RU117660U1 - DEVICE FOR DETECTING AND MEASURING A PULSE SIGNAL OF KNOWN POLARITY - Google Patents

DEVICE FOR DETECTING AND MEASURING A PULSE SIGNAL OF KNOWN POLARITY Download PDF

Info

Publication number
RU117660U1
RU117660U1 RU2011152779/08U RU2011152779U RU117660U1 RU 117660 U1 RU117660 U1 RU 117660U1 RU 2011152779/08 U RU2011152779/08 U RU 2011152779/08U RU 2011152779 U RU2011152779 U RU 2011152779U RU 117660 U1 RU117660 U1 RU 117660U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
circuit
comparator
adder
Prior art date
Application number
RU2011152779/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Михайлович Кашин
Алфей Михайлович Кувшинов
Анатолий Владимирович Жирицкий
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро машиностроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро машиностроения" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро машиностроения"
Priority to RU2011152779/08U priority Critical patent/RU117660U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU117660U1 publication Critical patent/RU117660U1/en

Links

Landscapes

  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

1. Устройство для обнаружения и измерения импульсного сигнала известной полярности, содержащее дифференцирующий фильтр 3, подключенный к его выходу первый компаратор 4, подсоединенную к выходу первого компаратора 4 первую схему «И» 14, отличающееся тем, что на входе устройства введен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, к выходу которого подключен дифференцирующий фильтр 3, введены генератор частоты дискретизации 2, первый 5 и второй 6 накапливающие сумматоры, первый 7 и второй 8 многовходовые сдвиговые регистры, подключенная к выходу первого компаратора 4 схема «НЕ» 27, первый 23 и второй 24 формирователи коротких импульсов по фронтам выходного сигнала первого компаратора 4, также подключенные к выходу первого компаратора 4, второй 18, третий 19, четвертый 20, пятый 21 и шестой 22 компараторы, вторая 15, третья 16, четвертая 17 схемы «И», первый 12 и второй 13 сумматоры, усредняющий цифровой фильтр 25, первый 9, второй 10, третий 11 умножители на постоянный коэффициент, четвертый умножитель 26, подключенный входами к выходу четвертой 17 схемы «И» и к выходу второго 13 сумматора, при этом генератор 2 частоты дискретизации подключен ко входу запуска на преобразование АЦП 1, к входам первой 14 и второй 15 схемам «И», выход схемы «НЕ» 27 подсоединен к входу второй 15 схемы «И», выход дифференцирующего фильтра 3 соединен с первым 5 накапливающим сумматором и входом первого 9 умножителя на постоянный коэффициент, выход первого 9 умножителя на постоянный коэффициент подключен к второму накапливающему сумматору 6, выход первой 14 схемы «И» соединен с тактовым входом первого 5 накапливающего сумматора, выход второй 15 схемы «И» соединен с тактовым вход 1. A device for detecting and measuring a pulse signal of known polarity, containing a differentiating filter 3, connected to its output, the first comparator 4, connected to the output of the first comparator 4, the first "AND" circuit 14, characterized in that an analog-to-digital converter is introduced at the input of the device (ADC) 1, to the output of which a differentiating filter 3 is connected, a sampling frequency generator 2 is introduced, the first 5 and second 6 accumulators, the first 7 and the second 8 are multi-input shift registers, connected to the output of the first comparator 4, the "NOT" circuit 27, the first 23 and the second 24 short pulse shapers on the fronts of the output signal of the first comparator 4, also connected to the output of the first comparator 4, the second 18, the third 19, the fourth 20, the fifth 21 and the sixth 22 comparators, the second 15, the third 16, the fourth 17 of the "AND" , first 12 and second 13 adders, averaging digital filter 25, first 9, second 10, third 11 multipliers by a constant coefficient, fourth a multiplier 26, connected by inputs to the output of the fourth 17 of the "AND" circuit and to the output of the second 13 adder, while the generator 2 of the sampling frequency is connected to the trigger input for converting ADC 1, to the inputs of the first 14 and second 15 circuits "AND", the output of the circuit " NOT "27 is connected to the input of the second 15 circuit" AND ", the output of the differentiating filter 3 is connected to the first 5 accumulator and the input of the first 9 multiplier by a constant coefficient, the output of the first 9 multiplier by a constant coefficient is connected to the second accumulating adder 6, the output of the first 14 circuit "And" is connected to the clock input of the first 5 accumulator, the output of the second 15 circuit "AND" is connected to the clock input

Description

Устройство относится к средствам обнаружения и измерения параметров электрических импульсных сигналов на выходе предусилителя сканирующей системы инфракрасного диапазона. Предусилитель включает фильтр низких частот и дифференцирующий фильтр. Устройство может быть использовано в пусковой установке ракеты, имеющей оптическую головку самонаведения (ОГС), а также в оптических пеленгаторах.The device relates to means for detecting and measuring parameters of electrical pulse signals at the output of a preamplifier of an infrared scanning system. The preamplifier includes a low-pass filter and a differentiating filter. The device can be used in a rocket launcher having an optical homing head (OGS), as well as in optical direction finders.

Наличие в спектре электрического сигнала с фотоприемника сканирующей системы шумовых и помеховых составляющих, имеющих спектр, убывающий с ростом частоты, требует применения дифференцирующих фильтров, не менее чем, второго порядка для уменьшения этих шумовых и помеховых составляющих. В атмосферных окнах пропускания электромагнитного спектра с длинами волн 3-5 мкм полезный сигнал создают цели, имеющие известный (положительный) контраст относительно фона. Поэтому надо обнаруживать и измерять электрический сигнал от цели известной полярности.The presence in the spectrum of the electric signal from the photodetector of the scanning system of noise and interference components having a spectrum that decreases with increasing frequency requires the use of differentiating filters of at least second order to reduce these noise and interference components. In atmospheric transmission windows of the electromagnetic spectrum with wavelengths of 3-5 μm, a useful signal is created by targets having a known (positive) contrast relative to the background. Therefore, it is necessary to detect and measure an electrical signal from a target of known polarity.

Известно устройство, которое обнаруживает электрический сигнал с применением двукратного дифференцирования [1] (аналог). Его недостатки - низкая помехоустойчивость при изменении уровня помех, т.к. отсутствует автоматическая подстройка порогов компараторов, а также использование для принятия решения об обнаружении импульса сигналов не только после второго дифференцирования, но самого сигнала и сигнала после первого дифференцирования.A device is known that detects an electrical signal using double differentiation [1] (analogue). Its disadvantages are low noise immunity when changing the level of interference, because there is no automatic adjustment of thresholds of comparators, as well as the use for making decisions about detecting a pulse of signals not only after the second differentiation, but the signal itself and the signal after the first differentiation.

Известно устройство обнаружения с автоматической подстройкой порога (патент США 5280289, 18 января 1994 г., МПК G01S 7/34), в котором для подстройки порога используется различие положительных и отрицательных значений импульса полезного сигнала после фильтра, от источника имеющего положительный контраст относительно фона. Устройство содержит режекторный фильтр постоянной составляющей, пространственный фильтр 3×3 (5×5), выходной буфер фильтра, в котором определяется максимальное отрицательное значение сигнала (Find Most Negative Signal), усредняющее устройство этого отрицательного сигнала имеет управляемую постоянную времени, зависящую от средней величины сигнала с ячеек пространственного фильтра. Порог вычисляется с использованием двух постоянных параметров и сигнала с усредняющего устройства. Утверждается, что отношение максимального положительного импульса к максимально отрицательному для полезного сигнала после фильтра составляет 4:1, а для «гауссовского», «не-гауссовского» шума и шума от краев облаков составляет 1:1, что и позволяет успешно использовать отрицательные значения для коррекции порога. Недостатком данного устройства при применении его для сигнала с ОГС, имеющей вытянутый по одной оси фотоприемник является практическая сложность создания такого пространственного фильтра, так как отдельные участки фотоприемника двигаются по изображению в фокальной плоскости с разной скоростью.A detection device with automatic threshold adjustment is known (US patent 5280289, January 18, 1994, IPC G01S 7/34), in which the difference between the positive and negative values of the pulse of the useful signal after the filter from a source having a positive contrast relative to the background is used to adjust the threshold. The device contains a notch filter of the constant component, a spatial filter 3 × 3 (5 × 5), the output buffer of the filter, which determines the maximum negative value of the signal (Find Most Negative Signal), the averaging device of this negative signal has a controlled time constant, depending on the average value signal from the cells of the spatial filter. The threshold is calculated using two constant parameters and a signal from the averaging device. It is argued that the ratio of the maximum positive impulse to the most negative for the useful signal after the filter is 4: 1, and for “Gaussian”, “non-Gaussian” noise and noise from the edges of the clouds is 1: 1, which allows us to successfully use negative values for threshold correction. The disadvantage of this device when used for a signal with an OGS having a photodetector elongated along one axis is the practical difficulty of creating such a spatial filter, since individual sections of the photodetector move along the image in the focal plane at different speeds.

