Устройство для автоматической коррекции амплитудно-частотных искажений трактов систем передачи информации Советский патент 1983 года по МПК H04B3/04 

Изобретение относится к электрои радиосвязи и может быть использо вано для автоматической коррекции искажений амплитудно-частотных харак теристик (АЧХ) групповых и линейных трактов систем передачи с частотным разделением каналов. Известно устройство автоматическо коррекции искажений АЧХ, содержащее на передающей стороне генератор качающейся частоты, а на приемной стороне ортогональный корректор, состоящий из линии задержки, регуляторов и сумматора, к выходу которого подключен вход детектора, а к его вы ходу подключен блок выделения значений сигнала, выходящих из заданных пределов, состоящий из сумматора, на выходы которого подан сигнал по двум каналам, в которые включ1аны вычитающие блоки и однополупериодные выпрямители, вторые входы вычитающих блоков соединены- с выходами генераторов, входы которых соединены с выходом детектора, к выходу блока выделения значений сигнала, выходящих из заданных пределов, подключены первые входы перемножителей, вторые входы которых соединены с соответствующими отводами линии задержки, а выходы через соответствующие последовательно соединенные двухполупериодный выпрямитель и фильтр нижних частот - с дополнительными входами соответствующих регуляторов tl 1., Такое устройство имеет сложную схему построения и требует перерыва связи для настройки корректора. Известно устройство автоматической коррекции искажений АЧХ, содержащее на передающей стороне тракта группу генераторов пилот-сигналов, а на приемной стороне последовательно соединенные косинусный корректор, блок фильтров пилот-сигналов, блок . разветвления, переключатель-распре делитель, детектор, блок низкочастот ных полосовых фильтров гармоник, кольцевой переключатель и выпрямитель, к выходу которого подключен блок дискриминатора, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам датчика тактов и детектора, а выходы - к соответствующим регуляторам звеньев корректора Г21.. Данное устройство обеспечивает на ctpOMKy корректора без перерыва связи. Однако оно имеет сложную схему построения и обладает низкой помехоустойчивостью. Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для контроля неравномерности амплитудно-частотных характеристик, содержащее на передающей стороне первый программный блок управления, выход которого соединен с входом контрольного генератора, выход которого соединен с входом тракта связи, а на приемной стороне - корректор, вход которого соединен с выходом тракта связи, второй программный блок управления, выход которого соединен с входом опорного генератора, выход которого соединен с входом коррелятора, выход которого соединен с входом анализатора состояния тракта связи, включающего в себя первый 1 второй компараторы, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока управления, вы-ч ходы которого соединены с входами блока регуляторов, вторые входы и выходы которого соединены соответственно с выходами второго программного блока управления и с входами корректора, выход которого соединен с дру-гим входом .коррелятора СЗ }. Однако такое устройство имеет низкую точность коррекции искажений АЧХ, Цель изобретения - повышение TO Iности коррекции искажений АЧХ. Для достижения поставленной цели в устройстве для автоматической коррекции амплитудно-частотных искажений трактов систем передачи информации, содержащем на передающей стороне первый программный блок управления , выход которого соединен с входом контрольного генератора, выход которого соединен с входом тракта связи, а на приемной стороне - корректор, вход, которого соединен с 1выхс дом тракта связи, второй пролрограммный блок управления, выход которого соединен с входом опорного генератора, выход которого соединен с входом коррелятора, выход которого соединен с входом анализатора состояния тракта связи, включающего.