Устройство сложения разнесенных радиотелефонных сигналов

 

1. УСТРОЙСТВО СЛОЖЕНИЯ РАЗНЕСЕННЫХ РАДИОТЕЛЕФОННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее N-входовый сумматор и N ветвей разнесения, выход каждой из которых соединен с соответствующим входом N-ВХОДОВОГО выходного сумматора , каждая ветвь разнесения содержит весовой элемент, викод которого является выходом соответствующей ветви разнесения, входной усилитель с автоматической регулировкой усиления и блок формирования весового множителя , выход которого соединен с входом установки веса весового элемента, отличающееся тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/ /шум на выходе устройства,в него введены тактовый генератор, выход которого соединен с тактовыми входами блоков формирования весового множителя, и генератор шума, выход которого соединен с дополнительными входами блоков формирования весового множителя, в каждой ветви разнесения выход входного усилителя с автоматической регулировкой усиления соединен с входом весового элемента и входом блока формирования весового множителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования весового множителя содержит соединенные последовательно управляемый аттенюатор, вход которого является дополнительным входом блока формирования весового множителя, квадратор и интегратор, выход которого является выходом блока формирования весового множителя, соединенные последовательно сумматор, первый вход которого соединен с входом блока формирования весового множителя, а второй вход соединен с выходом управляемого I аттенюатора, формирователь импульсов, (П первый элемент И, первый счетчик, первьй элемент И-НЕ, выход которого соединен с другим входом первого элемента И, второй элемент И-НЕ, триггер , второй элемент И, другой вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя , и реверсивный счетчик, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, соединенные последовательно третий элемент И, ВХОД: которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, второй счетчик, третий элемент И-НЕ, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И, первый элемент НЕ и четвертый элемент И, другой вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, а выход - с другим входом реверсивного счетчика, соединенные последовательно третий счетчик, вход которого соединен с тактовым входом блока форми

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И2

2 А

3 5И Н 04 В 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к двторСномМ СвидетЯЛьСтв (21) 3544031/18-09 (22) 10.01. 83 (46) 07.08.84. Бюл. Я- 29 (72) Ю.К.Ануфриев и Н.Н.Конюков (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (53) 62 1.396.4(088.8) (56) 1. Сартасов Н.А. и др. Коротковолновые магистральные радиоприемные устройства. М., "Связь", 1971, с. 182, рис. 5.12.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 620025, кл. Н 04 В 7/04, 1978 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО СЛОЖЕНИЯ РАЗНЕСЕННЫХ РАДИОТЕЛЕФОННЫХ СИГНАЛОВ, содержащее N-входовый сумматор и N ветвей разнесения, выход каждой из которых соединен с соответствующим входом N-входового выходного сумматора, каждая ветвь разнесения содержит весовой элемент, выход которого является выходом соответствующей ветви разнесения, входной усилитель с автоматической регулировкой усиления и блок формирования весового множителя, выход которого соединен с входом установки веса весового элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения отношения сигнал/

/шум на выходе устройства,в него введены тактовый генератор, выход которого соединен с тактовыми входами блоков формирования весового множителя, и генератор шума, выход которого соединен с дополнительными входами блоков формирования весового множителя, в каждой ветви разнесения выход входного усилителя с автоматической регулировкой усиления соединен с входом весового элемента и входом блока формирования весового множителя.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования весового множителя содержит соединенные последовательно управляемый аттенюатор, вход которого является дополнительным входом блока формирования весового множителя, квадратор и интегратор, выход которого является выходом блока формирования весового множителя, соединенные последовательна сумматор, первый вход которого соединен с входом блока формирования весового множителя, а второй вход соединен с выходом управляемого Щ

О аттенюатора, формирователь импульсов, первый элемент И, первый счетчик, первый элемент И-НЕ, выход которого соединен с другим входом первого элемента И, второй элемент И-НЕ, триг- с2 гер, второй элемент И, другой вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множите- ьи ля, и реверсивный счетчик, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, соединенные последовательно третий элемент И, вход: которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, второй счетчик, третий элемент И-НЕ, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И, первый элемент HE и четвертый "ф элемент И, другой вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, а выход — с другим входом реверсивного счетчика, соединенные последовательно третий счетчик, вход которого соединен с тактовым входом блока форми1 . 7302

25

ЗО рования весового множителя, а уста— новочный вход — с выходом второго элемента И-НЕ, и второй элемент НЕ, выход которого соединен с другим входом триггера, элемент задержки, вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, а выход — с установочным

Иэобретение относится .к радиотехнике и может быть использовано в систсмах разнесенного приема радиотелефонных сигналов, осуществляющих весовое суммирование принятых сигналов. 5

Известно устройство сложения разнесенных сигналов, содержащее N каналов приема, каждый из которых содержит антенну, усилитель высокой частоты, усилитель промежуточной частоты, детектор и регулируемый усилитель, коэффициент передачи которого изменяется в зависимости от уровня шумов.