Известно устройство обнаружения электрических импульсов с фотоприемника оптической или инфракрасной сканирующей системы с ограниченной полосой пропускания, содержащее, два дифференцирующих устройства, компараторы для оценки величины положительной и отрицательной полуволн сигнала после первого дифференцирующего устройства, подключенный к выходу второго дифференцирующего устройства компаратор с нулевым порогом срабатывания. Сигналы на выходе компараторов с помощью одностабильных мультивибраторов и логических схем «И» служат для оценки длительности и формы импульса [3] (прототип). Полезные импульсы (импульсы от цели) имеют известный знак контраста над фоном. Импульсы поступают на устройство после фильтра низких частот с известной полосой пропускания, что предполагает известность ожидаемой длительности целевого импульса. Ширина полосы пропускания используется для выбора времен одновибраторов в устройстве обнаружения, с помощью которых отбираются импульсы с заданной длительностью после первого дифференцирования. Положительные и отрицательные импульсы после первого дифференцирующего устройства поступают на пороговые устройства. Пороговый уровень устанавливается для обеспечения заданного уровня ложный тревог. Импульсы после второго дифференцирования подаются на компаратор с нулевым порогом. С помощью одновибраторов и схем «И» проверяется длительность и симметрия принятого импульса. Таким образом, осуществляется обнаружение импульса по его величине и форме.A device for detecting electrical pulses from a photodetector of an optical or infrared scanning system with a limited passband, comprising two differentiating devices, comparators for estimating the positive and negative half-wavelengths of the signal after the first differentiating device, a comparator with a zero response threshold connected to the output of the second differentiating device. The signals at the output of the comparators using single-stable multivibrators and “I” logic circuits are used to evaluate the duration and shape of the pulse [3] (prototype). Useful impulses (impulses from the target) have a known sign of contrast over the background. The pulses arrive at the device after a low-pass filter with a known passband, which implies that the expected duration of the target pulse is known. The bandwidth is used to select the times of single vibrators in the detection device, with which pulses are selected with a given duration after the first differentiation. Positive and negative impulses after the first differentiating device arrive at the threshold devices. A threshold level is set to provide a given level of false alarms. Pulses after the second differentiation are fed to a comparator with a zero threshold. With the help of single vibrators and “I” circuits, the duration and symmetry of the received pulse are checked. Thus, the pulse is detected by its size and shape.

Недостатками данного устройства обнаружения являются:The disadvantages of this detection device are:

- отсутствие устройств для обеспечения надежного обнаружения при изменении уровня помех;- lack of devices to ensure reliable detection when the interference level changes;

- невозможность обнаружения импульсов в широком диапазоне значений их длительности;- the impossibility of detecting pulses in a wide range of values of their duration;

- отсутствие числовой оценки величины обнаруженного импульса и уровня помех;- lack of a numerical estimate of the magnitude of the detected pulse and the level of interference;

- в некоторых случаях, недостаточная фильтрация низкочастотных помех (только однократное дифференцирование и дополнительное второе дифференцирование для дополнительной проверки по дополнительному параметру);- in some cases, insufficient filtering of low-frequency interference (only a single differentiation and an additional second differentiation for additional verification of an additional parameter);

- в некоторых случаях, недостаточная фильтрация высокочастотных шумов из-за применения дифференцирования импульсов без дополнительного сглаживания (сглаживание только за счет фильтра низких частот, включенного до первого дифференцирования).- in some cases, insufficient filtering of high-frequency noise due to the use of pulse differentiation without additional smoothing (smoothing only due to the low-pass filter, turned on before the first differentiation).

Целью настоящего технического решения является обнаружение и измерение импульсного сигнала известной полярности на выходе предусилителя сканирующего фотоприемника инфракрасного диапазона при неизвестном уровне помех при улучшенном сглаживании высокочастотных шумов. Входным сигналом устройства служит сигнал с выхода предусилителя из состава ОГС. Предусилитель включает фильтр низких частот и дифференцирующий фильтр с однократным дифференцированием. При этом производится измерение уровня помех и величины обнаруженного импульса сигнала после второго дифференцирования.The purpose of this technical solution is to detect and measure a pulse signal of known polarity at the output of the preamplifier of the infrared scanning photodetector at an unknown level of interference with improved smoothing of high-frequency noise. The input signal from the device is the signal from the output of the preamplifier from the OGS. The preamplifier includes a low-pass filter and a differentiating filter with a single differentiation. In this case, the noise level and the magnitude of the detected pulse of the signal are measured after the second differentiation.

