Устройство приема зондирующих сигналов

 

УСТРОЙСТВО ПРИЕМА ЗОНДИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ, содержащее объединенные по входу п каналов приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных узкополосного фильтра и первого ключа, а также полосового фильтра, соединенного с входом узкополосного фильтра, второго ключа и компаратора, причем выходы первых ключей соединены с входами сумматора отличающееся тем, что, с целью повыидения помехоустойчивости приема, в него введены счетчик,-блок усреднения и генератор сетки частот, а в каждый канал приема - блок фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ, блок совпадения, причем выход полосового фильтра через последовательно соединенные блок ФАПЧ и блок совпадения подключен к второму входу первого ключа и входу второго ключа, другой вход которого соединен с вторым выходом блока ФАПЧ и входом компаратора выход которого соединен с вторым входом блока совпадения, а. вторые и третьи входы компаратора соединены с выходами счетчика и блока усредi нения , выход блока совпадения каждого канала приема соединен с соотW ветствуюгг им входом счетчика, а выход второго ключа каждого канала соединен с соответствующим входом блока усреднения, выход которого соединен через генератор сетки частот с управляющими входами узкополосного фильтра, полосового фильтра и блока ФАПЧ. in :о з: ас

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1059681 А

3(5Ц Н 04 В 7/08

«

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

r «

« ъ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф а, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ.(21) 3264390/18-.09 (22) 25. 03. 81 (46) 07.12.83. Бюл-. Р 45 (72) В.К.Мовчан (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (53) 621.396.4,(088.8) (56) 1. Лейхтер Л.Б,Расчет гребенчатых фильтров, N. "Сов. радио", 1972, с. 20.

2. Авторское свидетжтьство СССР

Р 720730, кл, H 04 В 15/00, 1977 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ПРИЕМА ЗОНДИРУЮЩИХ СИГНАЛОВ, содержащее объединенные по входу п каналов приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных узкополосного фильтра и первoro ключа, а также полосового фильтра, соединенного с входом узкополосного фильтра, второго ключа и компаратора, причем выходы первых ключей соединены с входами сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости приема, в него введены счетчик,- блок усреднения и генератор сетки частот, а в каждый канал приема - блок фазовой автоподстройки частоты .(ФАПЧ ), блок совпадения, причем выход полосового фильтра через последовательно соединенные блок ФАПЧ и блок совпадения подключен к второму входу первого. ключа и входу второго ключа, другой вход которого соединен с вторым выходом блока ФАПЧ и входом компаратор выход которого соединен с вторым входом блока совпадения, а вторые и третьи входы компаратора соединены с выходами счетчика и блока усреднения, выход блока совпадения каждого канала приема соединен с соответствующим входом счетчика, а выход второго ключа каждого канала соединен с соответствующим входом блока усреднения, выход которого соединен через генератор сетки частот с управляющими входами узкополосного фильтра, полосового фильтра и блока ФАПЧ.

1059á 81

Изобретение относится к технике электри- еской связи и может быть использовано в системах радио- и проводной связи с переодическим зондированием канала связи при передаче дискретных сигналов с высокой удельной скоростью в условиях межсимвольной интерференции, селективных по частоте замираний и действия сосредоточенных по частоте помех при неопределенной в месте приема частоте несущего колебания.

Известно устройство приема сигналов, содержащее фильтры дпя выделения периодических и кваэиперио-. днческих процессов на фоне шумов Г1 .

Однако работа укаэанного устрой- ства эффективна при наличии точной синхронизации с приходящим сигналом.

Наиболее близким к предлагаемому является устройства приема зондирую" щих сигналов, содержащее объединенные по входу и каналов приема, каждый из которых состоит из последовательно соединенных узкополосного фильтра и первого ключа, а также полосового фильтра, соединенного с входом узкополосного фильтра, второго ключа и кампаратора, причем выходы первых ключей соединены с, входами сумматора (2 1.

Однако в известном устройстве помехоустойчивость выделения входного периодического сигнала с помощью такого фильтра при селективных по частоте замираниях фильтруемого сигнала и неопределенной частоте несущей его невысока из-за необходимости расширения полосы фильтров до ширины эоны неопределенности по частоте и из-за ложных срабатываний ключей при селективных по частоте замираниях.

