SU970394A1 - Экстраполирующее устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных .устройствах дл  восстановлени  сигнала по его дискретам.

Аналогичные устройства известны fn и 21. Одно из них осуществл ющее линейную интерпол цию и содержит источник опорного сигнала и последовательно соединенные первый запоминающий блок, сумматор, ключ, второй запоминающий блок, интегратор, а также источник синхроимпульсов С Недостаток устройства - наличие задержки на один такт и невозможность восстановлени  в тех случа х, когда интервал времени между соседними отсчетами мен етс .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  экстраполируквдее устройство, в котором осуществл етс  оптимальна  (в минимума дисперсии погрешности ) экстрапол ци  по двум незашумпенным отсчетам 2.

Недостаток устройства - низка  помехоустойчивость, обусловленна  тем, что погрешность восстановлени  резко возрастает при наличии случаЛных сбоев поступающих отсчетов.

Цель изобретени  -.повышение помехоустойчивости .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что экстраполирующее устройство, содержащее блок пам ти, информационный вход которого  вл етс  входом устройства, функциональный генератор , блок вычислени  экстраполированных значений и генератор синх10 роимпульсов, выход которого соединен с управл ющим входом блока пам ти и с запускающим входом функциональцого генератора, содержит блок умножени  и три функциональных пре15 образовател , при этом выход блока пам ти соединен с входом первого функционального преобразовател  и с первым информационным входам второ-- . го функционального преобразовател , выходы первого функционального преобразовател  и функционального генератора подк.таочены к соответствующим входам блока умножени , шдход которого через третий функциональный пре25 образователь св зан с вторым информационным входом второго функционального преобразовател  и с первым входом блока вычислени  экстраполированных значений, второй вход ко30 торого соединен с выходом второго функционального преобразовател , тр тий вход - с шиной задани  априорной веро тности сбо , а ВЫХОД  вл етс  выходом устройства, выход г нератора синхроимпульсов соединен с управл ющим входом второго функционального преобразовател . На чертеже представлена электрическа  схема устройства. Схема включает блок 1 пам ти, ге нератор 2 синхроимпульсов, функциональный генера -ор 3, блок 4 умножени , функциональные преобразователи 5 и €, блок 7 вычислени  экстраполированных значений и функциональный преобразователь 8„ Блок 1 пам ти служит дл  запоминани  и хранени  входных сигналов, момент запоминани  совпадс1ет с передним фронтом синхроимпульса. Функциональный генератор 3 служит дл  генерировани  функции K{t) X{t) , (tT где K(t) -нop шpoвaннa  автокоррел ционна  функци  телеметрируемого сигншта, котора  задаетс  из априорных сведений. Функциональный генератор ФГЗ мож быть построен на основе коммутируемой линейной или нелинейной цепи. Запуск ФГЗ происходит при поступлении заднего фронта синхроимпульса на управл ющий вход ФГЗ. Функциональные преобразователи 5 и 6, предназначены дл  формировани  соответственно функций у Ф (х) и у ф{х) , где ф(х) - интеграл веро тностей. Реализаци  преобразователей 5 и возможна, например, на основе опера ционного усилител  с нелинейной обратной св зью. Функциональный преобразователь 8 служит дл  реализации мен ющейс  во времени нелинейной зависимости между входной и выходной величинами у G(t, z), где z - величина отсчета телеметрируемого сигнала, причем зависимость от времени определ етс  соотношением G{t, z) lR,-C;i (t)Wi (z), где С- (t) (z)H(t,z)az Wj (z) -функци  Уолма на интервале существовани  велич ны z; , tt(t,z)lMt} ФСг) , R- - пор док функции Уолша (на пример, дл  i 1,..., 32 R;i 1,2,...,5). Ввиду сложности аналогических соотношений, преобразователь 8 целе сообразно реализовывать в виде блок пам ти, содержащего наборы функции G{z) дл  р да величин t. Например, при цифровой реализации блок 8 может состо ть из последовательно соедин емых генератора импульсов, счетчика и массива пам ти. Так как величина G(t, z) умножаетс  в блоке 7 на малую величину 2q(q«l),. то число разр дов кода величины G(t, z) может быть небольшим . Блок 7 по-сигналам на своих входах вычисл ет экстраполированное значение сигнала по,формуле (t)g+(l-2g)H(t,z)+2gG{t;z) (1) где g - веро тность сбо  символа в кодовой прсылке. Сигнал, пропорциональный величине q, поступает на один из входов блока -7. Величина g может быть задана из априорных сведений, либо эта величина вырабатываетс  на основе анализа условий прохождени  сигналов по каналу св зи. Выражение (1) получаетс , если учесть, что оптимальна  (в смысле минимума дисперсии погрешности) экстрапол ционна  оценка сигнала на врем , t по одному зашумленному отсчету находитс  как условное среднее Mjz, где z - аддитивна  смесь полезного нормально распределенного сигнала | с помехой, котора  возникает при сбо х с веро тностью q«l символов двоичного безызбыточного кода, которым передаютс  отсчеты. Блок 7 может быть построен на основе сумматора и блоков умножени . Устройство работает следующим образом . По передне фронту синхроимпульса происходит запоминание -очередного отсчета z {t), а по заднему фронту синхроимпульса запускаютс  функциональный генератор 3 и функционгшьный преобразователь 8. На основе блоков 3-6 и 8 фор Шруютс  функции Н и G в соответствии с поступившем отсчетом z(t) и текущим временем t. В блоке 7 происходит определение оптимальной оценки экстраполированного сигнала в соответствии с выражением (1) . Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет осуществл ть оптимальное экстраполирование по одному зашумленному отсчету, что приводит к увеличению помехоустойчивости. Приведенные выше соотношени  оптимальны дл  гауссовского распределени  полезного сигнала. Дл  других . законов распределени  мгновенных значений вид функциональных соотношений H{t, z) и G(t, z) измен етс , но, во-первых, гауссовские сигналы  вл ютс  наиболее распространенными и, во-вторых, дл  других плотностей

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Экстраполирующее устройство, содержащее блок памяти, информационный вход которого является входом устройства, функциональный генератор, блок вычисления экстраполированных значений·и генератор синхроимпульсов, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти и с запускающим входом функционального генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно содержит блок умножения и три функциональных преобразователя, при этом выход блока памяти соединен с входом первого функционального преобразователя и с первым информационным, входом второго функционального преобразователя, выходы первого функционального преобразователя и функционального генератора подключены к соответствующим входам блока умножения, выход которого через третий функциональный преобразователь связан с вторым информационным входом второго функционального преобразователя и с первым входом блока вычисления экстраполированных значений, второй вход которого соединен с выходом второго функционального преобразователя, третий вход - с шиной задания априорной вероятности сбоя¹, а выход является выходом устройства, выход генератора синхроимпульсов

   - соединен с управляющим.входом второго функционального преобразователя.