Поставленная цель достигается тем, что заявленное устройство содержит, наряду с дифференцирующим фильтром, подключенным к его выходу первым компаратором, подсоединенной к выходу первого компаратора первой схемы «И», дополнительно введенные генератор частоты дискретизации, включенный перед дифференцирующим фильтром аналого-цифровой преобразователь (АЦП), первый и второй накапливающие сумматоры, подключенные к выходам накапливающих сумматоров первый и второй многовходовые сдвиговые регистры, подключенную к выходу первого компаратора схему «НЕ», первый и второй формирователи коротких импульсов, подключенные к выходу первого компаратора, второй, третий, четвертый, пятый и шестой компараторы, вторую, третью, четвертую схемы «И», первый и второй сумматоры, усредняющий цифровой фильтр, первый, второй, третий умножители на постоянный коэффициент, умножитель подключенный к выходу четвертой логической схемы «И» и к выходу второго сумматора, при этом генератор частоты дискретизации подключен ко входу запуска на преобразование АЦП, к входам первой и второй схемам «И», выход схемы «НЕ» подсоединен к входу второй схемы «И», выход дифференцирующего фильтра соединен с первым накапливающим сумматором и входом первого умножителя на постоянный коэффициент, выход первого умножителя на постоянный коэффициент подключен к второму накапливающему сумматору, выход первой схемы «И» соединен с тактовым входом первого накапливающего сумматора, выход второй схемы «И» соединен с тактовым входом второго накапливающего сумматора, выход первого формирователя коротких импульсов соединен с входом третьей схемы «И» и входом сброса первого накапливающего сумматора, выход второго формирователя коротких импульсов соединен с входом четвертой схемы «И» и входом сброса второго накапливающего сумматора, выход первого компаратора подключен к тактовым входам многовходовых сдвиговых регистров, выход первого накапливающего сумматора соединен с входом данных первого многовходового сдвигового регистра, входом первого сумматора и первым входом второго компаратора, выход второго накапливающего сумматора соединен с входом данных второго многовходового сдвигового регистра, входом второго сумматора и первым входом пятого компаратора, первый выход первого многовходового сдвигового регистра соединен с входом второго сумматора и входом второго умножителя на постоянный коэффициент, первый выход второго многовходового сдвигового регистра соединен с входом первого сумматора и входом второго умножителя на постоянный коэффициент, второй выход первого многовходового сдвигового регистра соединен с входом первого сумматора и первым входом третьего компаратора, второй выход второго многовходового сдвигового регистра соединен с входом второго сумматора и первым входом шестого компаратора, выход второго умножителя на постоянный коэффициент подключен к вторым входам второго и третьего компаратора, выход третьего умножителя на постоянный коэффициент подключен к вторым входам пятого и шестого компараторов, выходы второго и третьего компараторов соединены с входами третьей схемы «И», выходы пятого и шестого компараторов соединены с входами четвертой схемы «И», выход первого сумматора подключен к входу данных усредняющего цифрового фильтра, выход третьей схемы «И» подсоединен к тактовому входу усредняющего цифрового фильтра, выход усредняющего цифрового фильтра соединен с первым входом четвертого компаратора, выход второго сумматора подключен к второму входу четвертого компаратора, выход четвертого компаратора соединен с входом четвертой схемы «И». Улучшение сглаживания высокочастотных шумов достигнуто за счет применения в качестве дифференцирующего фильтра, дифференцирующего фильтра с функцией интегрирования, как рекомендуется в [4], стр.330, т.к. предлагаемое устройство может производить обнаружение импульса по его форме и величине с применением такого фильтра.This goal is achieved by the fact that the claimed device contains, along with a differentiating filter connected to its output by the first comparator, connected to the output of the first comparator of the first “I” circuit, additionally introduced sampling frequency generator, an analog-to-digital converter (ADC) connected in front of the differentiating filter the first and second accumulating adders connected to the outputs of the accumulating adders first and second multi-input shift registers connected to the output of the first comparator and the circuit “NOT”, the first and second short-pulse shapers connected to the output of the first comparator, the second, third, fourth, fifth and sixth comparators, the second, third, fourth circuits “I”, the first and second adders, the averaging digital filter, the first , the second, third constant factor multipliers, the multiplier connected to the output of the fourth logic circuit “I” and to the output of the second adder, while the sampling frequency generator is connected to the input to the ADC conversion trigger input, to the inputs of the first and second “I” circuits, output from “NOT” is connected to the input of the second “I” circuit, the output of the differentiating filter is connected to the first accumulating adder and the input of the first multiplier by a constant coefficient, the output of the first multiplier to a constant coefficient is connected to the second accumulating adder, the output of the first “I” circuit is connected to the clock the input of the first accumulating adder, the output of the second accumulator “And” is connected to the clock input of the second accumulating adder, the output of the first driver of short pulses is connected to the input of the third circuit “And” and the input of sat the wasp of the first accumulating adder, the output of the second short-pulse generator is connected to the input of the fourth “I” circuit and the reset input of the second accumulating adder, the output of the first comparator is connected to the clock inputs of the multi-input shift registers, the output of the first accumulating adder is connected to the data input of the first multi-input shift register, the input the first adder and the first input of the second comparator, the output of the second accumulating adder is connected to the data input of the second multi-input shift reg Istra, the input of the second adder and the first input of the fifth comparator, the first output of the first multi-input shift register is connected to the input of the second adder and the input of the second multiplier by a constant coefficient, the first output of the second multi-input shift register is connected to the input of the first adder and the input of the second multiplier by a constant coefficient, the second the output of the first multi-input shift register is connected to the input of the first adder and the first input of the third comparator, the second output of the second multi-input shifts of the second register is connected to the input of the second adder and the first input of the sixth comparator, the output of the second multiplier by a constant coefficient is connected to the second inputs of the second and third comparator, the output of the third multiplier by a constant coefficient is connected to the second inputs of the fifth and sixth comparators, the outputs of the second and third comparators are connected to the inputs of the third AND circuit, the outputs of the fifth and sixth comparators are connected to the inputs of the fourth AND circuit, the output of the first adder is connected to the data input of the averaging digital filter a, the output of the third “I” circuit is connected to the clock input of the averaging digital filter, the output of the averaging digital filter is connected to the first input of the fourth comparator, the output of the second adder is connected to the second input of the fourth comparator, the output of the fourth comparator is connected to the input of the fourth circuit “And”. The improvement of high-frequency noise smoothing was achieved due to the use of a differentiating filter with an integration function as a differentiating filter, as recommended in [4], p. 330, since the proposed device can detect a pulse by its shape and size using such a filter.

Работа устройства основана на известности формы полезного импульса с фотоприемника сканирующей системы, сглаженного фильтром низких частот и продифференцированного фильтром с дифференцирующими свойствами и отнесением к помеховым импульсам таких импульсов, которые с большой вероятностью не могут вызываться полезной целью. Шумы и фоновые помехи, в отличии от полезного сигнала, могут иметь разнообразную форму, как похожую на полезный сигнал, так и сильно от него отличающуюся.The operation of the device is based on the popularity of the shape of the useful pulse from the photodetector of the scanning system, smoothed out by a low-pass filter and differentiated by a filter with differentiating properties and assigning to pulsed pulses such pulses that with high probability cannot be caused by a useful target. Noises and background noise, in contrast to the useful signal, can have a variety of shapes, both similar to the useful signal and very different from it.

Сравнение известных технических решений с заявляемым устройством по техническому выполнению и достигаемому результату позволило сделать вывод о наличии новизны.Comparison of known technical solutions with the claimed device for technical implementation and the achieved result allowed us to conclude that there is novelty.

Сущность заявленного технического решения и его выполнение поясняются функциональными схемами обработки входного сигнала и осциллограммами сигналов, представленными на фиг.1-5.The essence of the claimed technical solution and its implementation are illustrated by the functional diagrams of the processing of the input signal and the waveforms of the signals shown in Fig.1-5.

На фиг.1 приведена общая структурная схема предлагаемого устройства.Figure 1 shows the General structural diagram of the proposed device.

На фиг.2 показана возможная структурная схема усредняющего цифрового фильтра.Figure 2 shows a possible block diagram of an averaging digital filter.

На фиг.3, 4, 5 приведены осциллограммы сигналов на входах и выходах основных узлов устройства (моделирование).Figure 3, 4, 5 shows the waveforms of the signals at the inputs and outputs of the main nodes of the device (simulation).