Выходы всех приемных каналов соединены с входами сумматора 1 .

Недостатком данного устройства является низкая точность определения весовык коэффициентов для оптималь- ного сложения, вызванная тем, что указанные коэффициенты выбираются пропорционально уровню шума в канале разнесения, в то время как качество сигнала целесообразнее оценивать отношением сигнал/шум.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство сложения разнесенных радиотелефонных сигналов, содержащее

0-входовый выходной сумматор и N ветвей разнесения, выход каждой из которых соединен с соответствующим входом N-входового выходного сумматора, каждая ветвь разнесения содержит весовой элемент, выход которого является выходом соответствующей вет- З5 ви разнесения, входной усилитель с автоматической регулировкой усиления и блок формирования весового множителя, выход которого соединен с входом установки веса весового элемента.

Кроме того, устройство содержит дополнительньпс суммагор, между выходом входом первого счетчика, третий элемент НЕ, вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, а выход — с другим входом второго элемента И-НЕ, четвертый элемент НЕ, вход которого соединеч с выходом триггера, а выход с установочным входом второго счетчика. каждого входного усилителя и соответствующ1:м входом дополнительного сумматора, выход которого соединен с другим входом блока формирования весового множителя, включен элемент усреднения (2 J.

Однако известное устройство не обеспечивает достаточно большого отношения сигнал/шум на выходе, поскольку оценка уровня шума в каждой ветви разнесения производится в узкой поло е, что приводит. к низкой достоверности определения весовых коэффициентов в каждой ветви разнесения.

Цель изобретения — увеличение отношения сигнал/шум на выходе устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство сложения разнесенных радиотелефонных сигналов, содержащее N-входовый сумматор и N ветвей разнесения, выход каждой из которых соединен с соответствующим входом

N-входового выходного сумматора, каждая ветвь разнесения содержит весовой элемент, выход которого является выходом соответствующей ветви разнесения, входной усилитель с автоматической регулировкой усилителя и блок формирования весового множителя, выход которого соединен с входом установки веса весового элемента, введены тактовый генератор, выход которого соединен с тактовым входом блоков формирования весового множителя, и генератор шума, выход которого соединен с дополнительными входами блоков формирования весового множителя, в каждой ветви разнесения выход входного усилителя с автоматической регулировкой усиления соединен с входом весового элемента и вхо1107302 дом блока формирования весового множителя.

Блок формирования весового множителя содержит соединенные последовательно управляемый аттенюатор, вход которого является дополнительным входом блока формирования весового множителя, квадратор и интегратор, выход которого является выходом блока формирования весового множителя, соединенные последовательно сумматор, первый вход которого соединен с входом блока формирования весового множителя, а второй вход соединен с выходом управляемого аттенюатора, формирователь импульсов, первый элемент И, первый счетчик, первый элемент И-НЕ, выход которого соединен с другим входом первого элемента И, второй элемент И-НЕ, триггер, второй элемент И, другой вход которого соединен с тактовым входом .блока формирования весового множителя, и реверсивный счетчик, выход которого соединен с управляющим входом управ" ляемого аттенюатора, соединенные.последовательно третий элемент И, вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, второй счетчик, третий элемент И-НЕ, выход которого соединен с другим входом третьего элемента И, первый элемент НЕ и четвертый элемент И, другой вход которого соединен. с тактовым входом блока формирования весового множителя, а выход — с другим входом реверсивного счетчика, соединенные последовательно третий счетчик, вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, а установочный вход — с выходом второго элемента И-НЕ, и второй элемент НЕ, выход которого соединен с другим входом триггера, элемент задержки, вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, а выход — с установочным входом первого счетчика, третий элемент НЕ, вход которого соединен с тактовым входом блока формирования весового множителя, а выход — с другим вхбдом

Ф второго элемента И-НЕ, четвертый элемент НЕ, вход которого соединен с выходом триггера, а выход — с установочным входом второго счетчика.

На чертеже представлена структур- ная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство сложения разнесенных

1 радиотелефонных сигналов содержит входные усилители t с автоматической регулировкой усиления (АРУ), детекторы 2 АРУ, интеграторы 3 АРУ, элементы 4 задержки АРУ, блоки 5 формирования весового множителя, тактовый генератор 6, генератор 7 шума, N-входовый выходной сумматор 8 и весовой элемент 9.

