Селектор импульсно-кодовых сигналов с дискретной автоматической регулировкой усиления Советский патент 1983 года по МПК H03K5/00 H03G3/20 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для селекции импульсно-кодовых сигналов, принимаемых в условиях воздействия импульсных помех.

Известно устройст во, осуществляющее прием импульсных сигналов, содержащее параллельно включенные приемники, элемент ИЛИ, демодулятор, устройство автоматической регулировки усиления (АРУ) и антенну, выход оторой соединен с входами параллельно включенных приемников Г1 Ц.

Однако данное устройство обладает недостаточной помехозащищенностью по отношению к импульсным помехам при приеме с 1гналов с импульсно-кодовой модуляцией из-за отсутствия в его составе средств помехозащиты.

Наиболее близким к предпагаемому по технической сущнюсти является селектор импульсно-кодовых сигналов с дискретной автоматической регулировкой усиления, содержащий N ключей и N соединенных последовательно усилителей Г2 1

Однако данное устройство, обладает недостаточной помехозащищенностью по отношению к импульсным помехам поскольку не содержит средств помехозащиты, включение каскадов усиления осуществляется как по полезному сигналу, так и по сигналу помехи.

Цель изобретения - повышение помехрзащищенности по отношению к импульсным помехам.,

Поставленная цель достигается тем, что в ceJleKtdp импупьсно-кодо- . вых сигналов с дискретной автоматической регулировкой усиления, содержащий N ключей и Ч соединенных после довательнр усилитслейу введен М-входовый элемент ИЛИ, каждый вход которого соединен с выходом соответствующего ключа, а выход является выходом устройства, между выходом каждого усилителя и управляющим входом соответствующего ключа включены последовательно пороговый элемент, выход которого соединен с сигнальньм входом того же ключа, дешифратор и формирователь импульса, между входом j-го ключа j-1,2..., N-1 и управлякщим входом j+l-ro усилителя включен двухвходовый элемент ИЛИ, другой вход которого соединен с входом того же ключа.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства;

на фиг. 2 - - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Селектор импульсно-кодовых сигналов с дискретной автоматической регулировкой усиления содержит ключи 1 , усилители 2, N-входовый элемент ИЛИ 3, пороговые элементы i, дешифраторы 5, формирователи 6 импульса и двухвходовые элементы ИЛИ 7

Селектор импульсио-крдовых сигналов с дискретной автоматической ре-, гулировкой усиления работает следующим образом.

На вход селектора поступают импулсы полезного сигнала и помехи. Полезные сигналы состоят из двух групп импульсов, следующих один за другим: синхрогруппы (СГ), являющийся адресным, и информационной группы (ИГ), отображающий информацию передаваемог сигнала. Импульсы каждой группы появляются на кодовых позициях по закону переда в а емрй инфо рмац ии, а их колиадствр постоянно. Амплитуды всех импульсов за время сеанса связи неизменны и равны между, собой, а длительность синхрогруппы Tj«f вр много раз меньше длительности информационной группы Т,,,-. Эти свойства характерны для сигналов с кодовр-импульснрй модуляцией..

Амплитуда импульсной помехи за время одного сеанса связи может изменяться в широком динамическом диапазоне, т.е. имеет место амплитудное различие между импульсами полезного сигнала и импульсной помех-и. Поэтому результирующее кр.лебание на входе селектора представляет собой модулированный по амплитуде сигнал, изменяющийся за время . одного сеанса связи в широком динами ческом диапазрне, который может достичь более 5Q дБ пб напряжению. Импульсы сигна/ia и помехи подаются на вход первого усилителя 2. Выходной сигнал каждого усилителя 2 поступает на вход соответствующего порогового элемента . В исходном состоянии 1 закрыты и открываются на время длительности лишь в случае появления сигнала на выходах дешифратора 5 и фор(«4рователя 6. Поэтому импульсы СГ че0ез ключи 1 не проходят.