Цель изобретения - пощ@аение помехоустойчивости приема.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство приема зондирукицих сигналов, содержащее объединенные по входу и каналов приема, каждый as ко-: торых состоит из последовательно соединенных узкополосного фильтра и первого ключа, а также полосового фильтра, соединенного с входом узкополосного фильтра, второго, ключа и компаратора, причем выходы первых ключей соединены с входами сумматора, введены счетчик, блок усреднения и генератор сетки частот, а в каждый канал приема - блок фаэовой автоподстройки частоты (ФАПЧ J блок сов.падения, причем выход полосового фильтра через последовательно соединенные блок CAIpI и блок совпадения подключен к второму входу первого ключа и входу второго ключа, другой вход которого соединен с вторым выходом блока ФАПЧ и входом компаратора, выход которого соединен с вторым входом блока совпадения, а вторые и третьи входы компаратора соединены с выходами счетчика и блока усреднения, выход блока совпадения каждого канала приема соединен с соответствующим входом счетчика, а выход второго ключа каждого канала соединен с соответствующим входом блока усреднения, выход которого соединен через генератор сетки час5

10 тот с управляющими входами узкополосного фильтра, полосового фщтьтра и блока ФАПЧ.

На чертеже дана структурная злек)5 трическая схема предлагаемого уст ройства.

Устройство приема зондирукицнх импульсов содержит и каналов 1 приема каждый иэ которых содержит узкополосный фильтр 2, первый и вто рой ключи 3 и 4, полосовой фильтр

5,.сумматор 6, блок 7 фаэовой автоподстройки частоты (ФАПЧ ), блок

В совпадения, блок 9 .Усреднения, 25 нератор 10 сет ча т счет ик

11, компаратор 12.

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал - смесь периодического зондирующего сигнала - слуЗО чайного дискретного информационного сигнала, передаваемого в интервалах между элементами зондирующего, искаженных по форме и перекрываюкухся во времени из-эа межсимвольной

35 интерференции, обусловленной много-лучевым характером распространения радиоволн в канале связи или нелинейностьк фаэочастотной характеристики его флуктуационного шума,.

4О сосредоточенных по частоте помех, замирающая неравномерно по занимаемой полосе частот, поступает на полосовые фильтры 5, каналов 1 приема, имеющие примыкающие частотные

45 характеристики, суммарная полоса пропускания которых равна полосе передаваемого сигнала, а средние частоты совпадают с частотами дискретных составляющих спектра передаваемого сигнала. Эти полосовые

5О фильтры 5 выполнены синхронными, управляемями от. генератора 10 сетки частот. Отфильтрованный процесс преобразуется в полосовом фильтре 5 к общей для всех.полосовых фильтров

55 5 промежуточной частоте. Полученные процессы поступают на сигнальные входы идентичных блоков- 7 ФАПЧ, начальная частота которых установлена единой и равной промежуточ—

6О ной частоте с помощью колебания от генератора 10 сетки частот, поданного на синхрониэирукиций вход каждого блока 7 ФАПЧ, Особенности каждого блока 7 ФАПЧ состоят в том, что он имеет выход

105 Р6 81 индикатора захвата, имеющего два состояния: "Слежение" — логическая

"1" и "срыв слежения" (его отсутствие ) — логический "0", Состояние

"0" .на его выходе при отсутствии слежения во время глубокого замирания или сильной флуктуационной помехи закрывает ключи 3 и 4, Блок 7

ФАПЧ используется как преобразо-. ватель частота - напряжение, напряжение на его выходе пропорционально расстройке.но частоте отслеживаемого процесса относительно начальной частоты, задаваемой по синхрониэирующему входу. Оценка частотной расстройки дискретной составляющей спектра на основном выходе ФАПЧ сравнивается в компараторе 12 с оценкой частотной расстрой- ки, усредненной по всем дискретным составляющим спектра входного сигнала в блоке 9 усреднения, Воэмож- ° ность такого усреднения обусловлена спектральной структурой передаваемого сигнала. Частоты дискретных составляющих связаны с частотой несущей соотношением

