Адаптивный следящий фильтр

Описанный в предыдущем подразделе эксперимент можно, кроме того, использовать для иллюстрации еще одного важного приложения адаптивного устройства подавления помех. Во многих случаях, когда имеется входной сигнал, состоящий из смеси периодического и полосового сигналов, представляют интерес периодические, а не полосовые составляющие. Если выходной сигнал системы на рисунке 19.6. снимается с адаптивного фильтра, то в результате имеем адаптивный следящий фильтр, который может выделять из широкополосного шума периодический сигнал.

На рисунке 19.8. показана схема адаптивного устройства подавления в качестве следящего фильтра.

Рис. 19.8. Схема адаптивного устройства подавления помех в качестве следящего фильтра

Выходной сигнал этой системы получен с помощью моделирования на ЭВМ для входного сигнала из предыдущего примера (рис. 19.7а). Действительный входной синусоидальный сигнал и полученное в результате адаптации его приближение показаны на рис. 19.9. Здесь сигнал ошибки представляет собой случайный процесс с малой амплитудой.

На рис. 19.10 приведены импульсная характеристика и передаточная функция адаптивного фильтра после сходимости.

Импульсная характеристика (рис. 19.10а) близка к синусоидальному сигналу. При полосовой входной составляющей оптимальное устройство приема является согласованным фильтром, а его импульсная характеристика имеет синусоидальную форму.

Приведенная на рис. 19.10б передаточная функция равна дискретному преобразованию Фурье импульсной характеристики. На частоте помехи ее амплитуда близка к единице – значению, требуемому для полного подавления. Сдвиг фазы на этой частоте не равен нулю, но при сложении с фазовым сдвигом, вносимым задержкой Δ, приводит к суммарному сдвигу на 360°.

Рис. 19.9. Входные сигналы системы подавления помех в качестве следящего фильтра

Рис. 19.10. Экспериментальные характеристики адаптивного следящего фильтра:

а) импульсная характеристика адаптивного фильтра после адаптации;

б) АЧХ адаптивного фильтра после адаптации

Аналогичные эксперименты проведены для сумм синусоидальных сигналов и широкополосной случайной помехи. В этих экспериментах адаптивный фильтр имеет резонансы на всех частотах, на которых во входном сигнале расположены периодические спектральные составляющие. Таким образом, эту систему можно использовать в качестве автоматического устройства поиска.