Многоканальный различитель максимального сигнала

 

Изобретение может быть использовано для приоритетной обработки сигналов и управления различными устройствами в канале, где уровень сигнала строго максимален. Цель изобретения - повышение надежности устройства . Различитель максимального сигнала содержит N каналов 1.1,...,1.N . Каждый канал включает инвертирующий и неинвертирующий усилители 2 и 3, блоки 4 и 5 оптоэлектронной развязки, усилители 6 и 7, вентильные элементы 8 и 9 и элементы И 24 и 25. Введение пороговых устройств 10 и II, дифференцирующих цепей 12 и 13, элементов И 14, 15, 22 и 24, цифроаналоговых преобразователей 16 и 17, реверсивных счетчиков I8 и 19 и делителей 20 и 21 частоты позволяет стабилизировать вероятность выделения сигнала с максимальной амплитудой при изменении мощности шумов каналов. 1 ил. с (Л in со z

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) Цн (5l} 4 Н 03 К 17/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 406381 2/24-21 (22) 29.04.86 (46) 15.10.87. Бюл. У 38 (72) А.И.Киров, В.И.Хлабыстин и В.А.Филин (53) 621.382 4088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 843229, кл. Н 03 К 17/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1215172, кл. Н 03 К 17/62, 1984 (54) МНОГОКАНАЛЬНЪ1И РАЗЛИЧИТЕЛЬ NAKСИИАЛЬНОГО СИГНАЛА (57) Изобретение может быть использовано для приоритетной обработки сигналов и управления различными устройствами в канале, где уровень сигнала строго максимален. Цель изобретения — повышение надежности устройства. Различитель максимального сигнала содержит К каналов 1.1,...,1.N

Каждый канал включает инвертирующий и неинвертирующий усилители 2 и 3, блоки 4 и 5 оптоэлектронной развязки, усилители 6 и 7, вентильные элементы 8 и 9 и элементы И 24 и 25 ° Введение пороговых устройств 10 и 11, дифференцирующих цепей 12 и 13, элементов И 14, 15, 22 и 24, цифроаналоговых преобразователей 16 и 17, реверсивных счетчиков 18 и 19 и делителей 20 и 21 частоты позволяет стабилизировать вероятность выделения сигнала с максимальной амплитудой при изменении мощности шумов каналов.

l ил.

1 1345

Изобретение относится к рациотехнике и автоматике и может использоваться для приоритетной обработки сигналов и управления различными уст5 ройствами в канале, где уровень сигнала строго максимален, например, в системах массового обслуживания, в устройствах разведки поляризации и настройки на оптимальную поляризацию и др.

Цель изобретения — повышение надежности устройства, достигаемое за счет стабилизации вероятности выделения сигнала с максимальной амплитудой при изменении мощности собственнык шумов каналов.

На чертеже представлена функцио" .иальная схема предлагаемого устройства. 2

Многоканальный различитель максимального сигнала содержит Й каналов 1. 1,. ° .,1.Й, каждый из которых содержит инвертирующий 2 и.неинвертирующий 3 усилители, первый 4 и второй 5 блоки оптоэлектронной развязки, первый и второй усилители 6 и 7, первый и второй вентильные элементы 8 и 9, первое и второе пороговые устройства 10 и 11, первую и вторую дифференцирующие цепи 12 и 13, третий и четвертый элементы И 14 и 15, первый и второй цифроаналоговые преобразователи 16 и 17, первый и второй реверсивные счетчики 18 и 19, первый и второй делители 20 и 21 частоты, пятый и шестой элементы И 22 и 23, первый и второй элементы И 24 и 25.

Кроме того, многоканальный различитель максимального сигнала содержит общие на N каналов нагрузку 26, генератор тактовых импульсов 27. Причем . в каждом канале 1.1,...,1.N в..ходы инвертирующего 2 и неинвертирующего 3 усилителей подключены к входной шине, а их выходы соединены соответственно .с входами блоков 4 и 5 оптоэлектронной развязки, первые выходы которых подключены соответственно к входам вентильных элементов 8 и 9, выходы которых соединены с первым входом общей нагрузки 26, второй вход которой подключен к общей шине, а вторые и третьи выходы блоков 4 и 5 оптоэлектронной развязки подключены соответственно к первым и вторым входам усилителей 6 и 7, прямые входы элементов И 24 и 25 всех 1.1,...,1.Й кана333 г лов соединены с выходом общей нагрузки 26. Выходы усилителей 6 и 7 каждого канала подключены соответственно к первым входам пороговых устройств 10 и 11, выход порогового устройства 10 связан с входом дифференцирующей цепи 12, а также с инверсным входом элемента И 25 и с соответствующими инверсными входами элементов И 24 и 25 остальных Й-1 каналов, а выход порогового устройства 11 соединен с входом дифференцирующей цепи 13, с инверсным входом элемента И 24 и с соответствующими инверсными входами элементов И 24 и 25 остальных Й-1 каналов, выходы дифференцирующих цепей 12 и 13 подключены соответственно к первым входам элементов И 14 и 15, выходы которых подключены соответственно к первым !суммирующим} входам реверсивных счетчиков 18 и 19 и к первым инверсным входам элементов И 22 и 23, выходы которых соеди2б нены соответственно с входами делителей 20 и 21 частоты, выходы делите- лей 20 и 21 частоты подключены соответственно к вторым (вычитающим ) вхо" дам реверсивных счетчиков 18 и 19, дб выходы которых соединены соответственно с входами цифроаналоговых преобразователей 16 и 17, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами пороговых устройств 10 и 11, выход генератора 27 тактовых импульсов подключен к вторым входам элементов И 14, 15, 22, 23 Й каналов, выходы элементов И 24 и 25 являются выходами устройства.

