Устройство подавления шумов Советский патент 1983 года по МПК H04B1/10 

ю

со

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано как устройство, позволяющее повысить эффективность использования каналов связи в статистических системах

передачи информации, в качестве основного узла систем контроля за состоянием канала без перерыва действия связи-, как шумозащитное устройство в каналах связи при приеме речевой информации,,

По основному авт.св. № 711691 известно устройство .подавления шумов, содержащее параллельно соединенные -ПО входу усилитель-ограничитель и

ключ, управляющий вход которого подключен к выходу триггера, а также генератор импульсов, первый и второй счетчики, между выходом усилителяограничителя: и входом первого счетчика включены последовательно формирователь модуля сигнала, усилитель постоянного тока и триггер Шмидта, между выходами первого счетчика и первым входом триггера включен первый дешифратор, между выходами второго счетчика и установочным входом первого счетчика включен второй дешифратор, между выходом генератора импульсов и входом второго счетчика включен элемент И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу триггера Шмидта, между выходами первого счетчика и установочным входом второго счетчика включен третий

дешифратор, при этом выход второго дешифратора подключен также к второму входу триггера Г JНедостатком известного устройства является наличие внешних узкополосных помех, уменьшающих эффективность применения устройства подавления шумов, так как значительно увеличивается частота ложных переключений, I

Целью изобретения является уменьшение частоты ложных переключений„

Для этого в устройстве подавления шумов между выходом усилителя-ограничителя и входом первого счетчика включены последовательно компаратор и первый формирователь имрульсов, между выходом формирователя модуля сигнала и д{эугим входом усилителя постоянного тока включены последова тельно формирователь опорного напряжения и аттенюатор, между выходом третьего дешифратора и установоным входом второго счетчика включен элемент И, между другим входом ко- . торого и выходами второго счетчика включены последовательно элемент ИЛИ, другой вход которрго соединен с выходом триггера Шмидта, дополнительный триггер и дополнительный дешифратор, а между выходом второго дешифратора и другим входом дополнительного триггера включен второй формирователь импульсов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема у.стройства подавления шумов

