Селектор импульсно-кодовых сигналов с дискретной автоматической регулировкой усиления

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для селекции сигналов, принимаемых в условиях воздействия импульсных помех. Целью изобретения является повышение помехозащищенности по отношению к импульсным помехам, амплитуда которых соизмерима с амплиту- ,дой сигнала. Устройство содержит амплитудный детектор 1, элемент 2 задержки , N усилителей 3,,...,3, N пороговых элементов 4,...,4, N-1 (К+1)-БХОДовых элементов ИЛИ 5,... 5., усилитель-ограничитель 6, частотный детектор 7, К-входовой аналого-цифровой преобразователь 8, N блоков 9,,...,9 частотно-временной селекции, каждый из которых содержит К двухвходовых элементов И 1 О, ,. . . , 1 01, К блоков 1 I ,,..., 1 1 временной селекции и К-входовой элемент ИЛИ 12. Каждый блок временной селекции содержит дешифратор 13, формирователь 14 импульса, двухвходовой элемент И 15, N-входовой элемент ИЛИ 16, входную 17 и выходную 18 шины. Защита от помех в данном устройстве основана на амплитудной и частотной дискриминации импульсов сигнала и помехи. 4 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ВСГЕж3Щ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,„13

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВИ . 11 .:; ТЕ„» а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4065718/24-2) (22) 12.05.86 (46) 30.01.88, Бюл. М 4 (7 1) Казанский авиационный институт им. А.Н.Туполева (72) Ш.М.Чабдаров, H.З.Сафиуллин, Ю.Н.Иванов и И.А.Тимергазин (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 613485, кл. Н 03 0 3/20, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 1020984, кл. Н 03 К 5/ 00, Н 03 0 3/20, 1981 ° (54) СЕЛЕКТОР К1ПУЛЬ(:НО-КОДОВЫХ СИГНАЛОВ С ДИСКРЕТНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

РЕГУЛИРОВКОЙ УСИЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к импульсной технике иможет быть использовано для селекции сигналов, принимаемых в условиях воздействия импульсных помех. Целью изобретения является повышение помехозащищенности по отношению к импульсным помехам, ампли„„SU„„1370741 А 1 (511 4 Н 03 К 5/00 H 03 1: 3/20 туда которых соизмерима с амплиту,дой сигнала. Устройство содержит амплитудный детектор 1, элемент 2 задержки, И усилителей 3,,...,3„, N пороговых элементов 4,,...,4„, N-1 (К+1)-входовых элементов ИЛ11 5, ...

5, усилитель-ограничитель 6, частотный детектор 7, К-входовой аналого-цифровой преобразователь 8, N блоков 9,,...,9 частотно-временной селекции, каждый из которых содержит К двухвходовых элементов И

10,,...,10, К блоков 11,, °,,11 временной селекции и К-входовой элемент ИЛИ 12. Каждый блок временной селекции содержит дешифратор 13, формирователь 14 импульса, двухвходовой элемент И 15, N-входовой элемент ИЛИ 16, входную 17 и выходную

18 шины, Защита от помех в данном устройстве основана на амплитудной и частотной дискриминации импульсов сигнала и помехи. 4 ил.

1 370741

15

25

l>b1i ан з35 с неана8

40 (с .>

В > l >-

50

Иэ(>оретение относится к импульснои технике и может быть использован<> д-)я селекции сигналов, принимаеМ)>IХ В У; ЛОНИЯХ ВОЭДPIICTRH)I Е)МПУЛЕ>C ных помех, Пель изобретения — повышение помехозащищенности по отнощению к импульсным помехам, амплитуда которих соизмерима с амплитудой сигнала, Пд фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — диаграммы напряжений, поясняющих работу устройства.