Устройство обнаружения и измерения импульсного сигнала известной полярности фиг.1 содержит АЦП 1, генератор частоты дискретизации 2, дифференцирующий фильтр 3, выполненный в виде фильтра с конечной импульсной характеристикой (фильтр КИХ), обладающий дифференцирующими свойствами (см. стр.330 [4]), первый компаратор 4 (см. [5] стр.101), первый 5 и второй 6 накапливающие сумматоры (см. [5] стр.152), первый 7 и второй 8 многовходовые сдвиговые регистры (см. [5] стр.143), первый 9, второй 10, третий 11 умножители на постоянный коэффициент, первый 12 и второй 13 сумматоры, первую 14, вторую 15, третью 16, четвертую 17 схемы «И», второй 18, третий 19, четвертый 20, пятый 21, шестой 22 компараторы, первый 23 и второй 24 формирователи коротких импульсов (см. [5], стр.74), усредняющий цифровой фильтр 25, четвертый умножитель 26, схему «НЕ» 27. Первый многовходовый сдвиговый регистр 7 записывает и сдвигает данные по переднему фронту сигнала с первого компаратора 4. Второй многовходовый сдвиговый регистр 8 записывает и сдвигает данные по заднему фронту сигнала с первого компаратора 4. Вход АЦП 1 подключен через линию связи к выходу предусилителя сканирующей системы инфракрасного диапазона, в котором электрический сигнал с фотоприемника профильтрован фильтром низких частот (ФНЧ) и однократно продифференцирован аналоговым фильтром. Генератор частоты дискретизации 2 соединен с входом запуска на преобразование АЦП 1 и входами первой 14 и второй 15 схем «И». Дифференцирующий фильтр 3 подключен к выходу АЦП 1, выход дифференцирующего фильтра 3 соединен с входом данных накапливающего сумматора 5 и через первый умножитель 9 со входом данных второго накапливающего сумматора 6. Первый умножитель 9 на постоянный коэффициент имеет коэффициент умножения равный (-1), делает отрицательные значения сигнала с дифференцирующего фильтра 3 положительными. Вход компаратора 4 соединен с выходом дифференцирующего фильтра 3, его выход соединен с первым 23 и вторым 24 формирователями коротких импульсов, с тактовыми входами первого 7 и второго 8 многовходовых сдвиговых регистров, с первой 14 схемой «И» и через схему «НЕ» 27 со второй схемой «И» 15. Выход первого 5 накапливающего сумматора подключен к входу данных первого 7 многовходового сдвигового регистра, к первому сумматору 12 и первому входу второго компаратора 18. Для компараторов 18-22 принято, что сигнал на их выходах устанавливается в единицу, если число на верхнем входе больше числа на нижнем входе. Выход второго 6 накапливающего сумматора подключен к входу данных второго 8 многовходового сдвигового регистра, к второму 13 сумматору и к входу пятого 21 компаратора. Выход первого формирователя коротких импульсов 23 соединен с входом обнуления первого накапливающего сумматора 5 и входом третьей схемы «И» 16. Выход второго формирователя коротких импульсов 24 соединен со входом обнуления второго накапливающего сумматора 6 и входом четвертой схемы «И» 17. Первый выход первого многовходового сдвигового регистра 7 подключен к второму сумматору 13 и через третий умножитель 11 на постоянный коэффициент к вторым входам пятого 21 и шестого 22 компараторов. Первый выход второго многовходового сдвигового регистра 8 подключен к первому сумматору 12 и, через второй 10 умножитель на постоянный коэффициент, к вторым входам второго 18 и третьего 19 компараторов. Второй выход первого многовходового сдвигового регистра 7 подключен к первому сумматору 12 и входу третьего компаратора 19. Второй выход второго многовходового сдвигового регистра 8 подключен к второму сумматору 13 и входу шестого компаратора 22. Выходы второго 18 и третьего 19 компараторов соединены с отдельными входами третьей схемы «И» 16. Выходы пятого 21 и шестого 22 компараторов соединены с отдельными входами четвертой схемы «И» 17. Выход третьей схемы «И» 16 соединен с тактовым входом усредняющего цифрового фильтра 25. Вход данных усредняющего цифрового фильтра 25 подключен к выходу первого 12 сумматора. Выход усредняющего цифрового фильтра 25 соединен со входом четвертого компаратора 20 и служит выходом числовой оценки уровня помех «ПОРОГ». Выход второго сумматора 13 подключен к второму входу четвертого компаратора 20 и четвертому умножителю 26. Выход четвертого компаратора 20 соединен с четвертой схемой «И» 17, выход четвертой схемы «И» 17 подключен к четвертому умножителю 26, выход которого служит для выдачи числовой оценки величины обнаруженного импульса «S». Выход четвертой схемы «И» 17 является выходом обнаружителя полезного импульса «ОБН».The device for detecting and measuring a pulse signal of known polarity of Fig. 1 contains an ADC 1, a sampling frequency generator 2, a differentiating filter 3, made in the form of a filter with a finite impulse response (FIR filter), which has differentiating properties (see page 330 [4]) , the first comparator 4 (see [5] p. 101), the first 5 and second 6 accumulators (see [5] p. 152), the first 7 and second 8 multi-input shift registers (see [5] p. 144 ), first 9, second 10, third 11 constant factor multipliers, first 12 and second 13 adders, p I tear 14, second 15, third 16, fourth 17 of the “I” circuit, second 18, third 19, fourth 20, fifth 21, sixth 22 comparators, first 23 and second 24 short-pulse shapers (see [5], p. 74 ), the averaging digital filter 25, the fourth multiplier 26, the “NOT” circuit 27. The first multi-input shift register 7 records and shifts data along the rising edge of the signal from the first comparator 4. The second multi-input shift register 8 records and shifts data along the falling edge of the signal from the first comparator 4. The input of the ADC 1 is connected via a communication line to the preamp output An infrared scanning system in which the electric signal from the photodetector is filtered by a low-pass filter (low-pass filter) and is differentiated once by an analog filter. The sampling frequency generator 2 is connected to the input of the start to the conversion of the ADC 1 and the inputs of the first 14 and second 15 circuits "And". The differentiating filter 3 is connected to the output of the ADC 1, the output of the differentiating filter 3 is connected to the data input of the accumulating adder 5 and through the first multiplier 9 to the data input of the second accumulating adder 6. The first multiplier 9 by a constant coefficient has a multiplication factor equal to (-1), makes negative the signal values from the differentiating filter 3 are positive. The input of the comparator 4 is connected to the output of the differentiating filter 3, its output is connected to the first 23 and second 24 shapers of short pulses, with the clock inputs of the first 7 and second 8 multi-input shift registers, with the first 14 circuit “AND” and through the circuit “NOT” 27 with the second circuit “I” 15. The output of the first 5 accumulating adder is connected to the data input of the first 7 multi-input shift register, to the first adder 12 and the first input of the second comparator 18. For comparators 18-22 it is accepted that the signal at their outputs is set to unity if h layer on the upper input greater than the number in the lower inlet. The output of the second 6 accumulating adder is connected to the data input of the second 8 multi-input shift register, to the second 13 adder and to the input of the fifth 21 comparator. The output of the first driver of short pulses 23 is connected to the input of zeroing of the first accumulating adder 5 and the input of the third circuit “And” 16. The output of the second driver of short pulses 24 is connected to the input of zeroing of the second accumulating adder 6 and the input of the fourth circuit “And” 17. The first output of the first multi-input the shift register 7 is connected to the second adder 13 and through the third multiplier 11 by a constant coefficient to the second inputs of the fifth 21 and sixth 22 of the comparators. The first output of the second multi-input shift register 8 is connected to the first adder 12 and, through the second 10, a constant factor multiplier, to the second inputs of the second 18 and third 19 comparators. The second output of the first multi-input shift register 7 is connected to the first adder 12 and the input of the third comparator 19. The second output of the second multi-input shift register 8 is connected to the second adder 13 and the input of the sixth comparator 22. The outputs of the second 18 and third 19 comparators are connected to the individual inputs of the third circuit And "16. The outputs of the fifth 21 and sixth 22 comparators are connected to the individual inputs of the fourth circuit" And "17. The output of the third circuit" And "16 is connected to the clock input of the averaging digital filter 25. The data input is averaging about the digital filter 25 is connected to the output of the first 12 adder. The output of the averaging digital filter 25 is connected to the input of the fourth comparator 20 and serves as the output of the numerical estimation of the THRESHOLD noise level. The output of the second adder 13 is connected to the second input of the fourth comparator 20 and the fourth multiplier 26. The output of the fourth comparator 20 is connected to the fourth circuit “I” 17, the output of the fourth circuit “And” 17 is connected to the fourth multiplier 26, the output of which is used to provide a numerical estimate of the value detected pulse "S". The output of the fourth circuit "And" 17 is the output of the detector useful pulse "OBN".

Усредняющий цифровой фильтр 25 может быть выполнен в соответствии со структурной схемой фиг.2. Он содержит два, 27 и 28, параллельных регистра с управлением по фронту (см. [5], стр.144), сумматор 29, два, 30 и 31, умножители на постоянный коэффициент. Тактовые входы параллельных регистров 27, 28 соединены с тактовым входом «С» усредняющего цифрового фильтра 25. Вход «D» данных усредняющего цифрового фильтра 25 соединен с входом данных параллельного регистра 27, выход параллельного регистра 27 подключен к сумматору 29, выход сумматора 29 соединен с входом данных параллельного регистра 28 и умножителем 31 на постоянный коэффициент. Выход параллельного регистра 28 через умножитель 30 на постоянный коэффициент соединен с входом сумматора 29. Выход умножителя 31 на постоянный коэффициент образует выход усредняющего цифрового фильтра «ПОРОГ».Averaging digital filter 25 may be performed in accordance with the structural diagram of figure 2. It contains two, 27 and 28, parallel registers with edge control (see [5], p. 144), an adder 29, two, 30 and 31, multipliers by a constant coefficient. The clock inputs of the parallel registers 27, 28 are connected to the clock input “C” of the averaging digital filter 25. The data input “D” of the averaging digital filter 25 is connected to the data input of the parallel register 27, the output of the parallel register 27 is connected to the adder 29, the output of the adder 29 is connected to data input parallel register 28 and the multiplier 31 by a constant coefficient. The output of the parallel register 28 through the multiplier 30 by a constant coefficient is connected to the input of the adder 29. The output of the multiplier 31 by a constant coefficient forms the output of the averaging digital filter “THRESHOLD”.

