Устройство выделения информационных импульсов при наличии помех

 

УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ ИНФОР ..МАЦИОННЫХ ИМПУЛЬСОВ ПРИ НАЛИЧИИ ПОМЕХ, содержащее вымитатель, вход которого является входом устройства, и соединенные пбследовательно вероятностное реле и усилитель, отличающееся тем, что, с целью уменьшения искажения информационных импульсов, усилитель выполнен в вц де усилителя-ограничителя, между входом устройства и другим входом вычитателя, выход которого является выходом устройства, включены последовательно элемент задержки, фильтр нижних частот и блок выборки и хранения , другой вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3393798/18-09 (22) 15 02.82 . (46) 07.10.83. Бюл. М 37 (72) Ю.М. Коршунов, В.В. Симкин и Ю.Н. Попов (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 621.396.621 (088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 678677, кл . H 04 В 1/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 1 2906793/18-09 кл. Н 04 В 1/10, 1980 (прототип ). (54)(57) YCTPOACTBO ВЫДЕЛКНИЯ ИнфОР

МАЦИОННЫХ ИМПУЛЬСОВ ПРИ НАЛИЧИИ

„„SU„„> 046944 A

ПОМЕХ, содержащее вычитатель, вход которого является входом устройства, и соединенные п4следовательно вероятностное реле и усилитель, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью ! уменьшения искажения информационных импульсов, усилитель выполнен в виде усилителя-ограничителя, между входом устройства и другим входом вычитателя, выход которого является выходом устройства, включены последовательно элемент задержки, фильтр нижних частот и блок выборки и хранения, другой вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя.

1046944

Т > .Т понт НЧ )) Т (2) 1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обработки импульсных сигналов с большой крутизной фронтов, произвольной амплитудой и Формой вершины, искаженными низкочастотными и высокочастотными .помехами в t системах передачи информации, в радиотехнических системах.

Известно устройство выделения информационных. импульсов, содержащее соединенные последовательно йычитающее устройство, фильтр верхних частот, сумматор, статический формирователь прямоугольных 15 импульсов (вероятностное реле ), выход кото рого соединен с дру гими входами вычитающего устройства и сумматора l1) ., Однако данное устройство позволяет 20 . обрабатывать информационные импульсы ., только фиксированной амплитуды.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство выделения информационных импуль 25 ,сов при наличии помех, содержащее вычитатель, вход которого .является входом устройства, и соединенные последовательно вероятностное реле и усилитель (2 1

Зо

Однако такое устройство не может., выделять импульсы с большой крутизной фронтов без значительных искажений информационного импульса.

Цель изобретения - уменьшение искажения информационных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве выделения информационных импульсов при наличии помех, содержащем еычитатель, вход которого является входом устройства, и соединенные последовательно вероятностное реле и усилитель, усилитель

1 выполнен в виде усилителя-ограничителя; между входом, устройства и дру- 45 гим входом вычитателя, выход которого является выходом устройства, включены последовательно элемент задержки, фильтр нижних частот и блок выборки и хранения, другой вход которого соединен с выходом усилителя-ограни- чителя..

На фиг. 1 представлена структурная Электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 (а, б, в, 55 г, д, е и ж) - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство выделения информационных импупьсов, при наличии помех содержит вычитатель 1,. вероятностное реле 2, элемент 3 задержки, фильтр

4 нижних частот, блок 5 выборки и хранения и усилитель-ограничитель 6.

Устройство выделения информационных импульсов йри наличии помех работает следующим образом.