Селектор импульсно-кодовых сигналов с дискретной автоматической регулировкой усиления содержит амплитудный детектор 1, элемент 2 задержки, Б усилителей 3,,3,...,3„, 4i поpoI оных элементов 4,,4,...,4,, р Э ." -1 (:+1, -входовых элементов ИЛИ 5,, 5,,,5... усилитель-ограничитель

6, частотный детектор 7, К-выходовой аналого-цифровой преобразователь 8, 11 блоков 9,,9„,...,9 частотно-врем )I)IO11 селекции, каждый из которых содержит К двухвходовых элементов

И 10,,10,. ..10,, К блоков 11,, i I,,...,! 1 E»pP>I)!I»oH,.елекции и Квходов.".и» iesIeHT И11И 1.>, к".;æäûé б.)ок врем(. . (оп с(лек 1ин содержит дешифрат >р > 3 ф< рмиргвд-с Jiir !» им;)ульса и

-IH >к вх ) i .<»»<>I» .» (! E:.ме HT И 1 5 .,-ВходоРс >!»Леме« с !И l ") 1>хо)lную шину 7 и вых(. Iy)7 )7H«У (:Е7Еb-T()P ИМПУ:(ЬСНО-1<ОДОВЫХ СИ«иа". В С. ДИСКРЕТНой ЗВтОМат) ЧЕСКОй РЕи) ров ко«vc è 1(и«я работае т с1(едую-! till! I Р Г. 1>.»» (»и, }.дг i и. -;>1(м;)рохож )ение сигнала р -.з . (. т,-». - В<> т с:ут < твие помех ,)>т)тl,oJIoI»(>-»b11l, abcHo-bio:IvJIHðoâàíHûé г) г) ал подде «.я нд входы ab(IIJ!HTvp«oдетектора и усилителя-ограни-чителя 6 (фиг. а,). Импул) сы си1".(ала, )7Г<»ХOg)I Чт..рЕЗ у И IHTPJlh ОГраНИЧИтЕЛЬ

1 рис(7peтают 1)opbj»JihHую дмплит ду н< зд)»и(.))))(ун) с.т абс олют)(ого

)1,7че)(ия .мглиту;7ы вхс>дн го KQJ" åáàHHH фиг. 2)-, . Hb na«b)e 1)мгульсы усили-, е (я-ограничителя 6 детектируются чагт:>гным детек гс>рс.м 7, нг выходе кото)>с)(о появляются демоду:)ированные имптльсы сигнд.".а с некоторой задержкой в() време«и ), (фиг.2в1, обусловленной его ин рционност),ю, причем амплитуда,>)догс l- b:õoä) ого импульса частотного це7ек)г()гд 7 о:»н<«»начно эавиc)IT c1 gacToTb! Hecущей этого импул.— са на его входе и не эави -ит от »"-1плитуды данного импульса на входе устройства, так как ам:Iлитупная зависимость устрдненд посредгтвом введеHHH усилителя-ограничителя 6. выходной сигнал частотного детектора 7) в амплитуде каждого импульса которого заложена информация о частоте несущей данного импульса на входе устройства, поступает на вход К-выхоцо"вого ;1HBJ!opo-цифрового преобразователя 8, в котором он подвергается аналого-цифровому преобразованию, которое заключается В том, чт<7 каждый импульс некоторой амплитудь) на его входе преобгазуется в К-разрядный унитарный лво .чный параллельный код, являющийся сигналом управления двухвходовыми элементами И 10, входящими в состав каждого блока 9,,...,9, Причем значению i-го (i=1,2,...,К,) разряда 1,ноль или единица l этого кода соответствует значение на -том вы/ ходе (ноль или единица1 К-выходового ан»лого-цифрового преобразователя 8. Следовательно, цепочка, сос-» тоящая из усилите7я-ограничителя 6, чдстотнг.: î IIP.ектора 7 и К-выходовогo аналого-цифровт>гс. преобразов»ie— ля 8, с7»вит т» Г(>сттв(.тгтвие ч,i оте несущей каж))о)о импульса н» вхо,.е устрои-тва унитарный Ilдраллель код нà K вых(>ддх К-ных. до .. .го лого-цпфрово: и )преобрдзавдт-ля