Многоканальный различитель максимального сигнала работает следующим образом.

Многоканальный различитель максимального сигнала автоматически анали4 эирует сигналы, поступающие на входы всех 1.1,...,! Й каналов независимо от полярности. В каждом из каналов инвертирующий усилитель 2 преобразует сигналы отрицательной полярности

5О в сигналы положительной полярности.

При этом прохождение сигнала и логика работы схе. ных элементов, подключенных к выходу инвертирующего усилителя 2, полностью аналогичны прохождению сигнала и логике работы схемных элементов, подключенных к выходу неинвертирующего усилителя 3, при положительной полярности. Поскольку все каналы 1.1,...,1.Й ана3 13 логичны, ниже описывается работа одного из каналов 1.1,...,1.Й при поступлении на выходные шины сигналов отрицательной полярности.

3 исходном состоянии при отсутствии входных сигналов интенсивность собственного шума в каждом канале изза их неидентичности будет различной.

Шумовое напряжение через пороговое устройство 10, порог которого в начальный момент равен нулю, и дифференцирующую цепь 12 поступает на

Q первый вход элемента И 14, на второй вход которого поступают импульсы с частотой Г„ь с выхода генератора 27 тактовых импульсов. Нормализованные по амплитуде и длительности импульсы с выхода элемента И 14 поступают на первый (суммирующий) вход реверсивного счетчика 18 и на первый инверсный вход элемента И 22, на второй вход которого поступают импульсы с частотой f от генератора 27 тактовых импульсов. Импульсы с выхода элемента И 22 через делитель 20 частоты, коэффициент деления которого равен

m, поступают на второй (вычитающий) вход реверсивного счетчика 18. Реверсивный счетчик 18 является идеальным интегратором разности частот следования импульсов на его входах, Частота повторения импульсов, поступающих на второй (вычитан)щий) вход реверсивного счетчика 18 определяется частотой f„, значением порогового напряжения на втором. входе порогового устройства 10 и коэффициентом деления частоты делителя 20 частоты. Пороговое значение напряжения U> изменяется при изменении интенсивности собственного шума в канале. Коэффициент деления частоты делителя 20 выбирается, исходя из заданной вероятности выделения максимального сигнала. Частота повторения импульсов, поступающих на первый (суммирующий) вход реверсивного счетчика 13, определяется значением порогового напряжения на втором входе порогового устройства 10 и частотой квантования.

За счет применения элемента И 22 с инверсным первым входом импульсы с его выхода на второй (вычитающий вход реверсивного счетчика 18 поступают при отсутствии превышений шумом порогового напряжения и, наоборот, на первый (суммирующий) вход реверсивного счетчика 18 импульсы с выхо45333

4 да элемента И 14 поступают при превышении шумом порогового напряжения.

Динамическое равновесие в схеме наступит при равенстве частот повто-5 рения импульсов, поступающих на первый и второй входы реверсивного счетчика 18. При этом пороговое напряжение 0„ на выходе цифроаналогового преобразователя 16 обеспечивает заданную вероятность выделения макси-. мального сигнала. При нарушении динамического равновесия в схеме пороговое напряжение изменится в сторону увеличения или уменьшения на величину, пропорциональную разности частот следования импульсов на суммирующем и вычитающем входах реверсивного

f счетчика 18. Таким образом, обеспечивается изменение порогового напряжения при изменении мощности собственного шума канала, а следовательно, и заданное значение вероятности выделения максимального сигнала, При наличии входных сигналов в каждом из каналов 1.1,...,1.N инвертирующий усилитель 2 преобразует сиг-. налы отрицательной полярности в сигналы положительной полярности. При этом оказывается открытым только тот вентильный элемент, сигнал на аноде которого максимален. Остальные вентильные элементы 8 за счет перераспределения потенциалов заперты. Че35 рез открытый вентильный элемент 8 протекает ток, который регистрируется оптоэлектронным блоком 4. При этом на выходе усилителя 6 возникает напряжение, пропорциональное величине

4 тока в данном канале. Если напряжение на выходе усилителя 6 превышает пороговое напряжение, то на выходе порогового устройства 10 возникает напряжение в диапазоне логической

45 единицы элемента И 25. При протекании тока через открытое вентильное устройство 8 создается падение напряжения на резистивной нагрузке 26. Величина сопротивления нагрузки 26 выб50 рана таким образом, что при протека.нии черЕз нее тока независимо от уровня максимального сигнала создается падение напряжения, значение которого лежит в диапазоне логической

55 единицы элементов И 24, 25.