в себя первый и второй компараторы, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока управления, выходы которого соединены с входами, блока регуляторов, вторые входы и выходы которого соединены соотват- ственно с выходами второго программного блока управления и с входами корректора, на передающей стороне контрольный генератор выполнен в виде последовательно соединенных синте затора частот, регулируемого усилителя и согласующего элемента, второй вход которого соединен с выходом гё нератора -опорной частоты и входом компараторй, второй вход и выход ко;торого соединены соответственно с вы ;ходом и входом регулируемого усилите ля вход синтезатора частот и выход согласующего элемента являются соответственно входом и выходом контроль ного генератора , а на приёмной стороне введен блок согласования, включенный между выходом, корректора и другим входом коррелятора, при этом анализатор состояния тракта связи выполнен в виде последовательно соединённых фильтра опорной частоты, первого выпрямителя и блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго выпрямителя, яричем вход и второй, выход фильтра опор ной частоты соединены соответственно с другим выходом блока согласований и входом третьег-6 выпрямителя, а выходы блока Вычитания, первого и второго выпрямителей соединены с соответствующими входами первого и второго компараторов, при этом вх(А вТо рого выпрямителя соединен с выходом . коррелятора. : ; На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства для автоматическотй коррекций: амплитудно-частотных искажений трактов систем Передачи инфррмаЦИИ,- . Устройство содержит на передакяцей стороне первый программный блок 1 уп равлени я, контроль ный генератор 2, Сбет оящий из синтеза т ора 3 ча ст от, регулируемого усилителя , согласующего элемента 5 гемератьра 6 опорной частоты и компаратора 7 тракт 8 связи, а на приемной стороне корректор 9, второй программный блок 10 управления, состоящий из блока 11 управления опорным генератором и перекпючателя 12 частот, опорный генератор :13, коррелятор И, состоящий из перемножителя 15 и фильтра 16 промежуточной частоты, анализатор; 17 состояния тракта связи, состоящий из первого компаратора 18, второго 1 5f компаратора 19, фильтра 20 опорной частоты, первого выпрямителя 21, ВТО-i poro выпрямителя 22. третьего, выпрймителя 23 и блока 2ч вычитания, блок 25 согласования, блок 2б управлений блок 27 регуляторов и блОк 28 синхро низации.. Устройство работает следующим образом.., Первый програ«М1«1й блок 1 управления формирует управляющий сигнал (код частоты), в соогвбтствии с кО торым синтезатор 3 MacfoTKpMTpoiibного генератора- 2 форг- фует сииусби дал & ный измерительн{;|й сигнгм) с час тотой f и амплитудой U; (где 1 t,...iN - номер изкерительной часто ты). Значение f. частоты i-гоизмерительного сигнала соответствует зна чениям част от контроля АЧХ корре kтируемого тракта связи..Амплитуда и измерительного сигнала определяется выражением и U O-ei|J, (1Г : - номинальная амплитуда а«е о O.-U ритёлъногО сигнала ц, относительная погрешность а формкрования ш«1плитуды i-го измерительного сигнала (-Ub., С выхода синтезатора 3 частот измерительный сигнал с амплитудой 1Г| шступает на вход регулируемого у си лителя t.-G выходе регулируемого усилителя 4 иамеритеяьнЫй сигнал по ступает на первый вход согласующего элемента 5 и на второй вход тора 7. На второй вход согласующего элемента 5 и на первый вход конпара тора 7 с выхода генератора б опорной частоты поступает- опорный сигнал с частотой f и амплитудой UQ, Компаратор 7 осуществляет сравненйе амплитуды U измерительного сигнала на выходе регулируемого усйлителя k с амплитудой сигнала опорг ной частоты. Результирующее напряжение с выхода компаратора 7 поступает на второй вхОд регулируемого уснлителя t, который за счет автоматиЧес кой регулировки усиления рбеспечи- . вает равенство: , uf.Up); (2Г - ; где U -iirtl относительная погрешность устанс«ки aмплитyJE i-ro измерительного сигнала на шходе регулируем 1 мого усилителя, причем -Ър4Ъ 4;Ьц 0; Ъд -- допустимая погрешность установки амплитуды измерительных сиг налов , определяемая требованиями к точности КОР рекции. Сигнал опорной частоты-и измерительный сигнал через согласующий элемент 5 поступают на вход тракта 8 связи. С выхода тракта 8 связи сигна лы опорной и измерительной частот через поспедовательно соединенные корректор 9 и блок 25 согласования поступают на вход фильтра анализа тора 17 состояния tpaKTa связи и на, второй вход перемножителя 15 корреля тора Н, На первый вход перемножителя 15 поступает сигнал с выхода г опорного генератора 13. Подключенный к выходу перемножителя 15 фильтр 16 промежуточной частоты выделяет сигнал, частота которого определяется выражением , где f. частота i-ro сигнала, фор мируемого опорным генератором 13} заданная промежуточная час тота. С выхода фильтра 1Ь промежуточной частоты си гнал поступает на вход вто рого выпрямителя 22. Напряжение измерительного сигнала на выходе второ го выпрямителя 22 определяется выражением) uXV .