CC BY
6
В. М. ВОЛЬФ, С. В. ПАС1ЧНИИ
ПРИЛАД ДЛЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВИЯВЛЕННЯ ПРИЙМАЛЬНИХ
ТРАКТ1В
Теоретичний розрахунок характеристик виявлення приймаль-них траков — складне, а в деяких випадках 1 нерозв'язуване завдання. Одержання 1х за допомогою суб'ективних метод ¡в — тру-домютка г не досить достов1рна процедура. Тому являе значний ¡н-терес розробка апаратури для объективного зняття таких характеристик.
Розглянемо принцип побудови такого пристрою вщповщно до ¡мпульсного режиму роботи системи у випадку прийняття двоаль-тернативного ршення типу «так» — «нЬ.
За час спостереження Тс перюдично через штервали часу х1 виноситься ршення про наявшсть або вщсутшсть сигналу.
Отже, за час Тс/праз1в розв'язуеться двоальтернативна задача,
де
Тс
т — — .
Тг
Нехай при заданому енергетичному в1дношенш ц \ пороз1 {/о л!чильник числа перевищень шдрахуе п перевищень порогового р1вня. 1з загального числа зафжсованих перевищень порогового р1вня необхщно вщилити так!, яш вщповщають правильному вияв-ленню посилок. Для цього досить шдрахувати число ¡мпулыпв Л^виявл, що надходять з виходу селектора часу, на один вхщ якого подаються ¡мпульси, що ¡м1тують ехосигнал, а на другий — на-пруга з порогового пристрою. Тод! величина
= (1)
де N — загальне число посилок, е частота з'явления випадково! поди, що полягае у виявленш сигналу. При N оо величина И* зб1гаеться по ¡мов1рносп з умовною 1мов1ршстю правильного виявлення Б. При юнцевому N виникае похибка Ьа в оцшщ
Приймаючи припустиму величину похибки 6впрнп, можна знайти необхдау шлькють посилок УУд. Аналопчним способом знайдемо 1мов1ршсть помилковоК тривоги, обчислюючи частоту випадково!" поди, що полягае у перевшценш порогу и о при вщсутносп сигналу. В цьому випадку
^ Л^ВИЯВЛ
р*
т
N
При т оо величина Т7* зб1гаеться по 1мов1рносп з умовною ¡мов1ршстю помилковоК тривоги Т7.
Таким чином, для одержання достов1рних вим1рювань необхщно правильно вибрати мш1мально необхщну шльюсть посилок N0 та коефшент
тР — • (3)
ч
При значшй юлькоеп посилок (¿V > 30), яш вщстоять на ш-тервал1 Тс т; 1 тому можуть розглядатися як незалежш поди, густина 1мов1рносп Р(Р*) добре апроксимуеться нормальним роз-подиом. У прийнятих тут позначеннях маемо
N \г
1 * виявл ^ \
Р(0*) =
1
П
у 2я
1з (4) випливае, що
Р(1~Р)
N0
•ехр
Р(1-Р)
N0
(4)
Р(\-Р)
е середньоквадратичне вщхилення Р* вщ Р, а
ав /~ \ —Р
N пР
(5)
(6)
— вщносна середньоквадратична помилка.
1з (6) знаходимо юльисть посилок при якш похибка ви-м1рювання Р не перевищуе допустиму
А^г
1 — Р Р
1
-"£> прип
(7)
У цьому випадку мшмальний час вим1рювання, що забезпечуе бо прип, дор1внюе
Тс0 = ТЫ0= -Т. (8)
РЬЬ
прип
11«
163
Аналогично можна записати густину розподшу статистичноТ ¡мо-в1рност1 помилково! тривоги
Р(Р*)
1
1/
ехр
2л
Очевидно, що
/Л/?
аР
I NВИЯВЛ 'У
1 тр — N
2 Г /-(1-/^) 1
тр
-V
р( 1-р)
тр
(9)
ГШ
Сдмотор
Приймошьний
тракт Поре 2
Форщючии присщхй
^\Лтльттп 5
часобии селектор
Зсда-очий ге^еотор
ГЛристр)а "5
ЗМ1НН01 \_Mmqumu__j
Л/чипьник
Пчипшин N 7
Рис. 1.
е середньоквадратичне В1дхилення В1д а ЬР-
Р
1 —
трР
— в[дносна середньоквадратична помилка. 1з (11) знаходимо
1 —Р 1
Шр = —
б/7 прип
(11)
(12)
Замшивши в (12) тр В1дпов1дно (1), знайдемо час спостережен-ня Т^, що забезпечуе вилпрювання з прийнятою похибкою
в/7 прип.