+—

Э где i = 10,1,2...,, Т вЂ” период зондирования канала, . Смещение несущей частоты на величину d вызывает смещение частот всех дискретных составляющих на эту же величину, Оптимальное (весовое ) суммирование приводит к увеличению отношения сигнал/шум в число раз, равное количеству усредняемах оценок. Особенность компараторов 12 в 1ом, что они имеют зону нечувствительности, причем ширина ее может регулироваться внешним управляющим воздействием, Если оценка частотной расстройки в одном канале .1 приема отличается от среднего по всем каналам 1 значения, то компаратор 12 переходит в сос» тояние логического "0", которое вызывает закрывание ключей 3 и 4, что вызывает изменение среднего значения оценки. Существенное отличие частотной расстройки в одном или нескольких каналах 1 от среднего значения обусловлено тем, что в их полосе действует узкополосная помеха более мощная, чем дискретная составляющая от зондирующего сигнала, и блок 7 ФАПЧ отслеживает. помеху.

Переход компаратора 12 в состояние логического "0" вызывает исключение участка полосы с помехой иэ процесса измерения расстройки с помощью ключа 4 и из процесса выделения реакции канала 1 на зондирующий сигнал участка полосы, ограниченного полосой пропускания узкополосного фильтра 2 с помощью ключа Э в соответствующем канале 1. Комбинация узкополосных фильтров 2, выполненных в виде синхронных фильтров, настроенных на частоты дискретных сос5 тавляющих спектра зондирующего сигнала, ключей .3 и сумматора 6 совмест« но с управляежгм по частоте генератором 10 сетки частот, образует следящий гребенчатый фильтр, помехоустойчивость которого тем выше, 10 чем уже полосы пропускания узкополосных фильтров 2. (При весьма узких полосах можно отказаться от использования ключей 3 1. Ширина эоны нечувствительности компараторов 12 (5 управляется счетчиком 11, в котором осуществляется подсчет количества, каналов 1 приема, в которых ключи

3 и 4 закрыты .(т.е. блок 8 совпадения находится в состоянии логического "0", что возможно когда или блок. 7 ФАПЧ не в состоянии отслеживать сигнал из-за отношения сигнал/ помеха ниже порогового или блок 7

ФАПЧ отслеживает сосредоточенную по частоте помеху, отличающуюся по частоте от частоты соответствующей дискретной составляющей ), В исходном состоянии, когда все ключи 3 и 4 открыты, ширина эоны нечувствитель-: ности компараторов 12 максимальна; их состояние — логическая "1" ° В состояние логического "0" переходят те компараторы 12, в каналах.1 кото рых действуют наиболее удаленные от

35 дискретных составляющих по частоте узкополосные помехи. По мере закрывания ключей 4 усредненная оценка частотной расстройки, получаемая в блоке 9 все более уточняется, при, этом ширина зоны нечувствительнос4р ти уменьшается под воздействием выходного сигнала счетчика 11. .Это вызывает, в свою очередь, переход в состояние логического "0" компараторов 12 в тех каналах 1, в кото45 рых расстройка по частоте сосредоточенной помехи относительно дискретной составляющей меньше, чем в каналах 1, в которых компараторы 12 оказались в состоянии логического

"0" ранее, Минимальная ширина зоны нечувствительности соответствует ситуации, когда всего один канал 1 не искажен сосредоточенной по частоте помехой. Если же помех нет - ширина эоны нечувствительности ком55 параторов 12 максимальна.

Технико-экономические преймущества предлагаемого устройства заключается в том, что введение новых элементов и связей по .сравнению с прототипом позволяет получить большую помехоустойчивость выделения реакции канала связи на зондирующий сигнал в сложных условиях работы: при межсимвольных и флуктуацион65 ных помехах, помехах, сосредоточен †.

1059681

СОставитель В,Суторшин

Редактор С.Квятковская Техред М.Надь Корректор O,Òèãoð

Заказ 9858/58 Тираж 677 Под пи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных по частоте, селективных по частоте замираниях частотных расстройках несущей относительно номинала, неизвестном врем ни прихода сигнала.

Использование предлагаемого устройства в последовательных модемах с высокой удельной скоростью передачи информации позволяет применять для связи более "плохие" каналы связи (а значит и более дешевые ). Эта проблема весьма актуальна в тех ситуациях применения, где имеются серьезные ограничения на вес и энергетические возможности оборудования в частности при использовании на борту самолетов. Реализация устройства облегчается тем, что там используется множество .однотипных узлов - узкополосных фильтров 2 блоков 7 ФЛПЧ, легко поддающихся микроминиатюризации и

10 выпускаемых серийно.