-Ь ) где Kg - номинальное значение коэффициента передачи системы тракт-связи плюс корректор на опорной частоте корректируемого диапазона; К - величина, равная произведению коэффициентов передачи согласующего элемента 5, блока 25 согласования, перемножителя 15, фильтр,а 16 промежуточной частоты и втоХ-К рого выпрямителя 22 i относительная погрешность -- I коэффициента передачи системы тракт-свяэи плюс корректор на опорной частоте кор956 ректируемо.го диапазона (-Ut{,); Ki-KJ-inK- ,, - -fi-i---Т- относительная величина 1- КоИ+я.) ; ; искажений АЧХ системытракт связи плюс корректор на частоте ); фактическое значение коэффициента передачи системы тракт связи плюс корректор на опорной частоте; - коэффициент передачи системы тракт связи плюс корректор на частоте f. Фильтр 20 опорной частоты выделяет сигнал опорной частоты fg С соответствующих выходов фильтра 20 опор;ной частоты сигнал поступает на вход ;первого выпрямителя 21 и вход третьего выпрямителя 23. Напряжения :сигнала опорной частоты на выходе первого выпрямителя 21 и на выходе третьего выпрямителя 23 определяются соответственно выражениями НА.О и„к„к(1+чЗ. (5) ) К - величина, райная произведению коэффициентов передачи согласующего элемента 5, блока согласования 25 фильтра 20 опорной частоты и первого (третьего) выпрямителя 2Т 23). С выхода третьего выпрямителя 23 отрицательное напряжение U.,(f-) поступает на первый вход второго ком- ., паратора 19. С выхода первого выпрямителя 21 положительное напряжение U(fp) поступает на первый вход первого компаратора 18 и первы вход |блока 2k вычитания, на второй вход которого поступает положительное напряжение ид2(,) с выхода второго выпрямителя 22, Напряжение ди на вы|ходе блока 2k вычитания с учетом (2), (Ц) иЧ5) и при условии опрееляется выражением (l.)|.K.)(l.. (7; С выхода блока 2if вычитания напряение А U; поступает на вторые входы первого и второго компараторов 18 и 19, которые сравнивают величину ди с пороговыми уровнями Up и формирования 5 и (спользуют напряжения ид(fg) и (оЬ подаваемые соответственно на первые входы первого и второго компараторов 18 и 19. Величины Uf,и Up Удовлетворяют следующим выражением, полученным с учетом (5) и (6} ,,4 cV Jn2 4 3) где . относительная величин искажений АЧХ системы тракт связи плюс кор ректор на частоте f| : уд6вл:етёоряюцая задан нОй норме на занижение велинины коэффициента гюредачи; (; - относительная величин искажений. АЧХ системы тракт связи плюс кор ,ректор на частоте f удовлетворяющая заданной норме на завышение величины коэффи циента перед,ачи; предельные значения коэффициента передачи системы тракт связи плюс корректор на частоте f, удовлетворяющие заданной норме, причем к . 4К„, .V / Если сигнал на выходе блока 2 вычитания ниже нормы. Т.е. uU; Црй ;То на выходе второго компаратора ГЭ формируется управляющий сигнал который поступает на соответствующий вход блока 26 управления. Блок 26 управления формирует команду на вклю чение i-ro регулятора блока 27 регуляторов в режим увеличения коэффициента передачи корректора 9 на частоте f;. Увеличение коэффициента передачи корректора 9 происходит до тех пор, пока АЧХ на данной частоте не станет удовлетворять заданной норме, а напряжение на выходе блока 2k вычитания станет не ниже заданной нормы, т,е. ди :}.и. Тогда на выходе йторого компаратора 19 Формируется управляющий сигнал, который поступае на соответствующий вход блока 26 управления. Блок 26 управления формирует команду на запоминание i-м регу лятором блока 27 регуляторов состоя958ник, соответствующего требуемому коэффициенту передачи корректора 9 и блокирует данный регулятор. Если напряжение на выходе блОка 2 вычитания выше нормы,, т.е. Л ,: то на выходе компаратора 18 формируется управляющий сигнал, который поступает на соответствующий вход блока 26 управления. Блок 2б управления формирует команду на включение i-ro регулятора блока 27 регуляторов в режим уменьшения коэффициента передачи корректора 9 на частоте f; , Уменьшение коэффициента передачи кбр|рёктора 9происходит до тех-пор, Нока АЧХ на данной частоте f; не станет удовлетворять заданной , а напряжение сигнала на выходе блока 24 вычитания станет не выше заданной ли- U,. Тогда на выходе нормы, т.е. первого компаратора формируется управляющий. сигнал, который поступает на соответствующий вход блока 26 управления. Блок 26 управления формирует команду на запоминание i-м ретулятором блока 27 регуляторов сое- . |тояния, COOT ветствущего требуемому коэффициенту передачи корректора 9i и блокирует данный регулятор. При удовлетворении норме сигнала на выходе блока 2 вычитания, т.