При отсутствии на входе устройства информационных импульсов Ч(И и наличии только низкочастотной (НЧ ) помехи Х(Ф) с периодом повторения Т поет НЧ и высокочастотной (ВЧ ) flo мехи 5(t) (фиг. 2 al) элемент 3 задержки задерживает на время Т аддитивную смесь НЧ помехи Х (t) и ВЧ помехи.5(t) (фиг. 2о). Причем время задержки Т элемента 3 задержки выбирается из условия где ь - время задержки вероятностного реле 2 °

Фильтр 4 нижних частот подавляет

ВЧ помеху S(+), пропуская на вход блока 5 только НЧ помеху Х (t), задержанную с помощью элемента 3 задержки на время Т (фиг. 26). Для обеспечения большой точности работы уст- ройства необходимо выполнить условие

При выполнении условия (2) приращением амплитуды и Х НЧ помехи X(t) которое определяет ошибку выделения ° информационных импульсов, за время

Т = cp n st можно пренебречь (Фиг. 2 о )

Блок 5, находясь в режиме выборки сигнала, пропускает далее НЧ помеху X(t ) на инвертирующий вход вычитателя 1. На неинвертирующий вход вычитателя 1. поступает НЧ помеха

Х И ) и ВЧ помеха, 5 (т) . На выходе вычитателя 1 (Фиг. 23) присутствует лишь ВЧ помеха.5(t), которая поступает на вход вероятностного реле 2.

Так как вероятностное реле 2 определяет состояние полезного сигнала

V(t) с наложенной на него 84 помехой

5 (t ) по отношению к заданному порогу, то в этом случае на выходе вероятностного реле 2 сформирован потенциал отрицательной полярности значением которого условно считаем равным Ч = =-0,5 (фиг 2е). ПотенЗ - 1046 циал отрицательной полярности с выхода вероятностного реле 2 поступает на вход усилителя-ограничителя

6, который инвертирует и усиливает .этот потенциал до значения, необходимого для надежного обеспечения режима выборки сигнала блоком 5 (,фиг, 2 Ж). Под действием сигнала с выхода усилителя-ограничителя 6 (фиг. 2Ж), поступающего на управляющий вход блока 5, обеспечивается его режим выборки (фиг. 2 <);

При поступлении на вход устройства информационного импульса V(t), превышающего заданный порог (фиг. 2 а) с наложенной на него НЧ помехой

X (t) и ВЧ помехой 5 (t), на выходе вычитателя 1 формируется нарастающий передний фронт информационного импульса Ч(1), искаженного ВЧ помехой

5 (t) который поступает на вход вероятностного реле 2 (фиг. 23).

Приращением амплитуды НЧ помехи ..2LX за время Т, согласно условию (2 ), можно пренебречь. При нараста- 25 нии переднего фронта информационногоимпульса 9(t), искаженного ВЧ помехой,5(Ц, на выходе вычитателя 1 вероятность пребывания его выше заданного порога увеличивается.

Как только эта вероятность превысит значение 0,5, на выходе вероятностного реле 2: с задержкой начинает формироваться потенциал положительной полярности, значение. :которого условно считаем равным V = 0,5 (фиг. 2е).

Причем необходимо для обеспечения высокой точности работы устройства выполнение условия .

944 -4 го импульса вероятностного реле 2

/ будет присутствовать лишь НЧ помеха

X(t), уровень которой фиксируется на выходе блока 5 и остается постоянным на время существования ин.-. формационного импульса Т- имп. (в течение длительности положительного импульса на выходе вероятностного реле 2), .

На выходе вычитателя 1 выделяется информационный импульс V (t) (фиг. Уд).

Ввиду того, что за время Т имп.

НЧ помеха изменяется, а блок 5 выдает в течение этого времени постоянный уровень НЧ помехи Х (Ц зафиксированный в момент начала ре-, ,жима хранения (фиг. 2т.), то появляю," щееся за время Т имп. приращение

; амплитуды аХ НЧ помехи Х(t) (фиг.21.) влечет за собой появление ошибки выделения информационных импульсов на фоне НЧ помехи (фиг.2д)

Приращение амплитуды и Х НЧ помехи

X(t,), а следовательно, и ошибка в момент начала режима хранения блока

5 равны нулю. При выполнении условия

40

+Т(Т

50

55 где 1 - длительность переднего фрон.

