ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2023. №6
Оглавление выпуска

Текст статьи (pdf)

English page

 

DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.6.7  

УДК: 621.396; 521.19

 

СТОХАСТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАНС

В ЦИФРОВОМ ФИЛЬТРЕ НА ОСНОВЕ

ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ ЛЯПУНОВА

 

Ю.М. Вешкурцев 1, Д.А. Титов 2, А.С. Табакова 2

 

1 Институт радиоэлектроники, сервиса и диагностики

644077, г. Омск, проспект Мира, 57

2 Омский государственный технический университет

644050, г. Омск, проспект Мира, 11

 

Статья поступила в редакцию 9 марта 2023 г.

 

Аннотация. Рассмотрено явление стохастического резонанса в радиотехнической системе, по структуре аналогичной цифровому фильтру на основе характеристической функции Ляпунова. Раскрыт физический смысл стохастического резонанса и подтверждена гипотеза о его существовании в радиотехнической системе. В процессе моделирования цифрового фильтра установлены эффект и показатели стохастического резонанса при фильтрации аддитивной смеси квазидетерминированного сигнала и «белого» шума. Получено улучшение отношения сигнал/шум на выходе системы в 634 раза по сравнению с отношением сигнал/шум на её входе при фильтрации аддитивной смеси центрированного квазидетерминированного сигнала и «белого» шума. При фильтрации аддитивной смеси нецентрированного квазидетерминированного сигнала и «белого» шума указанный показатель стохастического резонанса ниже и составляет 174 раза. Предложено закрепить явление стохастического резонанса для радиотехнической системы такими новыми определениями как полоса и ширина полосы резонанса. В цифровом модеме со схемой, аналогичной цифровому фильтру на основе характеристической функции Ляпунова, в полосе резонанса заметно возрастает помехоустойчивость. Целью данной работы является изложение гипотезы с перспективой на будущее, раскрывающей возможности применения нового эффекта в построении радиотехнических систем.

Ключевые слова: стохастический резонанс, характеристическая функция Ляпунова, цифровой фильтр, квазидетерминированный сигнал, помехоустойчивость цифрового фильтра.

Автор для переписки: Титов Дмитрий Анатольевич, dtitov2@yandex.ru

 

 

Литература

1. Анищенко В.С., Нейман А.Б., Мосс Ф., Шиманский-Гайер Л. Стохастический резонанс как индуцированный шумом эффект увеличении степени порядка. Успехи физических наук. 1999. Т.169. №1. С.7-38.

2. Климонтович Ю.Л. Что такое стохастическая фильтрация и стохастический резонанс? Успехи физических наук. 1999. Т.169. №1. С.39-47. https://doi.org/10.3367/UFNr.0169.199901d.0039

3. Вешкурцев Ю.М., Вешкурцев Н.Д., Титов Д.А. Фильтрация в пространстве вероятностей аддитивной смеси нецентрированного квазидетерминированного сигнала и шума. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2018. №3. С.18-23.

4. Вешкурцев Ю.М., Титов Д.А. Определение частоты дискретизации случайного процесса. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.6.2

5. Вешкурцев Ю.М. Прикладной анализ характеристической функции случайных процессов. Москва, Радио и связь. 2003. 204 с.

6. Иманбаева А.К., Токмырзаева Ж.Б. Отношение сигнал-шум в бистабильных стохастических резонаторах. Вестник КазНУ. Серия: физическая. 2017. №2(61). С.100-107.

7. Вешкурцев Ю.М. Основы теории построения модемов нового поколения. Новосибирск, ООО «СибАК». 2020. 184 с.

8. Патент РФ № 2626332. Вешкурцев Ю.М., Вешкурцев Н.Д., Алгазин Е.И. Способ демодуляции сигнала: Дата заявки: 27.07.2016. Дата публикации: 26.07.2017. 5 с. URL: https://i.moscow/patents/ru2626332c1_20170726

9. Вешкурцев Ю.М. Обобщение теории нового метода модуляции и демодуляции случайного сигнала. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.12.8

Для цитирования:

Вешкурцев Ю.М., Титов Д.А., Табакова А.С. Стохастический резонанс в цифровом фильтре на основе характеристической функции Ляпунова. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. №6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.6.7