Таких образ(и, )Ii )7 льсы сигнал чдc Toòoй )I(cóI>;åè .. Ipî)IJ!V7 на которыll 7 — >1 выход 1 Выход )во го лого-.)ифроного 1)реоб>разов»теля с (ответ< твун>н(ии э 7 пи .»стс>т(!» щеи <.игндл» I фи, 21 ; . Ilc 7 г;:му мент прихода и «а время .-.лительноСТИ КД)НД><:>ГО Е1М(Г>."1Ь(..а Clif"))а))а Г ЧД(Т .) той «ecyi>Eel! " o7 крыв»к>тгя .;игп некотс Е>ые двух)»ходовл с элеме)I TI- 11 10, с одним,; тем же но:)тггм -» кде(ом бл< .е 9, (!qHoppe)".ен»с ко,)о . -импульс«»- М>ЧIVJIHO()B r7)i)l) Iil C . т il l.. l . (.; С К; Е(РУ— етгв в» н -:11..,, 7 .-Н,),- > pb т;ре 1 чер :) -:--.е«, комис (1)р у;.11 з»JIP ТЕК7 (>В „)jI ... . 1,, ПОСтУГДЕТ НД P "

СHJЛИТЕ:.I(I »т. УС«ЛИ а (:, P,У V-ИтЕлях >, имт;ульсы с )(г (ал» про)»b)c ÷ T

$ j>ÑÇPНЬ IlOPOI» П< РО)ОНС Г>) 3.ËPI;.I-! T,l

4 на Выходе нек .-,Opo> уси)1))те7я 3

")

,,»=1,2,...,:т,). l:, Г.)д IO Пр; ИЗОйдЕт, даль« ейщее у сил с))ис. и- (дл;. усилите13707 лями 3 (ш,!) станет невозможным, Ih так как импульсы сигнала, проидя через порогов:.. и элемент 4, запрут по( следующий усилитель 3;,, через К+1входовый элемент И;1И 5(и вход запрета усилителя 3;... llоэтому импульсы сигнала ня К+1-е входы последую щих блоков 9 (г,1) не r ройдут. Так как на выходах предыдущих усилителей 10

3 „ (n, ) амплитуда импульсов не превысит уровень порога порогового элемента 4, то импульсы сигнала на К+1-е входы предыдущих блоков 9 „ (г.<,j, не (( пройдут. Поэтому импульсы сигнала пройдут на К+1-й вход л»шь некоторого блока 9,. K моменту прихода и на

J время длительности каждого импульса стартовой группы сигналя на первые входы двухвходовых элементов И 10

10 блока 9 некоторый двухвходовый 3ÄIP— мент И 1О;, соответствувщ»й частоте несущей импульсов сигналя („, открыт.

Поэтому импульсы стартовой группы сигнала пройдут через этот двухвходовый элемент И 1(), на вход дещифратора 13 блока ll, На выходе этого дешифратора 13 после дешифрации им стартовой группы появится короткий импульс (фиг. 2e), который расширится до длительности и»форма;I»o»»o»

30 группы сигналя в формирователе !4 импульса блока 11,, выходной импульс этого формирователя !4 импул :ся (фиг. 2ж) запирает на время пп»тельности информацион»ой группы последу-, 35 вщий усилитель 3,, через К+1-входовой элемент ИЛИ 5, и вход запрета усилителя 3 Ä, что предотвратит дальнейшее усиление сигнала усилителями

3 „ (m j ) на время длительности ин- 40 формационной группы и откроет на это же время двухвходовой элемент И 15 блок 11;. Поэтому импульсы информационной группы пройдут через тот же двухвходовой элемент И 10 блока 9, 45

J второй вход двухвхоцового элемента

И 15 блока ll;, К-входовой элемент

ИЛИ 12 блока 9, и N-входовой элемент

ИЛИ 16 на выход устройства (фиг. 2з).

Таким образом, на выход устройства 50 пройдут лишь импульсы, имеющие вполне определенные амплитуду и частоту несущей, Рассмотрим некоторые ситуации, возникающие при приеме сигналов с кодово-импульсной модуляцией на фоне импульсных помех.

Защита сигнала от сильных и слабых помех, Этому случаю соответству41

4 вт соотношение (.. „,,1, ((„ и диаграммы напряжений, приведенные на фиг.3, где U — амплитуда слабой помехи, амплитуда сильной помехи, U

П1 амплитуда сигнала. При этом соотноше»ие частот несущих импульсов сигналя » помехи можно не учитывать, так как амплитудного различия между импульсами сигнала и помехи достаточно для подавления помехи.

