Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме

 

О П И С А Н И Е (>982204

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву л"" 879795 (,22) Заявлено 08.12.80 (2! ) 3215060/18-09 (51}М. Кл.

Н 04 В 7/02 с присоединением заявки.агавЂ

9вударатмкиых квквтвт

CCCP ае делам аэабретевнй а открытка (23) Приоритет (53) УДК 621З96..49 (088,8) Опубликовано 15.12 82. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.12.82 (72) Авторы изобретения

Ю. К. Ануфриев и Н. Н. Конюков (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОВЫБОРА КАНАЛОВ ПРИ РАЗНЕСЕННОМ

ПРИЕМЕ!

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах разнесен. ного приема, построенных на принципе автовыбора канала с наибольшим отношением сигнал-шум.

По основному авт. св. У 879795 известно устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме, содержащее сумматор, к каждому из N входов которого подключены последовательно канальный фильтр, демодулятор и ключ, блок принятия решения и блок сравнения, N выходов которого соединены с соответствующими входами блока принятия решения и управляющими входами ключей, а также содержащее генератор шума и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами блока принятия решения и блока сравнения между выходом генератора шума и дополнительным входом блока сравнения включен управляе- 2о мый аттенюатор, к управляющему входу которого подключен, реверсивный счетчик, суммирующий и обнуляющий входы реверсивного счетчика соединены с соответствующими выхода2 ми блока принятия решения, а между выхо дом каждого демодулятора и соответствующими входами блока сравнения включен нор мализатор., Блок сравнения содержит N цепей, каждая из которых состоит иэ соединен ных последовательно двухвходового сумматохи, первый вход которого является соответствующим входом блока сравнения, формирователэ, первого счетчика и первого элемента запрета, выход которого является выходом блока сравнения, между дополнительным входом и выходом первого элемента запрета включен второй счетчик, вторые входы двухвходовых сумматоров объединены и являются дополнительным входом блока сравнения, а другие входы первых элементов запрета первых и вторых счетчиков объединены и являются тактовым входом блока сравнения.

Блок принятия решения выполнен в виде соединенных последовательно N-входового сумматора, входы которого являются, входами блока принятия решения, порогового элемента и первого блока запрета, выходы которого

3 являются соответствующими выходами блока принятия решения, между выходом N-входового сумматора и дополнительным входом п вого блока запрета включены последовательн компаратор и второй блок запрета, другой вход которого является тактовым входом бл ка принятия решения 13.

В известном устройстве точность выбора каналов по отношению сигнал/шум определяется количеством разрядов управляемого аттенюатора, соединенного с реверсивным счетчиком,а быстродействие — частотой управ ляющих импульсов генератора тактовых импульсов. Ввиду того, что средняя частота смеси сигнал-шум на выходах сумматоров, входящих в блок сравнения, является случайной величиной, то для ее усреднения пери од следования тактовых импульсов Т (необходимых для периодического обнуления сч чиков числа периодов, входящих также в блок сравнения) должен составлять несколько десятков миллисекунд (практически Т

= 40 мс). Упомянутые выше тактовые импульсы являются одновременно управляющи импульсами реверсивного счетчика, соединенного с управляемым аттенюатором. Следовательно, максимально возможное время выбора канала с наибольшим отношением сигнал/шум определяется выражанием: T = (й"-1 )То,где n — число разрядов управляемого аттенюатора (при n = 8 и Т„

= 40 мс, Тв составляет около 10 с). В течение времени, равного Tä, на выходе устройства входной сигнал представляет собой сумму сигналов со всех, не отключенных на данный момент времени, каналов разнесения, что снижает на время выбора каналов помехоустойчивость устройства.

Другой недостаток известного устройства заключается в следующем. Если, например, на выходе N; ..канала имеется информационный сигнал с.U /0щ = 10 и на выходе N; < канала присутствует информационный сигнал с UJU = 8, тогда при нормировке смеси на выходе нормализатора на уровне, наприме равном 3 В, для отключения й;„канала с U JU „= 8 необходимо в блок сравнения с выхода управляемого аттенюатора ввести не менее 2,34 В дополнительного шумового напряжения. Далее, допустим, что иэ-за изменения условий радиоприема отношение сигнал/шум во всех каналах разнесения ухудшается в два раза. Значит,. для того, чтобы устройством был выбран N; канал с. текущи значением 0 (О = 5, необходимо уменьшить уровень дополнительного шума на выходе управляемого аттенюатора до величины

1,98 В, При n = 8 и Т„= 40 мс процесс перестройки уровня шума,;ля данного при982204 4 мера занимает около 1,2 с и на это время в описанном устройстве происходит потеря ер- информации. Таким образом, известное усто ройство обладает недостаточным быстродействием. о. Цель изобретения — повышение быстродействия.

