Способ расширения динамического диапазона в радиотехнических системах Российский патент 2017 года по МПК H03B1/00 

Описание патента на изобретение RU2614345C1

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для расширения динамического диапазона в радиотехнических системах (РТС) и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения и аудиотехнике.

Известны способы расширения динамического диапазона [1, 2].

Устройство АРУ содержит усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, имеющий вход для приема входного сигнала, управляющий вход для приема сигнала регулировки усиления и выход для выдачи выходного сигнала. Устройство АРУ также содержит измерительную схему для выработки сигнала принимаемой мощности на основании мощности выходного сигнала. Интегратор с насыщением сравнивает сигнал принимаемой мощности с опорным сигналом и вырабатывает сигнал регулировки усиления в ответ на результат сравнения. Интегратор с насыщением содержит решающую схему для разрешения интегрирования на основании значений сигнала принимаемой мощности, опорного сигнала и сигнала регулировки усиления. В предпочтительном варианте использование входного ограничителя в совокупности с аналого-цифровым преобразователем обеспечивает расширение динамического диапазона входного сигнала [1].

Известен также способ расширения динамического диапазона в системе цифровой радиопередачи, при котором в приемнике, включающем ограничитель сигнала, к которому подсоединен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), квадратурный делитель, который связан с АЦП, а также декодер, который связан с квадратурным делителем, выбирают величину верхнего предела для динамического диапазона АЦП, определяют минимально допустимое качество сигнала для обработки радиосигнала в приемнике, генерируют величину качества сигнала на выходе АЦП, сравнивают сгенерированную величину качества сигнала с минимально допустимым качеством сигнала и ограничивают сигнал, поступающий на АЦП, так, чтобы мощность сигнала превысила бы величину верхнего предела АЦП, и так, чтобы было превышено минимально допустимое качество сигнала, когда мощность сигнала, передаваемого от ограничителя сигнала, превысит величину верхнего предела (прототип) [2].

Однако известные способы не позволяют восстановить исходный сигнал с заданной точностью.

Положительный технический результат - расширение динамического диапазона радиотехнических систем - достигается тем, что в способе расширения динамического диапазона в радиотехнических системах новым является то, что вводится N блоков операционных усилителей, имеющих разные коэффициенты усиления и включенных параллельно, а также набор из К1.N ключей, которые подключают соответствующий операционный усилитель; расширитель динамического диапазона также имеет вторую группу, состоящую из N блоков операционных усилителей, которые подключаются параллельно при помощи К2.N ключей; при передаче сигнала работает первая группа операционных усилителей, а при приеме/обработке сигнала - вторая группа операционных усилителей.

Способ расширения динамического диапазона заключается в следующем. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства динамического диапазона в РТС.

На вход операционных усилителей, включенных параллельно, поступает входной сигнал uвх(t). (Подключаются только те усилители, у которых замкнуты ключи К1.N.) Тогда амплитуда сигнала на выходе операционных усилителей описывается следующей формулой:

Следовательно, можно уменьшить динамический диапазон передаваемого сигнала, что приведет к уменьшению искажений сигнала при передаче по линии связи.

При обработке принятого сигнала подключается другая группа операционных усилителей (см. фиг. 1), при этом должны быть замкнуты соответствующие ключи К2.N. При этом динамический диапазон принимаемого/обрабатываемого сигнала может быть восстановлен с заданной точностью.

Таким образом, принятый сигнал имеет более узкий динамический диапазон, поэтому он меньше подвержен искажениям при передаче по каналам связи.

Замыкая соответствующие ключи К2.N, подключаются соответствующие операционные усилители (см. фиг. 1) и можно восстановить исходный сигнал, который будет иметь более широкий динамический диапазон по сравнению с принятым.

Литература

1. Патент №2157044 Российской Федерации. МПК H03G 3/20. Устройство для расширения динамического диапазона / Заявл. 23.09.1993. Опубл. 20.04.1996. Бюл. №11. - 4 с.

2. Патент №2163416 Российской Федерации. МПК H03G 3/20. Способ и устройство для автоматической регулировки усиления в цифровом радиоприемнике / Пол И. Питерзелл (US), Натаниель Б. Вилсон (US), Питер Дж. Блэк (AU). Заявл. 20.03.1999. Опубл. 20.02.2001. Бюл. №13 (прототип).

