Properties of Harmonic and Composite Half-Waves, Determination of the Uniform Time Sampling Interval of Digital Signal Processors
- Authors: Mayorov B.G1
-
Affiliations:
- Joint Stock Company Scientific and Production Enterprise Rubin
- Issue: Vol 21, No 1 (2022)
- Pages: 95-125
- Section: Digital information telecommunication technologies
- URL: https://journals.rcsi.science/2713-3192/article/view/266335
- DOI: https://doi.org/10.15622/ia.2022.21.4
- ID: 266335
Cite item
Full Text
Abstract
When building autonomous real-time systems (RTS), it is necessary to solve the problem of optimal multitasking loading of a number of parallel functioning digital signal processors. One of the reserves for achieving the desired result is the implementation of samples from the sensor signals of information about the magnitude of the signal most rarely in time. In this case, it is necessary to provide a linear or stepwise approximation of the signal by samples with an acceptable reconstruction error. One of the system tasks of these processors is filtering signals or limiting the spectrum to the cutoff frequency. A distinctive feature of the approach proposed in the article is the fulfillment of the condition: if the measurement of this frequency is difficult (for example, in the electromechanical means of the RTS), then for such signals it is proposed to match the maximum values of the harmonic half-wave parameters: approximation error, speed and acceleration. The study opens up the prospect of applying new approaches to sampling the time of signals in the amplitude-time domain and determining the equivalent cutoff frequency of the signal spectrum for such signals. In this article, the dependences of the value of the unit of system time for input-output of data on the degree of agreement between the maximum values of the signal parameters are obtained. A mathematical model of the extreme behavior of a signal between two adjacent samples is given in the form of a harmonic half-wave. The study is also extended to convex composite harmonic functions, according to which the signal can deviate from the results of a linear or stepwise approximation of the signal for these samples. The comparison of the models by the value of the relative time sampling intervals, depending on the degree of matching of the maximum parameters of the harmonic half-wave, is carried out. When comparing, in addition to these maximum parameters, the relationship of the maximum signal speed with the error of approximating the samples by steps and the relationship of the maximum acceleration of the signal with the maximum error of the linear approximation was taken into account. The results make it possible to determine the duration of the intervals of uniform sampling of the signal time based on the results of the inspection of the control object, substantiate a significant increase in the sampling interval of time or a similar increase in the number of tasks to be solved per unit of system time.
About the authors
B. G Mayorov
Joint Stock Company Scientific and Production Enterprise Rubin
Email: bgmayorov@yandex.ru
Baidukova St. 2
References
- Никифоров В.В., Баранов С.Н. Статическая проверка корректности разделения ресурсов в системах реального времени // Труды СПИИРАН. 2017. №3(52). С.137-156.
- Ровелли К. Срок времени / Пер. с итал. Д. Баюка // М.: Издательство ACT: CORPUS. 2020. 224 c.
- Apte S.D. Signals and systems: Principles and applications // Cambridge: Cambridge University Press. 2016. 768 p.
- Лазарев В.Л. Робастное управление в биотехнологической промышленности // СПб.: Университет ИТМО; ИХиБТ. 2015. 196 с.
- Контрольно-измерительное оборудование R&S 2019.‒ Каталоги Rohde& Schwarz, 2019. 256 c. https://www. Rohdeschwarz.com/ru/top_topics_russia /catalogs/ catalogs_231625.html (дата обращения: 12.03.2019).
- Якимов Е.В. Цифровая обработка сигналов: учебное пособие // Томск: Издательство ТПУ. 2011. 168 с.
- Кестер У., Брайэнт Д. Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов. / Пер. под ред. А.А. Власенко // М.: Техносфера. 2010. 384с.
- Сенкевич Ю.И., Марапулец Ю.В., Луковенкова О.О., Солодчук А.А. Методика выделения информативных признаков в сигналах геоакустической эмиссии // Тр. СПИИРАН. 2019. №5(18). С.1066–1092.
- Петренко В.И. и др. Прогнозная оценка траектории руки оператора для решения обратной задачи динамики при копирующем управлении // Труды СПИИРАН. 2019. №1(18). С. 123–147.
- Demydyuk М.V., Hoshovs’ka N. Parametric optimization of the transport operations of a two-link manipulator // J. Math. Sci. 2019. vol. 238. no. 2. pp.174–188.
- Manyam S.G. Optimal dubins paths to intercept a moving target on a circle. // Proc. Am. Control Conf. 2019. (July 2019). pp.828–834.
- Poulsen D.R., Davis J.M., Gravagne I.A. Optimal Control on Stochastic Time Scales. IFAC-PapersOnLine. 2017. Vol. 50. no. 1. pp. 14861–14866.
- Майоров Б.Г. Способ непрерывной оптической связи с низколетящей целью // Патент RU №2 715 499 С1. 28.02.2020.
- Vavilov S.A., Lytaev M.S. Calibration and verification of models defining radar visibility zones in marine geoinformation systems // Proceedings of the 8th international Symposium on Information Fusion and Intelligent Geographic Information Systems (IF&IGIS'17). 2018. pp. 115–125.
- Кузнецов О.П., Базенков Н.И., Болдышев Б.А. Асинхронная дискретная модель химических взаимодействий в простых нейронных системах // Искусственный интеллект и принятие решений. 2018. № 2. С. 3–20.
- Kar N.R. Production and Applications of Radiopharmaceuticals: A Review // Int. J. Pharm. Investigation. 2019. vol. 9. no. 2. pp. 36–42.
- Фельдбаум А.А. Оптимальные процессы в системах автоматического регулирования // Автоматика и телемеханика. 1953. № 6(14). С. 712–728.
- Uneyama T., Miyaguchi T., Akimoto T. Relaxation Functions of the Ornstein Uhlen-beck Process with Fluctuating Diffusivity. Physical Review. 2019. vol. 99. no. 3. pp. 21–27.
- Хлистунов В.Н. О погрешности аппроксимации дискретных методов измерения // Приборостроение. 1960. №5. С. 3–5.
- Майоров Б.Г. Обобщенный критерий наибольшего отклонения входных сигналов систем управления // Автоматика и Телемеханика. 2005. №10. С. 148–155; англ. пер.: B.G. Maiorov. The generalized maximum deviation criterion for imput signals of control systems. //Autom. Remove Control. 66:10 (2005). pp. 1666–1672.
- Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике / Пер. с англ. // М.: Издательство иностранной литературы. 1963. 830 c.
- Котельников В.А. О пропускной способности «эфира» и проволоки в электросвязи // Материалы к I Всесоюзному съезду по вопросам технической реконструкции дела связи и развития слаботочной промышленности. М.: Редакция управления связи РККА. 1933. С. 4−5.
- Nyguist H. Certain topics in telegraph transmission theory // Trans. AIEE. 1928. vol. 47. iss. 2. pp. 617–644.
- Хлистунов В.Н. О применении теоремы Котельникова к дискретной измерительной технике // Измерительная техника. 1961. № 3. С. 15−28
- Майоров Б.Г. Исследование теоремы Котельникова и применение результатов для определения величины дискретизации по времени входных сигналов систем управления // Высокопроизводительные вычислительные системы и микропроцессоры // Сб. научных трудов ИМВС РАН. 2004. №7. С. 76–82.
- Майоров Б.Г. Восстановление сигнала в системах реального времени по равномерным выборкам с уменьшением интервала Найквиста // Системы и средства информатики. 2019. №2(29). С. 95–112.
- Табачук И.С., Ташкеев Л.Л. Угрозы с предельно малых высот // Воздушно-космическая оборона. 2007. №1. С. 50–57.
Supplementary files

