Устройство распознавания узкополосного синусоидального сигнала

 

ОП ИСАНИЕ

И 3OSPETE Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сенатских

Социалистических

Рвсвубини »917190 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 01.08.80 (21) 2970444/18-21 с присоединением заявки М— (23)йриоритет— (5! )М. 3(л.

G 06 К 9/00

9вудерстааеай кееятет

СИР ав деин вза4рвтеяяй в втарьттий

Опубликовано Ю03 82 Бюллетень JA 12 (53) УДК 621.317. .7 (088.8) Дата опубликования описания 3003.82 (72) Автор. изобретения

А. М. Рембовский (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО РАСПОЗНАВАНИЯ УЗКОПОЛОСНОГО

СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к технике радиосвя-;. зи в системах связи УКВ диапазона и может быть использовано в ращ оприемных устройствах с дискретной перестройкой частоты., Известно устройство распознавания узкополосного синусоидального сигнала, содержащее преобразователь частоты, выход которого через индикатор нуля подключен к входу схемы совпадения, второй вход которой подключен к выходу цепи, состоящей из послвдова; тельно соединенных опорного генератора и генератора селекторных импульсов, а выход соединен с входом цепи, состоящей из последовательно соединенных счетчике, дешифраторв, . второго счетчика и второго дешифраторв, причем управляющие входы счетчиков соедпиФтш с соответствующими выходами блока управ-. ления (Ц.

Недостатком . этого устройства являетм низкая надежность распознавания сннусоидального сигнала с неизвестной или меняянцейся частотой.

Наиболее близким к предлагаемому нальется, устройство распознавания узконолосного синусоцдального сигнала, которое содержит преобразователь частоты, к выходу которого подключены последовательно соединенные индикатор нуля, счетчик, дешифратор, второй счетчик и второй дешифратор, причем управляющие входы счетчиков подключены к соответствующим выходам блока управления.

Тождественными признаками устройства являются преобразователь частоты, к выходу которого подключены последовательно соеди30 пенные индикатор нуля н счетчик, последовательно соединенные дешифратор, второй счетчик и второй дешифратор, причем управляющие входы счетчиков подключены к соответ35 ствующнм выходам блока управления f2).

Известное - устройство обеспечивает правильное распознавание синусоидального сигнала в случае, когда частота распознаваемого сигнала известна и неизменна, так как в зави20 симости от значения частоты меняются характеристики распознавания, причем при некоторых значениях частоты сигнала, соответствующих среднеквадратической частоте шума, надежность распознавания резко ухуд917190

3 шается. Недостатком известного устройства яв ляется низкая надежность распознавания синусоидального сигнала с изменяющейся частотой.

Целью изобретения является повышение надежности распознавания узкополосного синусоидального сигнала с неизвестной или меняющейся частотой.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство распознавания узкополосного синусоидального сигнала, содержащее усилитель промежуточной частоты, смеситель, гетеродин, фильтр низкой частоты, первый индикатор нуля, два счетчика, блок управления, два дешифратора, выход второгр дешифратора соединен с выходной шиной, а вход — с выходом второго счетчика, первый вход— которого соединен с выходом первого дешифратора, а второй вход - с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен со вторым входом первого счетчика, а третий выход с третьим входом первого счетчика, первый вход которого соединен с выходом первого индикатора нуля, вход которого подключен к выходу фильтра низкой частоты, вход которого подключен к выходу смесителя, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, а первый вход — к выходу усилителя промежуточной частоты, вход которого подключен к входной шине, введены дифференцирующая цепь, второй индикатор нуля, третий счетчик и блок деления, выход которого подключен ко входу первого дешифратора, первый вход— к выходу первого счетчика, третий вход к четвертому выходу блока управления, а второй вход — к третьему выходу блока управления и третьим входам первого и третьего счетчиков, выход которого подключен к четвертому входу блока деления, второй вход — ко второму выходу блока управления и второму входу первого счетчика, а первый вход — к выходу второго индикатора нуля, вход которого подключен к выходу дифференцирующей цепи, вход которой подключен к выходу фильтра низкой частоты и входу первого индикатора нуля.