Блоки 5 формирования весового множителя содержат формирователь 10 импульсов, первый элемент И 11, четвертый элемент И 12, второй элемент И 13, третий элемент И 14, пер20 вый счетчик 15, второй счетчик 16, третий счетчик 17, первый элемент И-НЕ 18, второй элемент И-HE l9 третий элемент И-HE 20, четвертый элемент НЕ 21, первый элемент HE 22, третий элемент НЕ 23, второй элемент НЕ 24, триггер 25, элемент 26 . задержки, реверсивный счетчик 27, управляемый аттенюатор 28, квадратор 29, интегратор 30 и сумматор 31.

Устройство работает следующим образом.

Продетектированный сигнал, представляющий собой смесь речевого сигнала с шумом или только шум, поступает на вход входного усилителя 1, З5 образующего совместно с детектором 2 .АРУ, интегратором 3 АРУ и элементом 4 систему АРУ. Нормировка входной смеси во всех каналах разнесения производится на уровне U„, Если на входе

40 устроиства отсутствует информационный сигнал, то системой АРУ до уровня U„. "разгоняется" напряжение входного шума.

На выходе входного усилителя 1

45 сохраняется отношение сигнал/шум входной смеси, и, следовательно, вход. ная смесь с большим отношением сигнал/шум будет содержать меньший по абсолютному значению уровень шума.

С выхода входного усилителя 1 смесь сигнал + шум поступает на один из входов сумматора 31, на другой вход которого с выхода генератора 7 через управляемый аттенюатор 28 поступает напряжение дополнительного шума. Полоса шума генератора 7 соответствует полосе стандартного радиотелефонного канала. Результирующая

1107302

Ъ.

Если на выходе сумматора 31 в данный момент времени присутствует результирующая смесь с отношением сигнал/шум меньше единицы, то ее средняя частота вызывает переполнение первогб счетчика 15 за время Т . При этом на выходе первого элемен-. та И-НЕ 18 формируется импульс переполнения, имеющий уровень логического нуля, который, поступая на вход

40 первого элемента И 11, запрещает дальнейшее, прохождение импульсов на вход первого счетчика 15 до прихода очередного обнуляющего импульса.

На вход второго элемента И-НЕ 19

45 одновременно за счет задержки элементом 26 импульса обнуления первого счетчика 15 приходят импульсы переполнения первого счетчика 15 с уровнем логического нуля и импульсы с выхода третьего элемента HE 23, имеющие уровень логической единицы.

При этом на выходе второго элемента И-НЕ 19 присутствует уровень ло-., гической единицы, который одновременно поступает на вход триггера 25 и на установочный вход третьего счетчика 17. Третий счетчик 17 при смесь сигнал + шум + дополнительный шум с выхода сумматора 31 поступает на вход формирователя 10, который формирует импульсы на каждое положительное пересечение результирующей смесью нулевой линии. С выхода формирователя 10 импульсы через первый элемент И 11 поступают ка счетный вход первого счетчика 15, который накапливает их в течение времени, определяющегося периодом следования импульсов обнуления.

Импульсы обнуления поступают на установочный вход первого счетчика 15 с выхода тактового генератора 6 13 через элемент 26 задержки. Последний осуществляет задержку импульсов обнуления первого счетчика 15 относительно импульсов, поступающих на вход третьего элемента НЕ 23 на вре- 20 мя t ), 1,5t„, где t < — длительность импульса тактового генератора 6.

Объем первого счетчика "5 выбран из условия

1 сц, „- От9 а.ср 5 где P > — средняя частота шума на входе устройства;

Т вЂ” период следования импульсов обнуления первого счетчика 15. 30 этом начинает накапливать импульсы, поступающие на его вход и соответствующие циклам обнуления первого счетчика 15. Объем третьего счетчика 17 выбран из условия

И-„„)t Tn /To где Т вЂ” средняя продолжительность естественной паузы речевого сигнала.

Под естественными паузами понимаются семантические паузы между слогами, словами и предложениями в речевом сигнале.

Для того, чтобы устройство не изменяло весовых коэффициентов на время таких кратковременных пауз, третий счетчик 17 осуществляет задержку начала регулирования весовых коэффициентов относительно момента, например, пропадания сигнала на время большее Т . Если третий счетчик 17 переполнится за время, превышающее длительность естественной паузы речевого сигнала, то импульс переполнения с его выхода через .второй элемент HE 24 поступает на вход триггера 25, на выходе которого формируется уровень логической единицы.. Поскольку третий счетчик 17 работает в режиме деления частоты, то через время равное Т на его выходе появится уровень логического нуля, что, однако, не изменит состояния триггера 25, так как на его выходе попрежнему присутствует уровень логической единицы.