Импульсы сигнала (ф»г. За) и помехи (фиг. Зб, подаются на входы усилителя-ограничителя 6 и амплитудного детектора 1 (фиг. Зв!. Каждый импульс, проходя через цепочку иэ усилителя-ограничителя 6, частотного детектора 7 и К-выходовой аналогоцифровой преобразователь, преобразуется в унитарный параллельный код, однозначно определяющий частоту несущей данного импульса и открывавший на время его длительности соответствующие частоте несущей данного импульса двухвходовые элементы И 10 с одним и тем же номером в каждом блоке 9. Одновременно импульсы стартовой группы сигнала детектируются в амплитудном детекторе 1 и через элемент 2 поступают на вход первого усилителя 3, фиг, Зг,. Усиливаясь усилителям» 3 на выходе некоторого усилителя 3! (,j=l,?,,...,K) выше уровня порога порогового элемента 4, импульсы стартовой группы проходят через пороговый элемент 4 на К+1-й вход блока 9 K+1-ro входа которого

) 1 импульсы стартовой группы через соответствующий частоте несущей импульсов стартовой группы двухвходовой элемент И 10; (i=1,2,...,К) блока 9, проходят на вход дешифратора 13 бло= ка 11;. После дещифрац»» стартовой группы сигнала этим дешифратором 13 на его выходе появляется короткий импульс (фиг, Зд), который затем расширяется до длительности информационной группы сигнала в форм»рователе 14 блока 11, выходной импульс этого формирователя 14 (фиг, 3e) запирает на время длительности »иформационной группы усилитель 3 через K+1 входовой элемент 1ПИ л, и вход запрета усилителя 3;, » открывает двухвходовой элемент 11 15 блока временной селекции 11, на это же время. Импульсы стартовой группы на К+1-е входы блоков 9 (";,1) не пройдут, так как усилитель 3,„ заперт этими же импульсами, прошед7

l 37074 п.Ф1, на пернии вход закръ<тог III ухвходового элемента И 15 блока 11 а потому .|я выход устройства не пройдут, Импульсы сигнала и помехи пройдут на К+1-й вход лишь некоторого . > блока 9, .

Таким образом осу1|естн»|яется за щита сигнала от сильных, слабы>; помех и помех, змплитуда которых <.оизмерима с амплитудой сигнала.

В предлагаемом селекторе импульсно-кодовых сигналов с дискретной автоматической регулировкой усиления используется защита от помех, осно15> ванная на амплитудном и частотном различиях импульсов сигнала и помехи. За амплитуд, и частоту несущей сигналя принимаются соответственно амплитуда и частота несущей импуль-.

20 сов стартовой группы сигналя. Поэтому после дешифрации стартовой группы сигнала селекции импульсов ведется по амплитудному и частотному значениям параметров этих импульсов срав-., 25 нительно с теми же параметрами импульсов стартовой группы сигнала °

Такая схема защити от помех оправдана тем, что длительност|. стартовой группы Т мала по с.равнению с д.|и30 тельност|,ю информ ц:|о||ной группы Т „

Т >. - | -,- > > СЛЕДГ" «ТЕЛЬНО > И R<«I>o ятность In; ажения помехой стартов<>й .-руппы сигнала Р,мала по сравнению с версятностью псражения информацион |ои группы сигняла Р, т ° е. Р „ P, 3!> потому такая схема защиты от поме..

ЯВля "<ся зфАектиннОЙ, Ф;-.рмул ли эобретения

|О

Се>|ектор импул» с о-к 1довъ<х сигналов с дис:кретной автомати еской регулиронк<.й усиления, <.одержащий с первого по !|-й усилители, с первого лс -й порогсвие элементы,",1-входо- 5 вой эдеме.<т А!И, блоков временной

:.елекц::и, каж ;ъ>й из кс тори- . содержит двух; ходовой элеъ>ент И, первый вход которого является входом блока времени<;и селекции, последовательно сое- 50 ди>I<нные дешиф;>втор и д>ормирователь импульса, выход которого соединен с втзрым входом двухнходсв«|с элемента

И, первъ|й нход которого соединен с нхп<,. .л дешифрзтора„ выход является 55

E I1ôop» цион<1->и них<>дом блока времен< нс<и селекции,;-. Ви;. 1п формирователя и <г у.;tr >1н<:»1Р1< .ÿ в»1ходом запре-.а блок . време|||и и с елек ||ни, при этом с