т - 1~р
1 сР —
^б2
Р прип
(13)
вдаовщно з (8) I (13),
1з двох значень Гсо 1 Тср, знайдених повинно бути реал1зоване б1льше.
На рис. 1 наведена блок-схема пристрою для зняття характеристик виявлення зпдно з розглянутою методикою.
На вх!Д дослщжуваного приймача / надходить адитивна сумш сигналу 1 шуму з виходу суматора 9, на входи якого подаються напруга в1д генератора шуму 8 1 радю1мпульси в1д генератора 10. ГПсля обробки приймачем на виход1 порогового пристрою 2 з'яв-
V
п
ляються ¡мпульси дсдальнсн форми, як! ¡дуть з частотою / <
де г — постшна штегрування ф1льтра приймача. ЦД ¡мпульси формуються пристроем 3 у прямокутш ¡мпульси р1вно1 тривалосп та ампл1туди.
3 виходу формуючого пристрою ¡мпульси надходять на л1чиль-ник 5 1 одночасно подаються на вхщ часового селектора 4, на дру-гий вхщ якого поступають вщесммпульси вщ задаючого генератора 10. У випадку часового зб1гу цих ¡мпульав на вйход1 селектора 4 з'являються ¡мпульси, яю фжсуються л1чильником 6. .Шчильник 7 шдраховуе загальну юлыпсть ¡мпульав N, яю надходять на вхщ приймача за час спостереження Тс.
Таким чином, л1чильник 5 шдраховуе загальну юльюсть пере-вищень порогу п, яка включае перевищення як при наявносп сигналу (правильне виявлення), так 1 при вщсутноси його (помил-кова тривога); л1чильник 6 шдраховуе юлькють перевищень порогу Л^виявл , зв'язаних з наявшстю сигналу (правильне виявлення).
Умовну ¡мов1ршсть правильного виявлення i помилкову тривогу визначають за виразами (1) 5 (2). Процедура побудови характеристик виявлення Б = / (р., Р) зводиться до такого:
1. Задаемось ¡мов1ршстю помилково1 тривоги Р, знаючи ди-сперсто о2 шуму на вход! 1 коефшент передач! К тракту преселек-тор — пор1г, шдраховуемо [2] 1 виставляемо напругу порогу
и° = аК\/\пР- <14>
2. Задаемось величиною
* = ж<15)
де Е — енерНя сигналу;
x¡ — тривалкть сигналу;
а2 — дисперая перешкоди у вигляд! обмеженого по смуз1 «бь
лого шуму»; А^о — питома спектральна густина шуму;
2А/ — ефективна шумова смуга преселектора; ит — амшйтуда сигналу на виход1 преселектора.
Обчислюемо потр1бну ампл1туду сигналу ит, використовуючи сшввщношення (15).
3. Через пром!жок часу Тс фшсуемо показания л1чильниюв \ визначаемоО* \ р* по формулах (1) I (2).
Зображений на рис. 1 пристрш часово? затримки 11 необхщний у випадку, коли сигнал, який подаеться на вхщ часового селектора з виходу приймального тракту, значно зашзнюеться пор1в-няно з сигналом, який надходить на селектор безпосередньо ¡з
задаючого генератора. На практищ це мае м$сце при вим1рюваннях характеристик виявлення в натурних умовах, коли час зашз-нення визначаеться каналом поширення сигналу В1Д випромшю-вача до приймача, а також при лабораторних дослщженнях характеристик виявлення тракпв з1 смугою пропускания, значно мен-1
шою -.
Т,
Техшчну реал1зацш наведено1 вище блок-схеми можна змшю-вати в залежност1 в1д конкретних даних досл1джуваного тракту. На рис. 2 наведена принципова схема пристрою для зняття характеристик виявлення пор1вняно вузькосмугових траков, як1 пра-цюють ¡мпульсами в десятки — сотш мсек при перюд! повторения 5—10 сек.