1 та информационного импульса до уровня порога (фиг. 2 ц и д);

Потенциал положительной полярности с выхода вероятностного реле

2.поступает на вход усилителя-ограничителя 6, где ограничивается на нулевом уровне (Фиг. 2Ж). Нулевой потенциал с выхода усилителя-ограничителя 6 поступает на управляющий вход блока 5, обеспечивая его режим хранения (фиг. 2 ъ). Так как выпол. няется условие (2 ) и (3 ), то на информационном входе блока 5 в момент наступления режима хранения, соответ .ствующего переднему фронту выходноТ имп. ((Т пост,- НЧ (4 ) приращением амплитуды ДХ НЧ помехи

X(t) за время Т имп. можно пренебречь .

С момента времени 15 на вход фильтра 4 нижних частот поступает уже сигнал 2 (t), представляющий собой аддитивную смесь полезного сигнала /(t), НЧ помехи X(t) и ВЧ помехи 5(t), задержанный с помощью элемента 3 задержки на время Т, Фильтр 4 нижних частот подавляет

ВЧ помеху S(t), сглаживая при этом информационный импульс и пропуская без искажения НЧ помеху Х (t ), С выхода фильтра 4 на информационныйвход блока 5 поступают задержанные на время Т сглаженный информационнйй импульс V (t) и НЧ помеха X(t) (Фиг. 28), однако блок 5 не изменяет своего режима хранения сигнала.

С приходом на вход устройства зад" него фронта информационного импульса

V(t), искаженного НЧ помехой X(t) и ВЧ помехой (фиг. 2a), на выходе вычитателя 1, являющемся выходом всего устройства, начинает формироваться задний фронт информационного импульса с наложенной на него только

ВЧ помехой 5(t) (фиг. 2д). Для того, чтобы задний фронт информационного

1046 44 импульса ниже уровня порога выделялся с большой точностью, необходимо выполнение условия где 12 - длительность заднего фронта информационного импульса ниже уровня порога.

Таким образом, на выходе устройст,ва выделен информационный импульс (фиг. 2 ) . При спаде заднего фронта информационного импульса, искаженного 84 помехой, поступающего с выхода вычитателя 1 на вход вероятностно.

ro реле 2, вероятность пребывания его выше заданного порога уменьшается. Как только эта вероятность станет меньше значения 0,5, на выходе вероятностного реле 2 с задержкой ь начинает формироваться потенциал отрицательной полярности (фиг. 2 e )).

При помощи усилителя-ограничителя

6 вновь формируется управляющий сигнал (фиг. 2ж), обеспечивающий режим выборки блока 5, на выходе которого йоявляется задержанная на время Т. аддитивная смесь НЧ помехи и заднего фронта сглаженного информационного импульса, поступившая с выхода фильтра 4 (фиг. 26).

Задний фронт сглаженного информацион ного импульса с наложенной на него

НЧ помехой поступает на инвертирующий вход вычитателя 1, на неинвер-, тирующий «ход которого поступает уже

5 аддитивная смесь. НЧ помехи Х(ф) и ВЧ помехи,9(t), а на ее выходе формируется отрицательный выброс, .который при необходимости может . быть отсечен ограничителем снизу

10 (фиг. 2 д ).

Аналогично устройство работает при любой форме вершины информационного импульса и амплитуде, превышающей порог срабатывания вероят15 ностного реле 2, а также произвольной длительности фронтов выше уровня срабатывания вероятностного реле 2.

Предлагаемое устройство за счет фиксации амплитуды НЧ помехи на вы20 ходе блока 5 в момент появления информационного импульса с учетом задержки вероятностного реле 2 позволяет выделить информационные импуль сы с большей крутизной 1фронтов на

25 фоне НЧ помехи, сохранить форму вершины информационных импульсов, повысить точность выделения амплитуды импульсов с большой крутизной фронтов в 5 - 7 раз, а также повысить точность определения времени существования импульса относительно порога на 15-254.

1046944

Составитель Н. Мельников

Редактор О. Сопко Техред Т.фанта

Корректор Ю, Макаренко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7754/57 Тираж 677 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5