Устройство выделения информационных импульсов при наличии помех Советский патент 1983 года по МПК H04B1/10 

4 Од QD 4 4

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для обработки импульсных сигналов с большой крутизной фронтов, произвольной амплитудой и формой берши- 5 ны, искаженными низкочастотными и высокочастотными-помехами в- / системах передами информации, в радиотехнических системах.

Известно устройство выделения ю информационных.импульсов, содержаее соединенные последовательно вычитающее устройство, фильтр верхих частот, сумматор, статический ормирователь прямоугольных 15 импульсов (вероятностное реле , выход которого соединен с другими ходами вычитающего устройства и умматора 1 .

, Однако данное устройство позволяет 20 обрабатывать информационные импульсы

только фиксированной амплитуды.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство выделения информационных импульт 25

сов при наличии помех, содержащее вычитатель, вход которого .является входом устройства, и соединенные , последовательно .вероятностное 0еле и усилитель С2 3 -30

Однако такое устройство не может, выделять импульсы с большой крутизной фронтов без значительных искажений Информационного импульса.

Цель изобретения - уменьшение искажения информационных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве выделения информационных импульсов при наличии помех, содержащем Еымитатель, вход которого является входом устройства и соединенные последовательно вероятностное реле и усилитель, усилитель выполнен в виде уси.пителя-ограничителя, между входом, устройства и дру- гим входом вычитателя, выход которого является выходом устройства, включены последовательно элемент задержки, фильтр нижних частот и блок выборки и хранения, другой вход которого 50 соединен с выхрдом усилителя-ограни-i чителя.

На фиг. 1 представлена структурная Электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 (а, б, в, ч, 55 г, д, е и ж) - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства .

Устройство выделения информационных импу.пьсов, при наличии помех содержит вычитатель 1,.вероятностное реле 2, элемент 3 задержки, фильтр k нижних частот, блок 5 выборки и хранения и усилитель-ограничитель 6.

Устройство выделения информационных импульсов при наличии помех работает следующим образом.

При отсутствии на входе устройств информационных импульсов V(t) и наличии только низкочастотной (НЧ ) помехи X(tJ с периодом повторения Т повт НЧ и высокочастотной (ВЧ) помехи 6(til (фиг. 2qJ элемент 3 задержки задерживает на время Т аддитивную смесьНЧ помехи X (tj и ВЧ ndмехи 5(t) (фиг. 25. Причем время задержки Т элемента 3 задержки выбирается из условия

Т f .(1 )

Т - время задержки вероятностгде

ного реле 2.

Фильтр 4 нижних частот подавляет ВЧ помеху S(-t)) пропуская на вход блока 5 только НЧ помеху X (t) , задержанную с помощью элемента 3 задержки на время Т (фиг. 2Б). Для обеспечения большой точности работы устройства необходимо «йполнить условие

(2)