Сигнал с выхода порогового устройства 10 поступает на инверсный вход элемента И 25 своего канала, а также на инверсные входы элементов И 24

5 134533 и 25 остальных Й-1 каналов. На прямой вход элементов И 24 и 25 каждого канала поступает напряжение с резистивной нагрузки 26. При этом логическая единица присутствует только на

5 выходе элемента И 24 канала, на входе которого присутствует максимальный сигнал (так как на инверсные входы элемента И 24 поступает напряжение логического нуля с выходов пороговых устройств 10, 11 остальных Й-1 каналов и с выхода порогового устройства 11 своего канала, а на его прямом входе присутствует напряжение с выхода резистивной нагрузки 26). Напряжение логической единицы с выхода элемента И 24 является выходным сигналом.

В случае, если сработают вентильные элементы 8, 9 и двух и более каналах, то согласно выбранной логике работы элементов И 24 и 25 N каналов сигналы на выходах всех каналов отсутствуют. Этим обеспечивается выделение сигналов, амплитуда которых строго максимальна.

Дифференцирующие цепи 13 и 12 N каналов служат для исключения влияния выделяемого сигнала на величину порогового напряжения.

По сравнению с известным устройством предлагаемое устройство позволяет автоматически выделять максимальный сигнал при его переменном и заранее неизвестном уровне с заданной вероятностью в условиях изменения мощности собственных шумов каналов.

ФоРмула из об рет ения 40

Многоканальный различитель максимального сигнала, выполненный на Й каналах, каждый иэ которых содержит инвертирующий и неинвертирующий усилители, первый н второй блокй оптоэлектронной развязки, первый и второй вентильные элементы, первый и второй усилители, первый и второй элемент И, причем в каждом канале

\ 50 входы инвертирующего и неинвертирующего усилителей подключены к вход= .ной шине, а их выходы соединены соответственно с входами первого и второго блоков оптоэлектронной развязки, первые выходы которых подключены со55 ответственно к входам первого и второго вентильных элементов, выходы которых соединены с первым входом общей

3 6 на груз ки, второй вход ко торой подключен к общей шине, .вторые и третьи выходы блоков оптоэлектронной развязки подключены соответственно к первым и вторым входам первого и второго усилителей, прямые входы первого и второго элементов И всех Й каналов соедииены с выходом общей нагрузки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности за счет стабилизации вероятности выделения сигнала с максимальной амплитудой при изменении мощности собственных шумов каналов, в каждый из Й каналов введены первое и второе пороговые устройства, первая и вторая дифференцирующие цепи, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый и второй реверсирующие счетчики, первый и второй делители частоты, первый и второй цифроаналоговые преобразователи и общий íà N каналов генератор тактовых импульсов, первые входы первого и второго пороговых устройств подключены соответственно к выходам первого и второго усилителей, выход первого порогового устройства соединен с входом первой дифференцирующей цепи, с инверсным входом второго элемента И и с соответствующими инверсными входами первого и второго элементов И остальных .Й-1 каналов, а выход второго порогового устройства соединен с входом второй дифференцирующей цепи, с инверсным входом первого элемента И и с соответствующими инверсными входами первого и второго элементов И остальных N-1 каналов, выходы первой и второй дифференцирующих цепей подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к первым (суммирующим) входам первого и второго реверсивных счетчиков и к первым (инверсным) входам пятого и шестого элементов И, выходы которых связаны соответственно с входами первого и второго делителей частоты, выходы первого и второго делителей частоты подключены соответственно к вторым

{вычитающим) входам первого и второго реверсивных счетчиков, выходы которых связаны соответственно с входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей соединены соответственно с

7 1345333

8 вторыми входами первого и второго по- пятого и шестого элементов И М канароговых устройств, генератор тактовых лов, причем выходы первого и второго импульсов, выход которого подключен элементов И N каналов являются выхок вторйч входам третьего, четвертого, дами устройства.

Составитель А. Чаховский

Редактор И.Недолуженко Техред И.ДИдык Корректор А.Обручар

Заказ 4931/54 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.Производственно-полиграфическое, предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4