Уровень-логической единицы с выхода триггера 25 поступает на вход второго элемента И 13, поэа ому импульсы с выхода тактового генератора 6 через второй элемент И 13 начинают поступать на вычитающий вход реверсивного счетчика 27. Каждьк импульс, поступающий на вычитающий вход реверсивного счетчика 27, на одну ступеньку уменьшает уровень напряжения дополнительного шума на выходе управляемого аттенюатора 28.

Уменьшение уровня дополнительного шума вызывает увеличение отношения сигнал/шум результирующей смеси на выходе сумматора 31 и одновременно уменьшение ее средней частоты.

Уменьшение средней частоты результирующей смеси будет происходить до тех пор, когда она перестанет вызывать переполнение первого счетчика 15 за время Т „ . При этом на выходе эле1107302 мента И-НЕ 18 появляется уровень логической единицы и импульсы с выхода тактового генератора 6 через третий элемент НЕ 23 и второй элемент И-HE 19 проходят на установочный вход третьего счетчика 17. Первым . прошедшим импульсом третий счетчик 17 обнуляется, при этом на входе триггера 25 устанавливается уровень логической единицы, а на его выходе — 10 уровень логического нуля, который инвертируется четвертым элементом НЕ 21 и поступает на установочный вход второго счетчика 16. Второй счетчик 16 при этом начинает накапливать импуль- 1g сы, поступающие на его вход через третий элемент И 14. Объем второго счетчика 16 выбирается равным объему третьего счетчика 17. Через время равное Т второй счетчик 16 переполнится и уровень логического нуля с выхода третьего элемента И-НЕ 20 наложит запрет на дальнейшее прохождение импульсов через третий элемент И 14. Одновременно уровень логи-rs ческого нуля с выхода третьего элемента И-НЕ 20 через первый элемент НЕ 22 поступает на вход четвертого элемента И 12. При этом импульсы с выхода тактового генератора 6 через четвертый элемент И 12 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 27.

Каждый импульс, поступающий на суммирующий вход реверсивного счет35 чика 27, на одну ступеньку увеличивает уровень дополнительного шума на выходе управляемого аттенюатора 28.

Увеличение уровня дополнительного шума вызывает уменьшение отношения сигнал/шум результирующей смеси на выходе сумматора 31 и одновременно увеличение ее средней частоты. Увеличение уровня дополнительного шума . будет происходить до тех пор, когда средняя частота результирующей смеси начнет вызывать переполнение первого счетчика 15.

Таким образом, образуется система автоматического регулирования, 50 подцерживающая на выходе сумматора 31 отношение сигнал/шум результирующей смеси равным единице, что обеспечивается за счет уменьшения или увеличения П „,„. При этом уменьшение уровня Бщ п производится с задержкой на время Т для того, чтобы на изменение весовых коэффициентов не влияли кратковременные паузы в речевом сигнале, а задержка увеличения уровня Бщ 1п производится для того, чтобы на изменение весовых коэффициентов не влияли случайные кратковременные увеличения громкости речевого сигнала.

Таким образом, по уровню дополнительного шума на выходе управляемого аттенюатора 28 можно однозначно судить о величине отношения сигнал/

/шум входной смеси в соответствующем канале разнесения.

Поскольку при оптимальном сложении уровни сигналов в ветвях приема должны быть пропорциональны квадрату отношения сигнал/шум, то уровень дополнительного шума с выхода управляемого аттенюатора 28 поступает на вход квадратора 29, где Пщ.ьап возводится в квадрат и усредняется интегратором 30. Напряжение с выхода интегратора 30 используется в качестве управляющего напряжения для изменения коэффициента передачи весового элемента 9. C выхода весового элемента 9 входная смесь сигнал + шум соответствующего канала разнесения с соответствующим весовым коэффициентом поступает на вход выходного сумматора 8.

Таким образом, в предлагаемом устройстве весовые коэффициенты оптимального сложения определяются не по уровню шума в узкой полосе, а по отношению сигнал/шум во всей полосе радиотелефонного сигнала, чем обеспечивается сложение радиотелефонных сигналов, близкое к оптимальному, что в свою очередь, позволяет получить близкое к оптимальному для текущих условий отношение сигнал/

/шум на выходе устройства.

1107302

Составитель Н.Мельников

Редактор В.Петраш Техред Л. Иикеш Корректор В.Гирняк:

Заказ 5777/43 Тираж 635 Подписное

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