Т повт НЧ Т

При выполнении условия (2J приращением амплитуды ДX НЧ помехи X(t , которое определяет ошибку выделения информационных импульсов, за -время Т const можно пренебречь (фиг. 2ci| Блок 5, находясь в режиме выборки сигнала, пропускает далее НЧ помеху X(t) на инвертирующий вход вычитателя Г. На неинвертирующий вход вычитателя 1 поступает НЧ помеха XCtJ и ВЧ помеха,5(t. На выходе вычитателя 1 (фиг. 2Э присутствует лишь ВЧ noMexaS(t, которая поступает на вход вероятностного реле 2. Так как вероятностное реле 2 определяет состояние полезного сигнала V(t) с наложенной на него ВЧ помехой S(} по отношению к заданному порогу, то в этом случае на выходе вероятностного реле 2 сформирован потенциал отрицательной полярности значением которого условно считаем равным V -0,5 (фиг. 2е). Потенциал отрицательной полярности с выхода вероятностного реле 2 поступа ет на вход усилителя-ограничителя 6, который инвертирует и усиливает .этот потенциал до значения, необходимого для надежногр обеспечения режима выборки сигнала блоком 5 (;фиг. 2Ж/. Под действием сигнала С выхода усилителя-ограничителя 6 (фиг. 2ж), поступакмцего на управляющий вход блока 5| обеспечивается его режим выборки (фиг. 21). При поступлении на вход устройст информационного импульса V(t) , пре вышающего заданный порог (фиг. 2&) с наложенной на него НЧ помехой X(t) иВЧ помехой 5(t) , на выходе вычитателя 1 формируется нарастающи передний фронт информационного импул са V(t|, искаженного ВЧ помехой S(t), который поступает н вход вероятностного реле 2 (фиг. 2Э). Приращением амплитуды НЧ помехи ДХ за время Т, согласно условию (2 ), можно пренебречь. При нарастании переднего фронта информационног импульса Y(t), искажейного ВЧ помехой v5(fcj, на выходе: вычитателя 1 вероятность пребывания его выше заданного порога увеличивается. Как только эта вероятность превысит значение 0,5; на выходе вероятностfioro реле 2с задержкой Т начинает формироваться потенциал положительн полярности, значение; которого усло но считаем равным V 0,5 (фиг. 2 е) Причем необхрдимо для обеспечения высокой точности работы устройства выполнение условия . длительность переднего фро та информационного импульса до уровня порога (фиг. 2 q и Э). Потенциал положительной полярности с выхода вероятностного реле 2 поступает на вход усилителя-огран чителя 6, где ограничивается на нулевом уровне (фиг. 2Ж). Нулевой потенциал с выхода усилителя-ограни чителя 6 поступает на управляющий вход блока 5 обеспечивая его режим хранения (фиг. 2 г,). Так как выпол. няется условие (2 ) и (3 ), то на информационном входе блока 5 в момент :наступления режима хранения, соотве ствующего переднему фронту выходного импульса вероятностного реле2, будет присутствовать лишь НЧ помеха X(tJ , уровень которой фиксируется на выходе блока 5 и остается постоянным на время существования инг: формационного импулдса . (в течение длительности положительного импульса на выходе вероятностного реле 2. На выходе вычитателя 1 выделяется информационный импульс 9(t (фиг. ZdJ, Ввиду того, что за время Т имп. НЧ помеха изменяется, а блок 5 выдает в течение этого времени постоянный уровень НЧ помехи X (-t , зафиксированный в момент начала ре-: жима хранения (фиг. 2г), то появляю,щееся за время Т имп. приращение амплитуды дХ НЧ помехи X(t) (фиг.21,) влечет за собой появление ошийки выделения информационных импульсов на фоне НЧ помехи (фиг.2д) Приращение амплитуды л X НЧ помехи X(t) , а следовательно, и ошибка в момент начала режима хранения блока 5 равны нулю. При выполнении условия Т имп. « Т пост.. НЧ (k приращением амплитуды-дХ НЧ помехи . X(t) за время Т имп. можно пренебречь .. С момента времени нз вход фильтра Анижних частот поступает уже сигнал 2 (t) , представляющий собой аддитивную смесь полезного сигнала VH), НЧ помехи X(t) и ВЧ помехи 5(tJ задержанный с ломощью элемента 3 задержки на время Т. Фильтр нижних частот подавляет ВЧ помеху 5 (fc) , сглаживая при этом информационный импульс и пропуская без искажения НЧ помеху X(t) .С выхода фильтра на информационный вход блока 5 поступают задержанные на время Т сглаженный информационный импульс V(t) и НЧ помеха X(t (сЬиг. 2 6), однако блок 5 не изменяет своего режима хранения сигнала. С приходом на вход устройства заднего фронта информационного импульса V(-t) , искаженного НЧ помехой X(t) и ВЧ помехой (фиг. 2а|, на выходе вычитателя I, являющемся выходом всего устройства, начинает формироваться задний фронт информационного импульса с наложенной на него только 84 помехой S(t) (фиг. 2 Э). Для того, чтобы задний фройт информационного импульса ниже уровня порога выделял ся с большой точностью, необходимо выполнение условия 2 где t-2 - длительность заднего фрон та информационного импуль са ниже уровня порога. Таким образом, на выходе устройс Iва выделен информационный импульс (фиг. 2 ) . При спадезаднего фронта информационного импульса, искаженно го ВЧ помехой, поступающего с выхода вычитателя 1 на вход вероятностн го реле 2, вероятность пребывания его .выше .заданного порога уменьшается. Как только эта вероятность станет меньше значения 0,5,на выход вероятностного реле 2 с задержкой С начинает формироваться потенциал отрицательной полярности (фиг. 2еК При помощи усилителя-ограничителя 6 вновь формируется управляющий сигнал (фиг. 2ж, обеспечивающий режим выборки блока 5 на выходе которого появляется задержанная на время Т аддитивная смесь НЧ помехи и заднего фронта сглаженного информационного импульса, поступившая с выхода фильтра i (фиг. 2В). Задний фронт сглаженного информацио ,6 ного импульса с наложенной на него НЧ помехой поступает на инвертирую- щий вход вычитателя 1, на неинвертирующий вход которого поступает уже аддитивная смесь НЧ помехи Х(Г и ВЧ помехи ,S(tf , а на ее выходе формируется отрицательный выброс, который при необходимости может быть отсечен ограничителем снизу фиг. 2д1 Аналогично устройство работает при любой форме вершины информационного импульса и амплитуде, превышающей порог срабатывания вероятностного реле 2, а также произвольной длительности фронтов выше уровня срабатывания вероятностного реле 2. Предлагаемое устройство за счет фиксации амплитуды НЧ помехи на выходе блока 5 в момент появления информационного импульса с учетом задержки вероятностного реле 2 позволяет выделить информационные импуль сы с большей крутизной фронтов на фоне НЧ помехи, сохранитьформу вершины информационных импульсов, повысить точность выделения амплитуды импульсов с большой крутизной фронтов в 5 7 рэз, а также повысить точность определения времени существования импульссэ относительно порога на .

Т,

а

-п

УСТРОЙСТВО ВЫДЕЛЕНИЯ ИНФОР ..МАЦИОННЫХ ИМПУЛЬСОВ ПРИ НАЛИЧИИ ПОМЕХ, содержащее вымитатель, вход которого является входом устройства, и соединенные пбследовательно вероятностное реле и усилитель, отличающееся тем, что, с целью уменьшения искажения информационных импульсов, усилитель выполнен в вц де усилителя-ограничителя, между входом устройства и другим входом вычитателя, выход которого является выходом устройства, включены последовательно элемент задержки, фильтр нижних частот и блок выборки и хранения, другой вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя.

фаг. 2