8

I1> pIIoro IIo .l-11 усилители соединены последовательно, причем выход каждого из них соединен с нхпдпм саотнетствующего порогового элемента, а ныход,1-входового элемента !ПИ соединен с выходной |>|и»|ой, о т л и ч а- ю шийся тем, что, с целью повышения по. |Рхоэаш||ще||нс сти, »> него введены амплитудный дете;.Icl), элемент задержки, усилит< |ь-ограничитель, частот||ый детектор, К-ниходоной аналого-цифровой и;>еобраэователь, с первого по Il -l !-й К+1-нходпние элементы И|!И> | > 1 бло»<он временной селекции, 1;К дополнительных двухвходових элементов И, !1 -нходовой элемент И!11!> причем входи амплитудного детектора и усилителя-ограничителя соединены между ссбой н с входной шиной, выход амплиту;п>с го детектора через элемР|<т задержки подключен к входу первого усилителя, выход каждого из дополнительных двухнходових элементов И соединен с входом соответствующего 6.|ок;. Временной селекции, инфоръ<ацион><1,с нь<ходы кажд |х К из которых соединены с входами соответствующего К-вхпдоного элемента ИПИ, гри этом кажд lå К дополнительных цвухвходс них «лементов

И, К блоков временной селекции и hнходонои элемент И:11! Образуют блок частотно-временной сР t< .ê:Il н, I ìoI<.щий K+1 ныходс н и К+1 1 хс>>|п>, . -ми

1 l = l,2 ... FõoäàìII кo Top<31 .:нля1 ются перные входы К допо.|инте;1| них двухнходоных элементов И соответственно, а К+1-м входом блс>. а частотно-временной селекции являются соединенные между собой вторые входы

К дополнительных 1>вухнх >новых э1 е— ментов И, i-ми (i=1,2,...,К выходами блока частотно-време|||.пи се-1.кции

ЯВлЯютсЯ ВыхОДН запрГт» h б:1окон нее менной селекции соответственно, а

К+1-м выходом блока часто1 но-временной селекции является выход К-входоного элемента И

=1,2,...,1 .) Вхопами conòн«т-.т|-ен |и

/ с i-ми >, =1,?,...,:": ., «, <ход.а».и соответствующего блока частотно-гременной селекции, а К .1-й нхоп каждого

К+!.-Входоного элемента И. !И соединен с ВЫХОДом cooTB»lòñòÂ1> I<>Á» ГО 11<«POI Gtlo го элемента, выход каждого,- -го <,;;=

=1,2,...,!1-1) (:+l,,-нходоного элемента ИПИ подклю ен к входу запрета ,I+1-го усилителя, ныхо, 1 каждого пп1З7

LI8blx 6 ИОСМ

Ю ОЫХ рогового элемента с К+1-м входом соответствующего блока частотно-временной селекции, К+1-й выход которого соединен с соответствующим входом

It-sxogosoro элемента ИЛИ, i-e (i=

=1,2,...,К) входы N блоков частотно0741 1Ï временной селекции соединены с сосT ветствующим -м выходом К-выходов Io аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом чаС, стотного детектора, вход которого подкличен к выходу усилителя-ограничителя. о

7сг 7 r

Йс (,б

11 11 11 .ЛЬ 11 11

Odors

Vdpgy иьин 11 (Оцг .(йх !,Е

d ив (1 П all(ALII Л т 11Д

/, г 1Я .Я 1 и П

" (. (1Л 11Л 11Ц11(1 II (йя >

1J 1 к

Й4// !

Ф (6 .11 (.ест авитель A. (.Ìèðíîâ

Редактор H. Нелолу(е:(ко . с: род 1. !1илык Еорректор А.Зимокосов

Заказ 426, 53

Ti(pa. (928

ИЫ1111П1 1 ..суларственного комитета по делам изобретений и открытий

113035, 1осква, Ж-35, Раушская наб.

Подписное (.ССР д 4/5

П; оияводств (- (-пол!.графическое предприятие, г, у;(город, ул. Проектная, 4