25

3S

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2—

50 осциллограммы в различных точках устройства.

В состав устройства входит усилитель 1 промежуточной частоты (УПЧ), смеситель 2, гетеродин 3, фильтр 4 низкой частоты (ФНЧ), дифференцирующая цепь 5, второй индикатор 6 нуля, третий счетчик 7, блок

8 деления, первый индикатор 9 нуля, пер4 вый счетчик 10, первый дешифратор 11, второй счетчик 12, второй дешифратор 13, блок 14 управления.

В статическом состоянии до подачи управляющих импульсов с выходов блока 14, управления в третьем, первом и втором счетчиках 7, 10, 12 занесен код, соответст-. вующий условному нулю, при этом на выходе устройства нулевое напряжение.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Распознаваемый сигнал, представляющий собой синусоидальное колебание, модулированное по амплитуде или по частоте (фазе) модулирующим процессом (например речью) без, искажений проходит через УПЧ 1 с центральной частотой Т и полосой пропускания At частотная характеристика которого согласована с шириной спектра радиосигнала, и поступает на смеситель 2. Частота гетеролнна 3 выбирается несколько выше верхней границы спектра частот распознаваемого сигнала или.ниже нижней границы спектра. Практически частота гетеродина 3"выбирается совпадающей с одной из граничных частот 4 > полосы пропускания фильтра

М, сосредоточенной селекции УПЧ 1. При этом спектр распознаваемого сигнала беэ искажений переносится в область низких частот таким образом, что нижняя граница спектра частот близка к нулю, а верхняя граница не превышает полосы пропускания Af УПЧ 1.

Полученный процесс отфильтровывается с помощью ФНЧ 4, полоса пропускания которого лежит в районе частот О-hf. . Отфильтрованное напряжение (фиг. 2 — 15) поступает иа вход индикатора 9 нуля и через днфференцирующую цепь 5 — на вход индикатора 6 нуля. На выходах индикаторов

6 и 9 нулей формируются последовательности импульсов, временное положение которых соответствует моментам перехода через нуль отфильтрованного напряжения (на выходе индикатора 9) и отфильтрованного дифференцированного напряжения (на выходе индикатора б (фиг. 2; 16).

Цикл работы устройства начинается с формирования блоком 14 управления импульсов. сброса (фиг. 2-17, 2 — 18, интервал времени

), поступающих на входы сброса третьего, первого и второго счетчиков 7, 10 и 12, блока 8 деления и записывающих в них код, соответствующий условному нулю.

В момент времени t> на управляющие входы третьего и первого счетчиков 7 и 10 поступает импульс "Оценка" (фиг. 2 — 19) в течение длительности Т которого осуществля- ется подсчет числа импульсов с выхода индикаторов 6,9. По окончании этого импульса

917190!

10 с амплитудной или частотной модуляцией речевым процессом, сформированное отноше- ние сумм принимает значения в диапазоне

0,9-1,2.

Данное различие значений сформиро15 ванного отношения в случаях шума и синусоидального сигнала обусловливает распознавание последнего независимо от значения его частоты.

5 на управляющий вход блока 8 поступает им пульс "вычисление" (фиг. 2 — 20), интервал времени Ф -t4 ), в течение длительности которого осуществляется деление числа импульсов, накопленных за время Т третьим счетчиком 7, на число импульсов, накопленных эа тот же интервал времени первым счетчиком 16. Результат деления поступает йа вход первого дешифратора ll, который в ,зависимости от значения результата формирует или не формирует импульс на выходе.

Импульс на выходе первого дешифратора 11 формируется в случае, если значение результата деления лежит в диапазоне от Пl до

П2 (например от 0,9 до 1,2). Сформирован ные иа выходе первого дешифратора 11 импульсы накапливаются вторым счетчиком 12. !