Устройство для обнаружения и измерения импульсного сигнала известной полярности работает следующим образом.A device for detecting and measuring a pulse signal of known polarity works as follows.

На вход устройства, вход АЦП 1, поступает сигнал, форма которого приведена на фиг.3, осциллограмма 32. Сигнал поступает с выхода предусилителя сканирующей системы инфракрасного диапазона. Вид сигнала на выходе фотоприемника ОГС показан на осциллограмме 33. Осциллограмма 34 показывает вид сигнала на выходе дифференцирующего фильтра 3. Сигнал с фотоприемника ОГС содержит периодически повторяемые, полезные импульсы 35 от источника с положительном контрасте относительно фона, помеховые импульсы 36 от источника имеющего отрицательный контраст относительно фона, аддитивную составляющую шума. На входе АЦП 1 полезные импульсы имеют вид 37, помеховые импульсы вид 38, а импульсы от аддитивного шума случайную форму. На выходе дифференцирующего фильтра 3 полезные импульсы приобретают вид 39, а помеховые импульсы вид 40. Отметим отличительную особенность полезного импульса от помехового импульса по осциллограмме 34. Полезный импульс имеет величину положительной полуволны 41 импульса, большую, чем модули величин отрицательных полуволн 42 импульса перед и после этой положительной полуволны 41 даже после умножения величины положительной полуволны на коэф4жциепт, меньший единицы. Помеховый импульс, наоборот, имеет модуль величины отрицательной полуволны 43 импульса 40, больший, чем величина положительных полуволн 44 импульса перед и после этой отрицательной полуволны, даже после умножения модуля отрицательной полуволны на коэффициент, меньший единицы. В предлагаемом устройстве эти отличия используют для отнесения принятых импульсов к помеховым и предварительного отнесения принятых импульсов к полезным.At the input of the device, the input of the ADC 1, a signal is received, the shape of which is shown in figure 3, the waveform 32. The signal comes from the output of the preamplifier of the scanning system of the infrared range. The type of signal at the output of the OGS photodetector is shown on the oscillogram 33. The waveform 34 shows the type of signal at the output of the differentiating filter 3. The signal from the OGS photodetector contains periodically repeated, useful pulses 35 from a source with positive contrast relative to the background, interference pulses 36 from a source having negative contrast with background, additive component of noise. At the ADC input 1, the useful pulses have the form 37, the interference pulses have the form 38, and the pulses from the additive noise are random in shape. At the output of the differentiating filter 3, the useful pulses take the form of 39, and the interference pulses of the form 40. Note the distinctive feature of the useful pulse from the interference pulse in the waveform 34. The useful pulse has a positive half-wave 41 pulses greater than the absolute values of the negative half-waves 42 pulses before and after of this positive half-wave 41 even after multiplying the value of the positive half-wave by a coefficient less than one. The interference pulse, on the contrary, has a modulus of negative half-wave 43 of pulse 40, greater than the positive half-wave of 44 pulses before and after this negative half-wave, even after multiplying the negative half-wave modulus by a factor less than unity. In the proposed device, these differences are used to classify the received pulses as interfering and preliminary classify the received pulses as useful.

На фиг.4 повторно приведена осциллограмма 33 на выходе фотоприемника ОГС и приведена осциллограмма 45 с тремя сигналами на одной оси времени, а именно, сигналом с выхода дифференцирующего фильтра 3 (повторена осциллограмма 34) с положительными полуволнами 41 от полезного импульса, сигналом на выходе первого накапливающего сумматора 5, с импульсами 46 от положительных полуволн 41 и в инверсном виде (представлены, как отрицательные) показаны сигналы на выходе второго накапливающего сумматора 6 с импульсами 47, вызванными отрицательными полуволнами 42 (фиг.3) полезного импульса и импульсами 48 (фиг.4), вызванными отрицательными полуволнами 43 (фиг.3) помехового импульса 40. Положительные полуволны 41 импульса 39 вызывают на выходе первого накапливающего сумматора 5 сигнал 46. Отрицательные полуволны 42 импульса 39 вызывают импульсы 47 на выходе второго накапливающего сумматора 6 (на осциллограмме 45 показаны как отрицательные). На осциллограммах 49 на оси времени 50 показан сигнал на выходе компаратора 4, на оси времени 51 сигнал на выходе формирователя коротких импульсов 23 в виде положительных импульсов, на оси времени 52 сигнал на выходе формирователя коротких импульсов 24 (импульсы положительной полярности). На оси времени 51 отрицательными импульсами единичной амплитудой показан сигнал на выходе третьей 16 схемы «И» (обнаружение помеховых импульсов по их форме, этот сигнал показан для наглядности отрицательным). Также на оси времени 51 отрицательными импульсами удвоенной величины приведен сигнал на выходе четвертой 17 схемы «И» (обнаружение полезных импульсов по их форме, сигнал показан для наглядности отрицательными, увеличенными в два раза импульсами, при этом принудительно установлен единичный логический уровень на выходе четвертого компаратора 20). На осциллограмме 53 представлены одновременно три сигнала, участвующие при обнаружении помехового импульса по его форме, это сигнал 46 с выхода первого накапливающего сумматора 5 (сигнал с «зубчиками», когда происходит накопление отсчетов), сигнал 54 со второго выхода первого многовходового сдвигового регистра 7 (сигнал прямоугольной формы) и представленный инверсным (для наглядности отрицательным) сигнал 55 с первого выхода второго многовходового сдвигового регистра 8.Figure 4 again shows the waveform 33 at the output of the OGS photodetector and the waveform 45 with three signals on the same time axis, namely, the signal from the output of the differentiating filter 3 (repeated waveform 34) with positive half-waves 41 from the useful pulse, the signal at the output of the first the accumulating adder 5, with pulses 46 from the positive half-waves 41 and in the inverse form (represented as negative) shows the output signals of the second accumulating adder 6 with pulses 47 caused by negative half-waves 42 (FIG. 3) of the useful pulse and pulses 48 (FIG. 4) caused by the negative half-waves 43 (FIG. 3) of the interfering pulse 40. The positive half-waves 41 of the pulse 39 cause the signal 46 at the output of the first accumulating adder 5. The negative half-waves 42 of the pulse 39 cause pulses 47 at the output of the second accumulating adder 6 (shown on the waveform 45 as negative). On the oscillograms 49 on the time axis 50, the signal at the output of the comparator 4 is shown, on the time axis 51, the signal at the output of the short pulse generator 23 in the form of positive pulses, on the time axis 52, the signal at the output of the short pulse generator 24 (pulses of positive polarity). On the time axis 51, negative pulses of unit amplitude show the signal at the output of the third 16 “I” circuit (detection of jamming pulses in their shape, this signal is shown negative for clarity). Also, on the time axis 51, negative pulses of doubled magnitude show the signal at the output of the fourth 17th “I” circuit (detection of useful pulses in their shape, the signal is shown for clarity as negative, doubled pulses, while a unit logic level at the output of the fourth comparator is forced twenty). Oscillogram 53 shows simultaneously three signals that are involved in detecting an interference pulse by its shape, it is signal 46 from the output of the first accumulating adder 5 (signal with “teeth” when the accumulation of samples occurs), signal 54 from the second output of the first multi-input shift register 7 ( a square wave signal) and represented by an inverse (for clarity negative) signal 55 from the first output of the second multi-input shift register 8.