Похожие патенты RU2614345C1

название год авторы номер документа
Способ аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования с неравномерным квантованием по амплитуде 2018
  • Рябов Игорь Владимирович
  • Юрьев Павел Михайлович
  • Стрельников Игорь Витальевич
  • Дегтярев Николай Васильевич
  • Клюжев Евгений Сергеевич
RU2691588C1
АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ПЛАВАЮЩЕЙ ЗАПЯТОЙ 1991
  • Бескровный Николай Иванович
  • Колмыкова Светлана Ивановна
RU2007024C1
ВХОДНОЙ ЛИНЕЙНЫЙ МОДУЛЬ ШИРОКОПОЛОСНОГО ПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА СВЧ С РАСШИРЕННЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ДИАПАЗОНОМ 2019
  • Куприянов Павел Васильевич
  • Петров Сергей Александрович
RU2715406C1
Система автоматической регулировки усиления с задержкой сигнала на время оценки мощности аддитивной смеси сигнала и помехи 2021
  • Золотарев Владимир Алексеевич
RU2776776C1
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЕМКОСТНОЙ ВЛАГОМЕТРИИ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ В ПОТОКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2008
  • Стеблев Юрий Иванович
  • Нефедова Екатерина Сергеевна
RU2383885C1
МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЖИДКИХ СРЕД 1992
  • Стрелов В.А.
  • Петров М.Ю.
  • Уланов М.В.
  • Гусев А.В.
  • Кривцов И.Ю.
  • Гарбузов Г.Н.
  • Никольцев В.А.
  • Гуральник Д.Л.
RU2045055C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2003
  • Шустров В.А.
  • Шустров С.В.
RU2245557C1
СПОСОБ КАЛИБРОВКИ МОДУЛЯ АКТИВНОЙ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЕТКИ 2022
  • Куликов Алексей Владимирович
  • Маклашов Владимир Анатольевич
RU2814484C2
ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ 2003
  • Старцев Владимир Ильич
  • Дедученко Ф.М.
  • Липко А.Н.
  • Коновалов И.Л.
  • Дылюк А.Г.
RU2260245C2
Способ автоматической регулировки усиления с задержкой сигнала на время оценки мощности аддитивной смеси сигнала и помехи 2021
  • Золотарев Владимир Алексеевич
RU2769564C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 614 345 C1

Реферат патента 2017 года Способ расширения динамического диапазона в радиотехнических системах

Изобретение относится к электронной технике и аудиотехнике, предназначено для расширения динамического диапазона и может быть использовано в аудиотехнике, радиотехнических системах различного назначения. Технический результат: расширение динамического диапазона радиотехнических систем. Расширение динамического диапазона аппаратуры достигается за счет того, что вводится N блоков операционных усилителей, имеющих разные коэффициенты усиления, а также набор из К1.N ключей, которые подключают свой собственный усилитель. При передаче/записи сигнала в ОЗУ они подключаются таким образом, чтобы уменьшить динамический диапазон записываемого (или передаваемого) сигнала. При обработке (или приеме) сигнала расширитель динамического диапазона также имеет N блоков операционных усилителей, которые подключаются при помощи К2.N ключей, и восстанавливает исходный сигнал, подключая соответствующие блоки усилителей. Таким образом, при записи сигнала его динамический диапазон сокращается, а при воспроизведении сигнал вновь восстанавливается, сохраняя исходный динамический диапазон обрабатываемого сигнала. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 614 345 C1

Способ расширения динамического диапазона в радиотехнических системах, отличающийся тем, что вводится N блоков операционных усилителей, имеющих разные коэффициенты усиления и включенных параллельно, а также набор из К1.N ключей, которые подключают соответствующий операционный усилитель; расширитель динамического диапазона также имеет вторую группу, состоящую из N блоков операционных усилителей, которые подключаются параллельно при помощи К2.N ключей; при передаче сигнала работает первая группа операционных усилителей, а при приеме/обработке сигнала - вторая группа операционных усилителей.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2614345C1

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РЕГУЛИРОВКИ УСИЛЕНИЯ В ЦИФРОВОМ РАДИОПРИЕМНИКЕ 1995
  • Пол И. Питерзелл
  • Натаниель Б. Вилсон
  • Питер Дж. Блэк
RU2163416C2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА ПРИЕМНИКА 1995
  • Пер Йохан Эклунд
  • Патрик Леннарт Меландер
RU2157044C2
ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ФАЗОВО-МОДУЛИРОВАННЫХ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕЗОНАНСНОЙ НАГРУЗКИ 1991
  • Александров В.А.
  • Галахов В.А.
  • Фролов Г.А.
RU2022447C1
US 5107225 A1, 21.04.1992
Устройство дискретной регулировки величины входного сигнала 1989
  • Берельсон Лев Айзикович
  • Чижова Нэлли Михайловна
SU1626332A1

RU 2 614 345 C1

Авторы

Рябов Игорь Владимирович

Клюжев Евгений Сергеевич

Дедов Андрей Николаевич

Гарифуллина Анастасия Владимировна

Даты

2017-03-24Публикация

2015-12-21Подача