У цих умовах для шдрахування загально1 шлькосп посилок 1 юлькосп ¡мпулыпв правильного виявлення дощльно застосувати електромагштш л1чильники. Були використаш електромагштш л1чильники типу СБ-1 му/100 з граничною частотою 100 ¡мпульав на секунду. Для забезпечення над1йно1 роботи л1чильника ¡мпуль-с1в правильного виявлення напруга з виходу приймача, яка проходить через катодний повторювач на Л1 1 перевищуе пор1г, що виставляеться за допомогою опору «р1вень порогу», , шдсилюеться каскадом на Л2, а пот1м за допомогою тригера Шм1дта, з1браного на Л3, формуеться по амшптудь
Однов1братор на Л4, який запускаеться тригером, нормуе ¡м-пульси по тривалоси.
Гмпульси негативно'1 пол яр ноет 1 з виходу </74 подаються на схему «И», з1брану на дюдах Дъ 1 Д6. У випадку часового зб1гу цих ¡мпульс1в з ¿мпульсами вщ задаючого генератора ¡мпульс з виходу схеми «И» через катодний повторювач на Лй запускае клю-чову схему л1чильника Л^виявл. Одночасно ¡мпульси позитивно-! полярносп з виходу Лц через схему антизб^гу на дюдах Д61 Д10 запускають декади л1чильника помилкових тривог, з1браного по типовой схем1 [3] на декатронах ОГ-3. На рис. 2 зображена перша декада. В описанш схем1 використаш три декади, тобто имакс = == 999.
Схема антизб1гу призначена для запоб1гання запуску декад л1чильника помилкових тривог шд час посилки, виключаючи, таким чином, операщю вщшмання в чисельнику формули (2).
ГПсля шдрахунку наперед встановленого по л1чильнику числа ¡мпульав замикаються контакта К% 1 спрацьовуе реле Рг. Контакта Кг 1 К3 розмикаються, 1 схема готова для зняття даних з л1чиль-ниюв.
У пристрш входять також допом1жш схеми ¡м1тацп сигнал1в та шуму, квадратичний вольтметр та суматор. Апаратура разом з живленням розмщена у трьох блоках. Габаритш розм1ри пристрою 430 X 270 X 660 мм*.
Для перев1рки правильное™ викладених вище принцишв по-
цштлц&кт
ЛеОГ-З
В/д приймача
Кг.
-о*450
°+зоо
6600
' Донаступ — ногодено трону
Донаступних декад
-о-24
Рис. 2.
будови пристрою було проведено експериментальне зняття характеристик тракту з смуговим фъчьтром, близьким до оптимального.
Час спостереження визначали виходячи з середньоквадратично1 похибки помилкових тривог б/? = 0,05.
Характеристики виявлення тракту зображеш на рис. 3, де кри-
ва / —
теоретична характеристика виявлення оптимального прии-
мача для сигналу з невщомою фазою, побудована по [1]; 2 — ек-спериментальна характеристика виявлення того ж сигналу в тракт! з фшьтром, смуга пропускания якого дор1внювала смуз1 частот, зайнятш сигналом.
Як видно, розходження м1ж обома характеристиками виявлення становить близько 1 дб. Саме такого порядку втрати порогового сигналу ! слщ було чекати у випадку використання тракту з ¡деальним смуговим ф1льтром або тракту з фиьтром у вигляд1 одиночного резонансного контура заметь оптимального приймача. Отже, виготовлений прилад виявлення на шдстав1 розглянутого
ЮрX
Рис. 3.
для зняття характеристик методу не вносить ¡стотних похибок.
Л1ТЕРАТУРА
1. Вайнштейн Л. А., Зубаков В. Д. Выделение сигналов на фоне случайных помех. «Советское радио», 1960.
2. Каневский 3. М., Финкельштейн М. И. Флюктуа-ционная помеха и обнаружение импульсных радиосигналов. Госэнерго-издат, 1963.
3. Г е н и с А. А., Горнштейн И. Ш., Пугач А. Б. Приборы тлеющего разряда. Гостехиздат УССР, 1963.
В. М. ВОЛЬФ, С. В. ПАСЕЧНЫЙ
ПРИБОР ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ОБНАРУЖЕНИЯ ПРИЕМНЫХ ТРАКТОВ
Краткое содержание
Рассматривается методика построения прибора для объективного получения характеристик обнаружения приемных трактов; указываются соображения по выбору параметров прибора, исходя из допустимой ошибки измерений.
V. M. VOLF, S. V. PASECHNY
DEVICE FOR EXPERIMENTAL OBTAINING OF THE RECEIVERS DETECTION CHARACTERISTICS
Summary
This article says about method to construct the device for objective obtaining of the receivers detection characteristics. Considerations are shown for selection paramétrés of device, if admissible mistake of measuring is setted.
