en) | Pulse signal reception method | |
RU2718856C1 (en) | Method for automatic stabilization of threshold frequency crossing frequency by noise process emissions | |
Garvanov et al. | The experimental study of possibility for pulsar signal detection | |
US4051473A (en) | Input tracking threshold detector | |
US4213129A (en) | Delay stabilizing system | |
US3611157A (en) | Pulse width discriminator | |
RU2732004C1 (en) | Pulse threshold device with noise threshold stabilization | |
GB1102962A (en) | Improvements in or relating to pulse radar systems | |
RU2721174C1 (en) | Threshold device with threshold noise stabilization | |
RU2732003C1 (en) | Threshold device with automatic noise stabilization of threshold | |
Kabakchiev et al. | Separation of pulsar signals in FSR system | |
FR2872280B1 (en) | MONOCOUP PULSE PROFILE MEASUREMENT DEVICE OF VERY SHORT DURATION | |
RU2755602C1 (en) | Method for threshold detection of optical signals | |
US3619793A (en) | Digital waveform generator with adjustable time shift and automatic phase control | |
Ruban et al. | Signal sampling with analog accumulation | |
RU2778047C1 (en) | Method for receiving optical signals | |
US3262057A (en) | Gain control systems | |
US3600687A (en) | Logic one-shot | |
US2883661A (en) | Pulse radar simulator | |
SU894614A1 (en) | Device for setting and measuring tunnel diode peak current | |
SU657378A1 (en) | Method and apparatus for stabilizing spectrometer energy scale | |
RU2030762C1 (en) | Radio altimeter with frequency modulation | |
RU2204146C2 (en) | Adaptive signal detector |