Процедура оценки чисел импульсов с выходов индикаторов б и 9, вычисления их отно. шения и формирования импульса первым дешифратором 11 повторяется и раз. Если за и раз во втором счетчике 12 накопится m импульсов, на выходе второго дешифратора

13, т.е. на выходе устройства появляется напряжение (фиг. 2. 21) длительностью Тп свидетельствующее о принятии решения о наличии на входе устройства распознавания узкополосного синусоидального сигнала. Затем блок 14 управления формирует импульсы "Сброс" и "Сброс 1", поступающие на третьи входы первого и третьего счетчиков

10 и 7, второй вход второго счетчика 12, блока 8 деления и подготавливающие к очередному циклу распознавания.

В случае, если расноэнаваемый сигнал-шум, имеющий протяженный частотный спектр, операция дифференцирования меняет соотноше.ние спектральных составляющих, в результате число переходов через нуль на интервале оценки Т для дифференцированного напряжения отличается от числа переходов через нуль недифференцированного напряжения на том же интервале Т. В этом случае результат деления, независимо.от уровня шума, может принимать значение в некотором ограниченном интервале чисел, превышающих единицу

Если распознаваемый сигнал — узкополосная синусоида с неизвестной или медленно меняющейся частотой, операция дифференцирования не меняет формы напряжения, оно по-прежнему остается синусоидальным. При, этом число переходов через нуль на интервале распознавания дифференцированного напряжения практически ие отличается от числа переходов через нуль для недифференцнрованного напряжения. В этом случае сформированное отношение сумм импульсов, накопленных счетчиками 7 и 1Î, независимо er

55 частоты распознаваемого синусоидального сигнала принимает значения, близкие к единице.

В ходе экспериментального испьпания предлагаемого устройства при интервале Т распознавания: 10 мс было установлено, что в случае шума значения отношений сумм практически не выходят за грашщы интервала

1,4 — 1,7, а в случае синусоидального сигнала

Формула изобретения

Устройство распознавания узкополосного синусоидального сигнала, содержащее усилитель промежуточной частоты, смеситель, гетеродин, фильтр низкой частоты, первый индикатор нуля, два счетчика, блок управления, два дещифратора, выход второго децшфратора соединен с выходной шиной, а вход— с выходом второго счетчика, первый вход которого соединен с выходом первого де- шифратора, а второй вход — с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с вторым входом первого счетчика, а третий выход — с третьим входом первого счетчика, первый вход которого соединен с .выходом первого индикатора нуля, вход которого подключен к выходу фильтра низкой частоты, вход которого подключен к выходу смесителя, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, а первый вход — к выходу усилителя промежуточной частоты, вход которого подключен к входной шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности распознавания узкополосного синусоидального сигнала, в него введены дифференцирующая цепь, второй индикатор нуля, третий счетчик и блок деления, выход которого подключен к входу первого дешифратора, первый вход —. к выходу первого счетчика, третий вход —. к четвертому выходу блока управления, а второй вход — к третьему выходу блока управления и третьим входам первого и третьего. счетчиков, выход которого подключен к четвертому входу блока деления, второй вход — к второму выходу блока управления и второму входу первого счетчика, а первый вход — к выходу второ917190

8ииижлм

Составитель Н. Капиий

Редактор А. Власенко Техред А,Бабинец Корректор У. Пономаренко

Заказ 1890/б9 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уп, Проектная, 4 го индикатора нуля, вход которого подключен к выходу дифференнирукяцей цепи, вход которой подключен к выходу фильтра низкой частоты и входу первого индикатора нуля.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Известия- ВУЗОВ СССР. "Радиоэлектроника", 1975, т. 18, Р 4, с. 16. з 2. "Ищиотехиика", 1970, т, 25, М 5, с. 33;