Подавление периодической помехи с помощью адаптивного устройства предсказания

В некоторых случаях широкополосный сигнал искажается периодической помехой, при этом не имеется внешнего эталонного сигнала, не содержащего сам сигнал. В качестве примера можно назвать воспроизведение речи или музыки при наличии шумов магнитофонной пленки или диска, а также прием сейсмических сигналов в шумах автомобильного двигателя для силовых установок. На первый взгляд может показаться, что для уменьшения или исключения такого вида помех нельзя применять адаптивное подавление.

Рис. 12.34. Подавление периодической помехи в системе без внешнего эталонного сигнала

Рис. 12.35. Результат эксперимента по подавлению периодической помехи: а — входной сигнал (коррелированный гауссовский шум и синусоидальный сигнал); б — выходной сигнал (коррелированный белый шум)

Однако при получении эталонного сигнала непосредственно из входного через заданную задержку Д, как показано на рис. 12.34, во многих случаях можно легко подавить периодическую помеху. Выбранная задержка должна быть достаточной для того, чтобы составляющие широкополосного сигнала на эталонном входе были не коррелированы с этим сигналом на входе. Из-за периодичности составляющие помехи остаются при этом коррелированными.

Из рис. 12.34 следует, что система содержит адаптивное устройство предсказания. Предсказуемая составляющая входного сигнала исключается, и на выходе системы остается непредсказуемая составляющая.

На рис. 12.35 приведены результаты моделирования на ЭВМ входного (а) и выходного (б) сигналов устройства подавления. Входной сигнал представляет собой сумму сигнала в виде небелого гауссовского шума и помехи в виде синусоидального сигнала. Поскольку задача решалась методом моделирования и входной широкополосный сигнал известен точно, он показан наряду с выходным сигналом на графике, из которого видно хорошее совпадение этих сигналов. Это совпадение не является полным из-за того, что фильтр имеет ограниченную длину и скорость адаптации.