Входной сигнал устройства преобразуется в цифровое представление на выходе АЦП 1 и поступает на первый 5 и второй 6 накапливающие сумматоры. Отрицательные значения сигнала на входе второго накапливающего сумматора 6 имеют положительное значение, т.к. умножаются на (-1) первым 9 умножителем на постоянный коэффициент. Первый накапливающий сумматор 5 суммирует значения сигнала, когда он положителен, т.к. первая схема «И» 14, пропускает на тактовый вход импульсы генератора 2, когда на выходе первого компаратора 4 сигнал равен 1. Второй накапливающий сумматор 6 суммирует значения сигнала, когда он отрицателен, т.к. вторая схема «И» 15, пропускает на тактовый вход импульсы генератора 2, когда на выходе первого компаратора 4 сигнал равен нулю. Накопленные значения суммы отсчетов входного сигнала запоминаются в многовходовых сдвиговых регистрах 7 и 8 на два такта. По переднему фронту сигнала с первого компаратора 4, величина положительной полуволны переписывается в первый многовходовый регистр 7. Первый формирователь 23 коротких импульсов обнуляет первый накапливающий сумматор 5 перед началом нового измерения величины положительной полуволны сигнала. По заднему фронту сигнала с первого компаратора 4, величина отрицательной полуволны переписывается во второй многовходовый регистр 8. Второй формирователь 24 коротких импульсов обнуляет второй накапливающий сумматор 6 перед началом нового измерения величины отрицательной полуволны сигнала.The input signal of the device is converted to a digital representation at the output of the ADC 1 and fed to the first 5 and second 6 accumulative adders. Negative values of the signal at the input of the second accumulating adder 6 have a positive value, because multiplied by (-1) by the first 9 multiplier by a constant coefficient. The first accumulating adder 5 summarizes the signal values when it is positive, because the first “I” circuit 14 passes the pulses of the generator 2 to the clock input when the signal at the output of the first comparator 4 is 1. The second accumulating adder 6 summarizes the signal values when it is negative, because the second circuit "And" 15, passes to the clock input pulses of the generator 2, when the output of the first comparator 4, the signal is zero. The accumulated values of the sum of the samples of the input signal are stored in multi-input shift registers 7 and 8 for two cycles. On the leading edge of the signal from the first comparator 4, the value of the positive half-wave is written into the first multi-input register 7. The first driver 23 of short pulses resets the first accumulating adder 5 before starting a new measurement of the value of the positive half-wave of the signal. On the trailing edge of the signal from the first comparator 4, the value of the negative half-wave is written into the second multi-input register 8. The second driver 24 short pulses resets the second accumulating adder 6 before starting a new measurement of the magnitude of the negative half-wave of the signal.

Для обнаружения помехового импульса по форме сигнала, величина модуля отрицательной полуволны (сумма отсчетов АЦП, когда сигнал с АЦП 1 отрицательный, получаем с помощью накапливающего регистра 6) сравнивается с предыдущей и последующей ей по времени положительными полуволнами, измеренными с помощью накапливающего сумматора 5. Величина модуля отрицательной полуволны уменьшается с помощью умножителя 10 на постоянный коэффициент, меньшей 1. Если величина уменьшенного модуля отрицательная полуволна сигнала, больше чем величины предыдущий и последующий положительных полуволн, то второй 18 и третий 19 компараторы выдадут на входы третьей схемы «И» 16 логические единицы и по импульсу с первого 23 формирователя коротких импульсов, величина с первого сумматора 12 перепишется в усредняющий цифровой фильтр 25. На осциллограмме 51 видим семь отрицательных импульсов с амплитудой (-1), это произошло обнаружение импульсов по форме похожих на помеховые.To detect an interfering pulse by the waveform, the magnitude of the negative half-wave module (the sum of the ADC readings when the signal from ADC 1 is negative, we obtain using the accumulating register 6) is compared with the previous and subsequent positive half-waves measured by the accumulating adder 5. The value modulus of the negative half-wave is reduced by a multiplier 10 by a constant coefficient less than 1. If the magnitude of the reduced module is a negative half-wave of the signal, more than the previous value followed by positive half-waves, the second 18 and third 19 comparators will output 16 logical units to the inputs of the third “I” circuit and by the pulse from the first 23 short-pulse shaper, the value from the first adder 12 will be transferred to the averaging digital filter 25. On the oscillogram 51 we see seven negative pulses with an amplitude of (-1), this occurred the detection of pulses in a form similar to interference.

Для обнаружения по форме сигнала импульса, похожего на целевой импульс, величина положительной полуволны (сумма отсчетов АЦП, когда сигнал с АЦП положительный) сравнивается с величинами предыдущей и последующей ей по времени модулями отрицательных полуволн. Величина положительной полуволны уменьшается с помощью умножителя 11 на постоянный коэффициент, меньшей 1. Если величина уменьшенной положительной полуволны сигнала, больше чем величины модулей предыдущий и последующий отрицательных полуволн, то пятый 21 и шестой 22 компараторы выдадут на входы четвертой схемы «И» 17 логические единицы. Происходит обнаружение импульса, похожего на целевой. Если установить на выходе компаратора 20 логическую единицу, то при единичных импульсах со второго 24 формирователя коротких импульсов получим для сигнала по осциллограмме 33 на осциллограмме 51 шесть отрицательных импульсов с амплитудой (-2), это произошло обнаружение импульсов по форме похожих на полезные. В действительности, только импульсы 56 и 57 соответствуют полезным импульсам, остальные вызваны шумом. Для исключения обнаружения шумовых импульсов, похожих на целевые, используется компаратор 20, который дает логическую единицу на выходе, если сигнал с сумматора 13 превышает сигнал с выхода цифрового усредняющего фильтра 25. На сумматоре 13 суммируются величины положительной полуволны и модули величин отрицательных полуволн, предшествующей и последующей за этой положительной полуволной.To detect an impulse similar to the target impulse in the form of the signal, the positive half-wave (the sum of the ADC readings when the signal from the ADC is positive) is compared with the values of the previous half-modules of the negative half-waves. The value of the positive half-wave is reduced with the help of the multiplier 11 by a constant coefficient less than 1. If the value of the reduced positive half-wave of the signal is greater than the magnitudes of the previous and subsequent negative half-waves, then the fifth 21 and sixth 22 comparators will output logic units to the inputs of the fourth “And” circuit 17 . A pulse similar to the target is detected. If we set a logical unit at the output of comparator 20, then with unit pulses from the second 24 short pulse shaper we obtain for the signal from waveform 33 on waveform 51 six negative pulses with amplitude (-2), this detected pulses in a shape similar to useful. In reality, only pulses 56 and 57 correspond to useful pulses, the rest are caused by noise. To exclude the detection of noise pulses similar to the target ones, a comparator 20 is used, which gives a logical unit at the output if the signal from the adder 13 exceeds the signal from the output of the digital averaging filter 25. The adder 13 summarizes the positive half-wave and the absolute values of the negative half-waves preceding and following this positive half-wave.

Таким образом, если положительная полуволна импульса больше величинам модулей предыдущей и последующей ей отрицательных полуволн и сигнал с второго сумматора 13 больше величины порога с выхода цифрового усредняющего фильтра 25, величина с второго сумматора 12 через четвертый умножитель 26 поступает на выход «S» измерителя величины полезного импульса, одновременно на выходе «Обн» формируется импульс, указывающий на обнаружение полезного импульса.Thus, if the positive half-wave of the pulse is greater than the values of the modules of the previous and subsequent negative half-waves and the signal from the second adder 13 is greater than the threshold value from the output of the digital averaging filter 25, the value from the second adder 12 through the fourth multiplier 26 is fed to the output “S” of the useful value meter pulse, at the same time at the output of "Obn" a pulse is formed, indicating the detection of a useful pulse.