Цель достигается тем, что в устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме, 10 содержащем сумматор, к каждому из N входов которого подключены последовательно канальный фильтр, демодулятор и ключ, блок принятия решения и блок сравнения, N выходов которого соединены с соответствую1S шими входами блока принятия решения и управляющими входами ключей, а также со. держащем генератор шума и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с ет- тактовыми входами блока сравнения и бло- . ка принятия решения, между выходами генератора шума и дополнительным входом блока сравнения включен управляемый аттенюатор, к управляющему входу которого подключен ми реверсивный счетчик, суммирующий и обнуляннций входы реверсивного счетчика соединены с соответствующими выходами блока принятия решения, а между выходом каждого демодулятора и соответствующими входами

I блока сравнения включен нормализатор, между первым дополнительным выходом блока принятия решения и управляющим входом генератора тактовых импульсов включен дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с вторым дополнительным выходом блока принятия решения, выход генератора шума соединен с входом управляемого аттенюатора через фильтр с перестраиваемой полосой пропускания, управляющий вход которого соединен с выходом дополнительного ключа, а обнуляющий и вычитающий

40 входы реверсивного счетчика объединены.

Блок принятия решения выполнен в виде соединенных последовательно N-входового сумматора, входы которого являются входами, р а выход — первым дополнительным выхо45 дом блока принятия решения, компаратора, выход которого является вторым дополнительным выходом блока принятия решения, и элемента запрета, другой вход которого явля ется тактовым входом блока принятия решения, к выходу N-входового сумматора подключен пороговый элемент, причем выход элемента запрета и порогового элемента являм ется соответствующими выходами блока принятия решения.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме содержит суммагор 1, 9822

5 канальные фильтры 2. демодуляторы 3, клю- чи 4, нормализаторы 5, блок 6 сравнения, блок 7 принятия решения, генератор 8 шума, фильтр 9 с перестраиваемой полосой пропускания, управляемый аттенюатор 10, реверсивный счетчик 11, дополнительный ключ 12, генератор 13 тактовых импульсов, N-входовый сумматор 14, пороговый элемент 15, компаратор 16 и элемент 17 запрета.

Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме работает следующим об- разом. !

Сигнал с выхода канального фильтра 2, (осуществляющего предварительную фильтрацию входного сигнала, поступает на вход демодулятора 3, с выхода которого низкочастотный сигнал поступает на сигнальный вход ключа

4 и на вход нормализатора 5, Нормализатор 5 представляет собой систему АРУ и производит нормировку уровня смеси сигнал-шум. Таким образом, на выходах нормализаторов 5 сигналы каналов разнесения отличаются содержанием уровня шума в смеси, причем уровень шума в смеси сигнал-шум на выходе нормализатора обратно.пропорциона-2 лен отношению сигнал/шум. Сигналы с выходов нормализаторов 5 поступают на сигнальные входы блока 6 сравнения, на тактовый вход которого поступают импульсы с выхода генератора 13. 30

Дополнительное напряжение шума с выхода генератора 8 шума через фильтр 9 и управляемый аттенюатор 10 поступает на управляющий вход блока 6 сравнения. По мере увеличения уровня дополнительного шума на выходе управляемого аттенюатора 10 блок 6 сравнения последовательно формирует на своих выходах уровни напряжения, равные уровням логического нуля, причем первый уровень логического нуля появляется на том выходе блока 4О

6 сравнения, который соответствует каналу с наименьшим отношением сигнал/шум. Уровень логического нуля с выхода блока 6 сравнения, поступая на управляющий вход соответствующего ключа 4, отключает прохож- дение сигнала от данного канала разнесения на выход сумматора 1.

Одновременно уровни напряжения с выхода блока 6 сравнения поступают на входы блока 7 принятия решения. Каждый уровень, 50 соответствующий логической единице, с выхода блока 6 сравнения, увеличивает уровень иапряжения на выходе входного сумматора 14 на величину Ь0. Напряжение с выхода N-входного сумматора 14 поступает на входы порогового элемента 15 и компаратора 16. Компаратор 16 представляет собой сдвоенный компаратор с допусковой зоной входного сигнала, равной 0,8 — 1,2 Ь0. Если уровень выходного

04 6 напряжения N-входового сумматора 14 находится в указанной допусковой зоне компаратора 16, что соответствует одному включенному каналу, то на выходе компаратора 16 формируется уровень напряжения, который закрывает дополнительный ключ 12 и одновременно запрещает прохождение через элемент 17 запрета тактовых импульсов на счетный вход реверсивного счетчика 11.