в. при Uj,.,2 с выхода блока 26 управления в блок 2.7 регуляторов управляющих команд не поступает. Коэффициент передачи корректора 9 в данном случае не меняетсяi В процессе коррекции искажений АЧХ тракта 8 связи, в соответствии с заданной программой, на. передающей стороне происходит переключение измерительных частот f. от i до , Для обеспечения условия (3; на прием- ной стороне осуществляется синхронное изменение частоты f-, формируемой опорным генератором 13. Синхронное изменение частоты f. обеспечивается посредством действия Btoporo программного блока 10 управления, который может работать в режимах как автономной, так и принудительной синхронизации. При работе в режиме автономной синхронизации переключение частот опорного генератора 13 осуществляется в соответствии с хронометричес- кой программой, которая введена в переключатель 12 частот и засинхронизирована с заданной точностью с аналогичной программой, введенной в первый программный блок 1 управления В соответствии с хронометрической программой переключатель .12 частот (эсуществляет переключение соответствующих регуляторов блока 27 регулято ров из режима Блокировка в режим Регулировка и обратно и воздействует на блок 11 упр51вления опорным генератором, который изменяет код Iформируемой опорным генератором 13 частоты. . При работе в режиме принудительНОЙ синхронизации в устройство В8ОДЯ блок 28 синхронизации. Этот режим синхронизации допускает в отдельные моменты времени несоответствие частоты измерительного сигнала, формируемого синтезатором 3 и частоты сигнала, формируемого опорным генера тором 13, при котором их разностная частота не удовлетворяет условию (3) В этом случае сигнал на выходе второго выпрямителя 22 отсутствует и блок 28 синхронизации блокирует блок 26 управления и посылает на вход переключателя li частот Управляющий сигнал, который переводит переключатель 12 частот из состояния i в состояние 1+ U Переключатель 12 частот переключает i-й регулятор блока 7 регуляторов из режИма Регулировка в режим Блокировка, а (.1+Т;-й fteгулятор блока 27 регуляторов из . режима Блокировка в режим Регули tровка и воздействует на блок 11 управления опорным генератором, который изменяет код частоты с i-й комбинации на (1+1j-ю. Если по истечении заданного промежутка времени сигнал на выходе второго выпрямителя 22 не появился , то блок 28 синхронизации посылает на вход переключателя 12 частот управляющий сигнал, который переводит переключатель 12 частот в следующее состояние. Процесс повторяется до появления сигнала на выходе второго выпрямителя .22 При появлении на выходе второго выпрямителя 22 сигнала блок 28 синхро низац 1И снимает блокировку с блока 2б управления и блокирует i;jepe ключа12 частот. Если f ilTg - время между моментами пере ключе ния частот, формируемых синтезато ром 3 то влияние процесса поиска измерительного сигнала на процесс 99510 коррекции искажений. АЧХ тракта 8 связи будет несущественно. В соответствии с описанным принципом работы устройства условия определения занижения, нормы изавышения уровня измерительного сигнала на выходе .блока 2 .вычитания с учетом (7)-19) и условия имеют вид соответственно Ko tinl lC tl-fl -иоКдК(-||я,)4с. , -UpKoKii cv - KoXCin) (i-bk.)(+tf)) ) .{1-К.)(Ъ).1 или после .преобразований соответственно (И-К|)(14-Ъ) Al-kJ, (10) (1-lc.)(H-k)U-fb).(l+k.), 11 (l+k.):(Hk;i)(t+b4). 12 Из выражений ОО)-( 12J следует, что условия определения занижения, нормы и завышения уровня измерительного сигнала на выходе блока 2 вы- читания в отличие от прототипа не зависят от относительной погрешности коэффициента передачи системы тракт связи плюс корректор на опорной частоте корректируемого диапазона, т..ё. не зависят от велнчинь , что повышает точность коррекции искажений АЧХ. Кроме того, зависимость условий занижения, нормы и завышения уровня сигнала на выходе блока 2 вычитания от относительной погрешности Ь формирования амплитуды i-ro измерительного сигнала уменьшена до величины, удовлетворяющей допустимому (заданному; значению Ъ,({&°1;$Ъд) что также повышает точность коррекции искажений АЧХ. Необходимо отметить также, .что предельная точность установки регуляторов корректора 9 в требуемое положение, определяемое величинами и ). ) - ) при отсутствии действия различных мешакяцих факторов в предлагаемом устроист ве может быть сделана значительни вьше, мем в прототипе. Напримеа при U(fo)U2 {f|) (Г) и Ц,« и„ -и 2и„ - 21 2Предельная точность установки регуляторов корректора 9 в требуемое положение в предлагаемом устройстве определяется выражениями