На фиг.5 приведены осциллограммы сигналов в устройстве при малом значении входного полезного сигнала. На осциллограмме 58 показан сигнал на выходе фотоприемника с полезными импульсами 59 положительного контраста. На осциллограмме 60 показаны три сигнала. Сигнал 61 на выходе второго сумматора 13, пороговый уровень 62 с выхода усредняющего цифрового фильтра 25 и величины обнаруженного полезного импульса 63. На осциллограмме 64 приведены тоже три сигнала. Сигнал на выходе дифференцирующего фильтра 3 с полезными импульсами 65, сигнал 66 величины обнаруженного полезного импульса, равен импульсам 63, величины помеховых импульсов 67, обнаруженные по форме. На осциллограмме 68 показаны сигналы, аналогичные сигналам на осциллограмме 49 фиг.4. На осциллограмме 69 показан сигнал с выхода компаратора 4. На осциллограмме 70 показан сигнал с выхода формирователя коротких импульсов 23. На осциллограмме 71 показан сигнал с выхода формирователя коротких импульсов 24. На осциллограмме 70 видим четыре случая (импульсы амплитудой -1) обнаружения помеховых импульсов по форме и шесть случаев (импульсы амплитудой -2) обнаружения по форме предположительно полезных импульсов. Импульсы 72 на осциллограмме 70 соответствуют случаю обнаружения полезных импульсов, величина которых превышает величину «ПОРОГ» с выхода усредняющего фильтра 25.Figure 5 shows the waveforms of the signals in the device with a small value of the input useful signal. Oscillogram 58 shows the signal at the output of the photodetector with useful pulses 59 of positive contrast. Waveform 60 shows three signals. The signal 61 at the output of the second adder 13, the threshold level 62 from the output of the averaging digital filter 25 and the magnitude of the detected useful pulse 63. Three signals are also shown on the waveform 64. The signal at the output of the differentiating filter 3 with useful pulses 65, the signal 66 of the detected useful pulse, is equal to the pulses 63, the magnitude of the interference pulses 67 detected in shape. The waveform 68 shows the signals similar to the signals on the waveform 49 of figure 4. The waveform 69 shows the signal from the output of the comparator 4. The waveform 70 shows the signal from the output of the short-pulse generator 23. The waveform 71 shows the signal from the output of the short-pulse generator 24. On the waveform 70 we see four cases (pulses with an amplitude of -1) for detecting interference pulses by form and six cases (impulses of amplitude -2) detection in the form of presumably useful impulses. The pulses 72 on the waveform 70 correspond to the case of detection of useful pulses, the value of which exceeds the value of the "THRESHOLD" from the output of the averaging filter 25.

Использование предложенного устройства позволяет обнаруживать и оценивать величину полезных импульсов после двукратного дифференцирования сигнала, производить оценку уровня помех и использовать эту оценку для повышения вероятности правильного решения при обнаружении импульсов известной полярности.Using the proposed device allows you to detect and evaluate the magnitude of the useful pulses after twofold differentiation of the signal, to evaluate the level of interference and use this estimate to increase the likelihood of a correct solution when detecting pulses of known polarity.

В настоящее время проведено изготовление устройства обнаружения и измерения импульсного сигнала известной полярности с ОГС и проведены испытания с положительным результатом. Устройство разработано на основе аппаратно программных средств цифрового сигнального процессора 1867ВЦ5Т [6|.Currently, a device for detecting and measuring a pulse signal of known polarity with OGS has been manufactured and tests have been carried out with a positive result. The device is developed on the basis of hardware and software of the digital signal processor 1867ВЦ5Т [6 |.

Источники информации:Information sources:

1. Патент США №4135161, 16 января 1979, Н03К 5/153 (аналог).1. US patent No. 4135161, January 16, 1979, H03K 5/153 (analogue).

2. Патент США №5280289, 18 января 1994, G01S 7/34.2. US patent No. 5280289, January 18, 1994, G01S 7/34.

3. Патент США №4318047, 02 февраля 1982, Int.Cl.3 G01R 29/02; G01S 3/78; U.S. Cl. 328/112 [прототип].3. US Patent No. 4318047, February 02, 1982, Int.Cl. 3 G01R 29/02; G01S 3/78; US Cl. 328/112 [prototype].

4. К.Ланцош. Практические методы прикладного анализа. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы. - 1961.4. K. Lantsosh. Practical methods of applied analysis. - M .: State publishing house of physical and mathematical literature. - 1961.

5. Ю.В.Новиков. Основы цифровой схемотехники. Базовые элементы и схемы. Методы проектирования. М.: Мир - 2001.5. Yu.V. Novikov. Basics of digital circuitry. Basic elements and schemes. Design Methods. M .: World - 2001.

6. Микросхемы интегральные 1867ВЦ5Т. Техническое описание КФДЛ.431299.013ТО - Воронеж; ФГУП «НИИЭТ» - 2007.6. Integrated circuits 1867VTs5T. Technical description KFDL. 431299.013TO - Voronezh; FSUE NIIET - 2007.

Claims (2)