В случае повышения уровня порога усиленным выходным импульсом j-ro усилителя 2 j-ro порогового элемента 4 его выходной сигнал через соответствующий двухвхрдовый элемент ИЛИ 7 передается на другой вход j+1-го усилителя 2 и его закрывает. При этом на время,равное длительности импульса, последующие усилители 2 запираются,вследствиечего на выходах последующих усилителей 2 сигнал отсутствуют. По этой причине на вхо j-ro дешифратора 5 проходят лишь пульсы, имеющие одинаковую амплитуду. В случае декодирования СГ j-м дешифратором 5 на его выходе появля ется ймпуяьс, который расширяется в формирователе 6 на время/ равное длительности . Выходкой сигнал формирователя 6 одновременно на Тцг через j-й двухвходовый элемент ИЛИ 7 закрывает последуощие усилители 2 и открытый ключ 1. При этом импульсы ИГ через открытый ключ 1 поступав на соответствующий вход Ы-вхрдовогЪ элемента ИЛИ 3, выход которого является выходом селектора. .Выходные сигналы усйлите лейг 2 с номерами меньшими j на выход селектора не проходят, так как для рассматриваемой ситуации СГ не П0е8ыи1ают уровни порога пороговых элементов с номерами меньше j и бни не декодируются в дешифраторах 5с номерами меньше j. Сигналы также отсутствуют на.выходе усилителей 2 с номерами больше j, как были закрыты на время длительностй Т,. выходным сигналом j-ro формирователя,6. Таким образом, на выход селектора проходят лкиь .импульсы ИГ, имеющие вполне определенную амплиту ду, которые усиливаются J-M усилителем 2 выше уровня j-ro порогового элемента и у которых декодируют импульсы Crj-M дешифратором 5. Рассмотрим наиболее вероятные ситуации, врзникакицйе при приеме сигналов на фоне импульсных помех. Повышение .помехозащиты полезного сигнала осуществляется выделением выходного сигнала соответствующего усилителя 2 по амплитуде импульсов СГ. В силУ того, что Tj.p« Т,р, то вероятность поражения помехой ИГ РИР во много раз больше вероятности поражения помехой С Г Р т.е. РСГ Так, например, появление хотя бы одного лишнего импульса- на нулевых кодовых позициях приводит к сбою полезного сигнала. В прототипе кодовые позиции о импульсных помех,не защищены. Защита полезного сигнал по амплитудному различию импульсов СГ от помехи является эффективной основой защиты от помех.Причем эффект защиты тем больше, чем больше Т„ Т, Рассмотрим защиту сильного сигнала от слабой, помехи. Ситуация соответствует следую11 ему соотношению амплитуд сигнала и помехи и, U,,, (фиг.2а,б). На фиг.2а пунктиром обо- значены нулевые кодовые позиции, а прямоугольниками - единичные. Огибающая импульсов полезного сигнала проходя чврезпервый усилитель 2 (фиг.20),усиливается до порогового уровня и (фиг.2-г.). В силу линейности усилителя 2 и малости амплитуды (U,U() слабая помеха до уровня порога первого порогового элемента 4 не усиливается. ПоэУЪму слабая помеха через первый пороговый элемент не проходит. На выходе первого порогового элемента появляются импульсы (фиг.2в полезного сигнала и закрывают через двухвходовыйэлемент ИЛИ ,7 последующие усилители 2. Импульсы СГ дешифрируются в дешифраторе 5 и на его выходе появляется импульс (фиг.2е), при этом первый формирователь 6 вырабатывает расширенный импульс длительностью (фиг.2ж)1 который закрывает последующие усилители 2 и открывает первый ключ 1. На выходе первого ключа 1 появляются импульсы ИГ полезного сигнала (фиг.2э которые через общий N-входовый элемент ИЛИ 3 поступают на выход селектора. Импульсы помехи на выход ключей 1 не проходят, так как до порогового уровня первого порогового элемента 4 не усилятся, а последующие усилители 2 на время дпительности Tvir ИГ закрыты. Так осуществляется защита сильных сигналов от слабых помех, В. прототипе в этoмJCлyчae бУДет сбой плезного сигнала, Рассмотрим защиту слабого сигнала от сильной Тгамехи. Ситуация соответствует случаю DC Uj.Диаграммы сигналов и помех приведены на фиг.Зс),б, При этом полезный сигнал усиливается до порогового уровня последнего порогового элемента k (фиг.Зв). Сильная помеха усилится до порогового уровня и., (фиг.3г.)предыдущих ПОР I пороговых элементов ч, поэтому выход510209ные сигналы этих пороговых элементов t закрывают на время длительности импульса помехи последний усилитель 2. На выход последнего усилителя 2 сильные помехи не проходят. СГ декодирует-s fJ последнем дешифраторе 5 1Фиг.за| Далее импульс дешифратора 5 расширяется до длительности следним формирователем 6 и открывает на время Т гпоследний ключ 1. По ука-to занной причине через последний ключ 9fii:lt ltf4A . V4M.tdi It л .«. ... . t проходят лишь импульсы ИГ слабого полезного сигнала (фиг.Зе), которые поступают через N -входовый элемент ИЛИ 3 на выход селектора. Рассмотрим защигу сигнала от сильных и слабых помех. Эта ситуация соответствует случаю Uj и,иij, 1 Здесц слабые импульсы помехи пронумерованы От 1 до 1 /а сильные b...iJ,M где J - число импульсов помехи. Импульсы Полезного сигнала, имеющие амплитуду средней величины () по сравнению с амплитудами импульсрв помехи (фиг.5), усиливается выше К порогОбого уровня Иц среднего порогового элемента i. Слабые же импульсы помехи до порогового уровня среднего порогового элемента 1 не усилиеаются (фиг.ч,)и на выход порогового эо элемента 1 не проходят.. Сильные помеffe Uff

1 till serf 91( iMiiiLii 101112 .

feW-f

In HI

им 1 1

I

по п п ппд

.t 5

ft-t H

iJL

in I

lUiJ

n

JU#

n

TL

8fc хи усиливаются выше порогового уровня в предыдущих усилителях 2 (фигЛв), превышают уровень порога соотеетствующих пороговых элементов Ц, закрывают на время длительности импульса помехи средний усилитель 2 и на выход среднего порогового элемента «t (Фиг.|с«)не проходят. Иыпульсы СГ декодируются в среднем дешифраторе 5 (фиг.43), расширяются до Т.,- в форми ..Vlf : -. рователе 6 и его выходной сигнал закрывает на время Т„.последукэдие усилители 2 и открывает на -это же время соответствующий ключ 1 (фиг.). ПоНехи через ключ 1 не проходят, а проходят только импульсы ИГ полезного сигнала, которые через М-входс вый эле мент ИЛИ 3 поступают На вход сеЛектора, Следовательно, и в этом случае на вход демодулятора проходят только импульсы ИГ полезного сигнала. В этом случае в прототипе будет сбой полезного сигнала. Таким образом, в предлагаемом устройстве осущестеляется эффективная защита от импупьсных помех. Поэтому вероятность поражений полезного сигнала в предлагаемом устройстве значительно меньше вероятности его поражения в прототипе.

и

innnn п п

/br

Un

u

«Ч

k

и

«

п

SLJLf

i

.

0 I ЛО Il«

1

ПП п п ОПО,.

Лдifni fff UnUf

ППП п п

f

п

д

,f

JLJL