Двухпараметрический фильтр

 

Изобретение относится к радиотехнике и оптикоэлектронике и может быть использовано для фильтрации сигналов, прошедших через среду с насыщенным поглощением. Цель изобретения - повышение точности фильтрации. Фильтр содержи г алгебраический сумматор 1, сумма юры 2 п 5, умножители 4,7,8 и 9 и интеграторы 3 и 6. Входной сигнал Z(t) после прохождепич рез алгебраический сумматор 1, ьторой сумматор 5 и второй ин rerpdTop 6 преобразуется в оценку Х сигнала, проходящего через среду с насыщающимся поглощением , а после прохождения через первый сумматор 2 и первый интегратор 3 - в оценку X о состояния фотодетекторэ. на который воздействует сигнал ХА. 1 мл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н ОЭ Н 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫ И КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4748986/09 (22) 11.10.89 (46) 15,01,92. Бюл, М 2 (72) А,А. Солодов и Э.В. Борисов (53) 621.396.96(088.8) (56) Солодов А.В., Солодов А.А. Статистическая динамика систем с точечными процессами. М,. Наука, 1988, с.174, рис.5.7. (54) ДВУХПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР (57) Изобретение относится к радиотехнике и оптикоэлектронике и может быть использовано для фильтрации сигналов, прошедших через среду с насыщенным

Изобретение относится к области радиотехники и оптоэлектроники и может быть использовано для фильтрации сигналов, прошедших через среду с насыщающимся поглощением.

Цель изобретения — повышение точности фильтрации.

На чертеже приведена электрическая структурная схема двухпараметрического фильтра, Двухпараметрический фильтр содержит алгебраический сумматор 1, первый сумматор 2, первый интегратор 3, второй умножитель 4, второй сумматор 5, второй интегратор 6, третий умножитель 7, четвертый умножитель 8 и первый умножитель 9.

Двухпараметрический фильтр работает следующим образом..ÛË 1706012 А1 поглощением. Цель изобретения — повышение точности фильтрации. Фильтр содержи r алгебраический сумматор 1, сумма!оры 2 <1

5, умножители 4,7,8 и 9 и интеграторы " v. 6.

Входной сигнал Z(t) после прохож,чен. ч:!реэ алгебраический сумматор 1, ь горой с ум матор 5 и второй 1н i егр тор 6 преобразуется в оценку Х, !, сиги:уча, проходящего через среду с насыщзюь мся 10глощением, а после прохокдения ерсз первый сумматор 2 и первый интегратор Э— в оценку Х*О состояния фотодетектора, на который воздействует сигнал Х, . 1 ил

Предварительно проведем обоснование (синтез) его структуры, Предполагается, что полезный сигнал (оптическое излучение) Х проходит через среду с насыщающим поглощением, потери в которой уменьшаются с увеличением его интенсивности.

После прохождения такой среды излучение поступает на вход фотодетектора, в котором она преобразуется е сигнал Хп с последующим искажением тепловыми аддитивными шумами. В результате формируется наблюдаемый сигнал Z(t).

Предлагаемый фильтр позволяет получить оценки Х,!, Х*п, которые формируются на втором и первом выходах соответственно.

В общем случае система уравнений, описывающих оптимальный фильтр, имеет вид:

1706012 бД =г pC) с, ti(,ф, —, ъ сЯЩ+(ЕЯ +

11 а с гко}

Э

+e >e tz()-CORI>, а хо где Fg (Х ) — функция Х Д„характеризующая статистические свойства исходного on10 тического сигнала Х Л;

Fp(X*p), С(Х p) — функции Х р, характеризующие преобразование оптического сигнала в Электрический в фотодетекторе и канале наблюдения соответственно;

L(X Д.) — функция Х, характеризующая среду распространения оптического сигналаХ Л;

О>, ОЯ, ИЯ, 64о — коэффициенты, 20 характеризующие корреляционные связи между оценками сигналов Х Д, Х р;

0 — коэффициент, характеризующий мощность теплового шума, Сделаем допущение, что функции 25

М(Х*4. Fp(X о), С(Х о) являются линейными, т.е, Я (хХ) = гл kë; го (хо) = Fp хй; с (xp) = xp .

Кроме того, воспользуемся известной характеристикой среды с насыщающимся поглощением

L (XX) 1 — —, Х

ls где 1з — значение интенсивности, при котором затухание оптического сигнала уменьшается вдвое.

Для этого частный случай система уравнений принимает вид

Ф Q =, х + о, (— — 1 - вЂ, ) + Rx, о- t z (i) - )C ) .

Ф которому и соответствует предложенная структура фильтра.

Фильтрация сигнала 2(t) производится следующим образом.

Входной сигнал Z(t) поступает в алгеб- 50 раический сумматор 1, в котором из него

I + вычитается оценка Х о. Разность 2(т)Х р поступает на вход второго сумматора 5, на выходе которого формируется сумма (2 (t) — Хр) CN, + Х FL которая после интегрирования во втором интеграторе 6 преФ образуется в обновленную оценку Х „

Сигнал Х поступает также в четвертый умножитель 8, на выходе которого форх мируется сигнал Dp ((1 — ) — — ), Is Is который, в свою очередь, поступает на один из входов первого сумматора 2. На другие его входы поступает сигнал с выхода алгебраического сумматора 1, умноженный на коэффициенты Bgp 0 1 в первом умножителе

9, и умноженная во втором множителе 4 на коэффициент Fp оценка X*p. Выходной сигнал первого сумматора 2 после интегрирования в первом интеграторе 3 преобразуется в оценку X*p.

Таким образом, в данном устройстве обеспечивается оптимальная фильтрация сигналов при их прохождении через среду с насыщающимся поглощением.

Формула изобретения

Двухпараметрический фильтр, содержащий последовательно соединенные алгебраический сумматор, первые умножитель, сумматор и интегратор, выход которого соединен с вычитающим входом алгебраического сумматора и является первым выходом двухпараметрического фильтра, и второй умножитель, выход которого подключен к второму входу первого сумматора, последовательно соединенные третий умножитель и второй сумматор, а также четвертый умножитель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фильтрации, введены последовательно соединенные второй интегратор, выход которого соединен с входом третьего умножителя, является вторым выходом двухпарэметрического фильтра и через четвертый умножитель подключен к третьему входу первого сумматора, а выход алгебраического сумматора соединен с вторым входом второго сумматора, выход которого подключен к входу второго интегратора.

1706012

Составитель С.Муэычук

Редактор М.Циткина Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор

3a es 203 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101