.,.

;-t-|ji. IN -

и

АО

.± йР 20гс|; (i± 1i)20eqjh± ц J

W

где Ка коэффициент передамиблока I24 вычитания.

Из выражений (t3; и О) следует что точность установки регуляторов корректора 9 в требуемое положение зависит от величины коэффициента передачи блока 24 вымитання и путем iSe подбора Точность установки регуля торов корректора 9 в требуемое положенйе при заданных величина) л и

:а

чувствительности компарат.е,

АО , 18 и 19 и номинальном напряжении на выходах выпрямителей 21-23, может быть сделана значительно выше, чем в прототипе, что повъииает точность коррекции АЧХ.

Таким образом , эффективность предлагаемого технического решейия состоит в повышении точности кор ек44Ии искажений АЧХ путем устранения влияfO ния погрешности коэффициента передачи системы тракт связи плюс корректор на опорнснЛ частоте корректируемого диапазона на точность определения, условий занижения, нормы и завй15 шения уровня измерительного сигнала, уменьшения влияния погрешности формирования амплитуды измерительных сигналов на точность определения условий занижения . и завышения

20 уровня измерительного сигнала до допустимой (заданной) величины и повышения предельной точности установки

регуляторов корректора в требуемое положение при заданных режимах ть1 элементов устройства,.Г

УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ |ИСКАЖЕНИЙ ТРАКТОВ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ, содержащее на передающей стороне первый программный блок уп равления, выход которого соединен с рходом контрольного генератора, выход которого соединен с входом тракт а,.связи, a на приемной стороне корректор, вход которого соединен с выходом тракта связи, второй программный блок управления, выход .которого {соединен с входом опорного генератоipa, выход которого соединен с вхоУдом коррелятора, рыход которого соединен с входом анализатора состояния тракта связи, включающего в себя первый и второй компараторы, выходы которых соединены с первыМ и вторым входами блока управления, выходы которого соединены с входами блока регуляторов, вторые входы и выходы ко;торого соединены соответственно с выходами второго программного блока управления и с входами корректора, (отличающееся тем, что, с целью повышения точности коррекции, на передающей стороне контрольный генератор выполнен в виде последовательно соединенных синтезатора частот, регулируемого усилителя и согласующего элемента, второй вход которого соединен с выходом генератора опорной частоты и входом компаратора, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом регулируемого усилителя, вход синтезатора частот и выход согласующего элемента являются соответственно входом и выходом контрольного геО) нератора, a на приемной стороне введен блок согласования, включенный между выходом корректора и другим, входом коррелятора, при этом анализатор состояния тракта связи выполнен в виде последовательно соединенных фильтра опорной частоты, первого выпрямителя и блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом второго выпрямителя, причем вход и второй выход фильтра опорной частоты соединены соответственно с другим выходом блока согласования и входом .третьего выпрямителя, a выходы блока вычитания, первого и третьего выпряжтелей соединены с соответствующими входами первого и второго компараторов, при этом вход второго выпрями:теля соединен с выходом коррелятора