1. Устройство для обнаружения и измерения импульсного сигнала известной полярности, содержащее дифференцирующий фильтр 3, подключенный к его выходу первый компаратор 4, подсоединенную к выходу первого компаратора 4 первую схему «И» 14, отличающееся тем, что на входе устройства введен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, к выходу которого подключен дифференцирующий фильтр 3, введены генератор частоты дискретизации 2, первый 5 и второй 6 накапливающие сумматоры, первый 7 и второй 8 многовходовые сдвиговые регистры, подключенная к выходу первого компаратора 4 схема «НЕ» 27, первый 23 и второй 24 формирователи коротких импульсов по фронтам выходного сигнала первого компаратора 4, также подключенные к выходу первого компаратора 4, второй 18, третий 19, четвертый 20, пятый 21 и шестой 22 компараторы, вторая 15, третья 16, четвертая 17 схемы «И», первый 12 и второй 13 сумматоры, усредняющий цифровой фильтр 25, первый 9, второй 10, третий 11 умножители на постоянный коэффициент, четвертый умножитель 26, подключенный входами к выходу четвертой 17 схемы «И» и к выходу второго 13 сумматора, при этом генератор 2 частоты дискретизации подключен ко входу запуска на преобразование АЦП 1, к входам первой 14 и второй 15 схемам «И», выход схемы «НЕ» 27 подсоединен к входу второй 15 схемы «И», выход дифференцирующего фильтра 3 соединен с первым 5 накапливающим сумматором и входом первого 9 умножителя на постоянный коэффициент, выход первого 9 умножителя на постоянный коэффициент подключен к второму накапливающему сумматору 6, выход первой 14 схемы «И» соединен с тактовым входом первого 5 накапливающего сумматора, выход второй 15 схемы «И» соединен с тактовым входом второго 6 накапливающего сумматора, выход первого 23 формирователя коротких импульсов соединен с входом третьей 16 схемы «И» и входом сброса первого 5 накапливающего сумматора, выход второго 24 формирователя коротких импульсов соединен с входом четвертой 17 схемы «И» и входом сброса второго 6 накапливающего сумматора, выход первого 4 компаратора подключен к тактовым входам многовходовых сдвиговых регистров 7, 8, выход первого 5 накапливающего сумматора соединен со входом данных первого 7 многовходового сдвигового регистра, входом первого 12 сумматора и входом второго 18 компаратора, выход второго 6 накапливающего сумматора соединен с входом данных второго 8 многовходового сдвигового регистра, входом второго 13 сумматора и входом пятого 21 компаратора, первый выход первого 7 многовходового сдвигового регистра соединен с входом второго сумматора 13 и входом третьего 11 умножителя на постоянный коэффициент, первый выход второго 8 многовходового сдвигового регистра соединен с входом первого 12 сумматора и входом второго 10 умножителя на постоянный коэффициент, второй выход первого 7 многовходового сдвигового регистра соединен с входом первого 12 сумматора и входом третьего 19 компаратора, второй выход второго 8 многовходового сдвигового регистра соединен с входом второго сумматора 13 и входом шестого 22 компаратора, выход второго 10 умножителя на постоянный коэффициент подключен к входам второго 18 и третьего 19 компараторов, выход третьего 11 умножителя на постоянный коэффициент подключен к входам пятого 21 и шестого 22 компараторов, выходы второго 18 и третьего 19 компараторов соединены со входами третьей 16 схемы «И», выходы пятого 21 и шестого 22 компараторов соединены со входами четвертой 17 схемы «И», выход первого 12 сумматора подключен к входу данных усредняющего цифрового фильтра 25, выход третьей 16 схемы «И» подсоединен к тактовому входу усредняющего цифрового фильтра 25, выход усредняющего цифрового фильтра 25 соединен с входом четвертого 20 компаратора, выход второго 13 сумматора подключен к входу четвертого 20 компаратора, выход четвертого 20 компаратора соединен со входом четвертой 17 схемы «И», а выходами устройства служат выход четвертого умножителя 26, выход четвертой схемы «И» 17 и выход усредняющего цифрового фильтра 25.1. A device for detecting and measuring a pulse signal of known polarity, comprising a differentiating filter 3, a first comparator 4 connected to its output, a first "I" circuit 14 connected to the output of the first comparator 4, characterized in that an analog-to-digital converter is introduced at the input of the device (ADC) 1, to the output of which a differentiating filter 3 is connected, a sampling frequency generator 2, the first 5 and second 6 accumulating adders, the first 7 and second 8 multi-input shift registers connected to the output of the second comparator 4, the “NOT” circuit 27, the first 23 and second 24 short pulse shapers along the edges of the output signal of the first comparator 4, also connected to the output of the first comparator 4, the second 18, the third 19, the fourth 20, the fifth 21 and the sixth 22 comparators, the second 15, third 16, fourth 17 of the “And” circuit, first 12 and second 13 adders, averaging digital filter 25, the first 9, second 10, third 11 multipliers by a constant coefficient, the fourth multiplier 26, connected by the inputs to the output of the fourth 17 of the “And” circuit "And to the output of the second 13 adder, with the generator 2 hours The sampling rate is connected to the start input for converting the ADC 1, to the inputs of the first 14 and second 15 “I” circuits, the output of the “NOT” circuit 27 is connected to the input of the second 15 “I” circuits, the output of the differentiating filter 3 is connected to the first 5 accumulating adder and the input of the first 9 multiplier by a constant coefficient, the output of the first 9 multiplier by a constant coefficient is connected to the second accumulating adder 6, the output of the first 14 of the "And" circuit is connected to the clock input of the first 5 of the accumulating adder, the output of the second 15 of the "And" circuit is connected to the clock input m of the second 6 accumulating adder, the output of the first 23 short pulse generator is connected to the input of the third 16 “I” circuit and the reset input of the first 5 accumulating adder, the output of the second 24 short pulse generator is connected to the input of the fourth 17 short circuit “And” and the reset input of the second 6 accumulating the adder, the output of the first 4 comparator is connected to the clock inputs of the multi-input shift registers 7, 8, the output of the first 5 accumulating adder is connected to the data input of the first 7 multi-input shift register, the input of the first 12 the adder and the input of the second 18 comparator, the output of the second 6 accumulating adder is connected to the data input of the second 8 multi-input shift register, the input of the second 13 adder and the input of the fifth 21 comparator, the first output of the first 7 multi-input shift register is connected to the input of the second adder 13 and the input of the third 11 multiplier constant coefficient, the first output of the second 8 multi-input shift register is connected to the input of the first 12 adder and the input of the second 10 multiplier by a constant coefficient, the second output of the first 7 the nogo input shift register is connected to the input of the first 12 adder and the input of the third 19 comparator, the second output of the second 8 multi-input shift register is connected to the input of the second adder 13 and the input of the sixth 22 comparator, the output of the second 10 multiplier by a constant coefficient is connected to the inputs of the second 18 and third 19 comparators , the output of the third 11 multiplier by a constant coefficient is connected to the inputs of the fifth 21 and sixth 22 comparators, the outputs of the second 18 and third 19 comparators are connected to the inputs of the third 16 circuit “And”, the outputs of the fifth 21 and sixth 22 comparators are connected to the inputs of the fourth 17 of the "And" circuit, the output of the first 12 adder is connected to the data input of the averaging digital filter 25, the output of the third 16 circuit "And" is connected to the clock input of the averaging digital filter 25, the output of the averaging digital filter 25 connected to the input of the fourth comparator 20, the output of the second adder 13 is connected to the input of the fourth comparator 20, the output of the fourth comparator 20 is connected to the input of the fourth And circuit 17, and the outputs of the fourth multiplier 26, the outputs d fourth circuit "I" and the output 17 of the averaging digital filter 25. 2. Устройство для обнаружения и измерения импульсного сигнала известной полярности по п.1, отличающееся тем, что дифференцирующий фильтр 3 выполнен в виде фильтра с конечной импульсной характеристикой.
Figure 00000001
2. A device for detecting and measuring a pulse signal of known polarity according to claim 1, characterized in that the differentiating filter 3 is made in the form of a filter with a finite impulse response.
Figure 00000001
RU2011152779/08U 2011-12-26 2011-12-26 DEVICE FOR DETECTING AND MEASURING A PULSE SIGNAL OF KNOWN POLARITY RU117660U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152779/08U RU117660U1 (en) 2011-12-26 2011-12-26 DEVICE FOR DETECTING AND MEASURING A PULSE SIGNAL OF KNOWN POLARITY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011152779/08U RU117660U1 (en) 2011-12-26 2011-12-26 DEVICE FOR DETECTING AND MEASURING A PULSE SIGNAL OF KNOWN POLARITY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU117660U1 true RU117660U1 (en) 2012-06-27

Family

ID=46682457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011152779/08U RU117660U1 (en) 2011-12-26 2011-12-26 DEVICE FOR DETECTING AND MEASURING A PULSE SIGNAL OF KNOWN POLARITY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU117660U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104502684B (en) A kind of totally digitilized peak value due in discrimination method
CN106019300A (en) Laser ranging device and laser ranging method thereof
CN205992055U (en) A kind of laser ranging system
CN106841086B (en) A method of improving Atmospheric Survey Fourier spectrometer signal-to-noise ratio
CN106054205A (en) Laser range finding device and laser range finding method thereof
KR102311559B1 (en) Method for processing an echo signal of an ultrasonic transducer
CN111273336B (en) Gaussian forming method for digital nuclear pulse signal
CN207601308U (en) A kind of laser ranging system
CN113156396B (en) Method and device for optimizing influence of interference source on laser radar
CN105259086A (en) Detection method and system of dust concentration
RU117660U1 (en) DEVICE FOR DETECTING AND MEASURING A PULSE SIGNAL OF KNOWN POLARITY
CN105044702A (en) Fitting method for pulse waveforms
US10924130B1 (en) High resolution digital trigger detector
WO2020028687A1 (en) Sound sensing with time-varying thresholds
Brown et al. Real-time hardware design for improving laser detection and ranging accuracy
JP6578817B2 (en) Signal processing apparatus and radiation measuring apparatus
CN107228684B (en) PSD output useful signal extraction method based on autocorrelation filtering technology
CN106646422A (en) Preprocessing system for reinforcing signal-to-noise ratio of Doppler frequency shift signal of coherent wind finding radar
CN103197161A (en) Detection method for impulse interference in weak direct current signals
CN202393908U (en) Ship navigation radar signal processing system
RU2584266C1 (en) Method of determining distance to point of damage on power transmission line
RU2663881C1 (en) Device for determining time of receipt of optical signal
Delagnes What is the theoretical time precision achievable using a dCFD algorithm?
RU2439791C1 (en) Method of generating pulses from signals of rotational frequency inductive sensors
CN108535542B (en) Peak-seeking phase discrimination method

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20121227