Если в выбранном канале связи отношение сигнал/шум снижается ниже уровня, определяемого введенным в блок 6 сравнения уровнем шума, то на выходах N-входового сумматора 14 и порогового элемента 15 уровень выходного напряжения близок к нулю.

Уровень логического нуля с выхода порогового элемента 15 поступает на обнуление реверсивного счетчика 11. При обнулении реверсивного счетчика 11 на выходе управляемого аттенюатора 10 уровень шума близок к нулю..При этом на выходах блока 6 сравнения появляются уровни логической единицы, соответствующие каналам разнесения, в которых отношение сигнал/шум превышает уровень пороговой чувствительности устройства к отношению сигнал/шум. На выходе N-входового сумматора 14 уровень напряжения определяется выражением

0ñóìì где М вЂ” количество каналов, отношения -cgrнал/шум в которых превышает пороговую чувствительность устройства к отношению сигнал/шум. При 0сумм )> Ь0 на выходе порогового элемента 15 появляется уровень логической единицы. Одновременно на выходе компаратора 16 формируется управляющий уровень напряжения, разрешающий прохождение через элемент 17 запрета на счетный вход реверсивного счетчика 11 импульсов с выхода генератора 13 и открывающий дополнительный ключ 12. При этом период следования импульсов генератора 13 определяется выражением

Т М Л0 T0/Кг где Kz — крутизна управления генератора 13;

То — период следования импульсов гене. ратора 13 при отсутствии управляющего напряжения.

Каждый импульс, поступающий на счетный вход реверсивного счетчика 11, на одну ступеньку увеличивает уровень шул1а на выходе управляемого аттенюатора 10, подключенного к блоку 6 сравнения, что приводит к последовательному отключению каналов разнесения. Таким образом, уровень напряжения на выходе N-входового сумматора 14 дискретно ул1еньшается на величину Л0. Одновременно с уменьшением напряжения на выходе N-вхолового сул1л|атора 14 обратно про-,.

982204

7 порционально регулируется период следования тактовых импульсов генератора 13 и прямо пропорционально меняется частота среза фильтра 9 с целью регулировки полосы шума для выполнения условия В

Т 1„,С;- сопзт, где 1„, е, — средняя частота шума на выходе фильтра 9.

Выполнение этого необходимо для того, чтобы при изменяющемся периоде следова- ®О ния тактовых импульсов среднее число пересечений шумом нулевой линии за время меж- ,ду двумя тактовыми импульсами оставалось постоянны м.

Уровень напряжения на выходе N-входового 5 сумматора 14 уменьшается до тех пор, пока не попадет в допусковую зону компаратора

16, который при этом запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент 17 запрета и переводит дополнительный ключ 12 в состояние "закрыто". На этом заканчивается процесс выбора канала с наибольшим отношением сигнал/шум.

Технико- экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в повышении быстродействия устройства в процессе выбора каналов.

В устройстве-прототипе максимально возможное время выбора каналов составляет

Тв = (L" — 1) Тв и при и = 8 и Т„:= @

40.10 з c> Тв — 10 с.

В предлагаемом устройстве время выбора каналов определяется выражением

М

7 2 -1 То

И К д0 М.

1=1 r при п = 8, N = 5, К.y = 7 5 Гц/В, Т

40,10-з с, hU = 1В> Тв = 2,8 с. (В приведенной выше формуле,для времени

4О выбора канала в предлагаемом устройстве, для простоты предполагается, что каналы разнесения по всему диапазону изменения отношения сигнал/шум распределены равномерно).

В предлагаемом устройстве, по сравнению с устройством-прототипом, за счет изменения алгоритма работы блока принятия решения устранены потери информации на время выбора каналов.

Формула изобретения

1. Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме по авт. св. 879795, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, между первым дополнительным выходом блока принятия решения и управляющим входом генератора тактовых импульсов включен дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с вторым дополнительным выходом блока принятия решения, выход генератора шума соединен с входом управляемого аттенюатора через фильтр с перестраиваемой полосой пропускания, управляющий вход которого соединен с выходом дополнительного ключа, а обнуляющий и вычитающий входы реверсивного счетчика объединены.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что блок принятия решения выполнен в виде соединенных последовательно N-входового сумматора, входы которого являются входами, а выход — первым дополнительным выходом блока принятия решения, компаратор, выход которого является вторым дополнительным входом блока принятия решения и элемента запрета, другой вход которого является тактовым входом блока принятия решения, к выходу N-входового сумматора подключен пороговый элемент, причем выходы элемента запрета и порогового элемента являются соответствующими выходами блока принятия решения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 879795, кл. Н 04 В 7/02, 1981,