Устройство содержит соединенные параллельно по входу усилитель-ограничитель 1 и ключ 2, управляющий вход которого подключен к выходу первого триггера 3. Между усилителем-ограничителем 1 и входом первого счетчика включены последовательно компаратор 5 и первый формирователь импульсов 6, Между выходом усилителяограничителя 1 и входом элемента И-НЕ 7 включены формирователь модуля сигнала 8, усилитель постоянного тока 9 (УПТ ), триггер Шмидта 10, формирователь опорного напряжения 11 и аттенюатор 12, при этом фор мирователь опорного напряжения 1.1 и аттенюатор 12 включены последовательно между выходами формирователя модуля сигнала 8 и вторым входом УПТ 9 и выход триггера Шмидта 10 подключается также к второму входу элемента ИЛИ 13. Между выходами первого счетчика k и первым входом триггера 3 включен первый дешифратор I, межд выходами второго счетчика 15 и установочным вхо/рм первого счетчика 4 включен второй дешифратор 16, при этом выход второго дешифратора 16 подключен также: к второму входу триггера 3 и к входу второго формирователя импульсов устройства -17.Между выходом генератора импульсов. (ГТИ) 18 и входом второго счетчика 15 включен элемент И-ИЕ 7, второй вход которого подключен к выходу триггера Шмидта 10, между выходами первого счетчика 4 я установочным входом второго счетчика 15 включены последовательно третий дешифратор 19 и элемент И 2Q, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 13, между выходом второго дешифратора 16 и первым входом элемента ИЛИ 13 включены последовательно второй формирователь импульсов 17, который подключается к входу дополни тельного триггера 21, при этом между выходами второго счетчика 15 и другим входом дополнительного триггера 21 включен дополнительный дешифратор 22, Первоначально формируется модуль входного сигнала с помощью усилителя-ограничителя 1 и формирователя модуля сигнала 8, а также короткие импульсы, соответствующие моментам перехода входного сигнала через нуль в положительном направлении с помощью компаратора 5 и первого формирователя импульсов 6, . Устройство формирования опорного напряжения 11 формирует сигнал, пррпорциональной эффективному значению входного напряжения стационарного процесса: эффективное значение входного напряжения стационарного процесса; коэффициент пропорциональности, определяемый положе йием аттенюатора 12„ Постоянная времени устройства формирования опорного напряжения 11 имеет различное значение на заряд и разряд, а именно Т, Гр Опорное напряжение задает уровень срабатывания триггера Шмидта 10о Это достигается тем, что сигнал на выходе УПТ 9 пропорционален разности напряжений, действующих на его входах При уменьшении эффективного Значе ния сигнала на входе устройства опор ное напряжение отслеживает эти умень шения практически без запаздывания, что определяется малой постоянной времени на разряд. При увепимении эффективного значения на входе устройства опорное напряжение отслеживает эти изменения со значительным запаздыванием порядка 1-3 с. Следова тельно, если на входе устройства действ1ует стационарный процесс,который характеризуется постоянным значением gx опорное напряжение будет действительно определяться выражением, (1 1 К процессам с (зцу const можно отнести флюктуационную помеху, периодическую сосредоточенную помеху, не замирающий частотно-манипулированный или амплитудно-манипулированныи сигнал, случайные стационарные помехи. Если на входе устройства действует нестационарный случайный процесс и если скорость изменения ) превышает скорость увеличения опорного напряжения, то справедливо следующее неравенство .к 6 ft) К ярко выраженным нестационарным процессам относился телефонный си|- нал о Относительный уровень срабатывания триггера Шмидта 10 определяется соответственно для стационарных и нестационарных входных .процессов следующими выражениями . н.ст Так как У:Н.СТ«..СТ. () На выходе триггера Шмидта 10 формируются импульсы прямоугольной формы. Длительность которых соответствует длительности превышения напряжением, поступающим на первый вход УПТ 9, уровня сигнала, поступающего на второй вход.УПТ 9 о Данные импульсы с выхода триггера Шмидта 10 поступают на вход элемента И-НЕ 7 в схему измерения длительностей на заданном интервале наблюдения. Так как справедливо неравенство (5 Л то длительность Импульсов, .действующих на выходе триггера Шмидта 10, будет значительно меньше при воздейСТВИИ на входе стационарных процессов, чей нестационарных. Таким образом, стационарность используется в качестве дополнительного признака ля различения телефонных сигналов и фпюктуационных или узкополосных стационарныХ помех. Введение аттенюатора 12 позволяет изменять относительный уровень срабатывания триггера мидта 10 и, тем самым, адаптировать . стройство подавления шумов к различным телефонным каналам или приемным устройствам с различными статистичес кими характеристиками шумовых процес сов „ С помощью элемента И 20, второго счетчика 15, ГТИ 18, второго 1б и дополнительного 22 дешифраторов про изводится измерение длительностей импульсов, действующих на выходе триггера Шмидта 10 в двух режимах измерения: в первом режиме - режиме измерения длительности одного имруль са; во втором - режиме измере ния суммарной длительности импульсов, поступающих на вход элемента И-НЕ 7 на интервале наблюдения, равном интервалам между нулями вход ного процесса. Переключение из одно го режима в другой осуществляется с помощью второго формирователя импульсов 1 дополнительного триггера 21 и элемента ИЛИ 1Зо Введение двух режимов измерени позволяет реализовать даухэтапную процедуру обнаружения телефонного сигнала, которая обеспечивает эффек тивную работу подавителя шумов при воздействии на его входе телеграфны сигналов со стационарной или нестационарной огибающей. Телеграфные частотно-манипулированныесигналы или узкополосные сосредоточенные по частоте помехи характеризуются малым разбросом (мало дисперсией 6,- длительностей импульсов, действующих на выходе триг гера Шмидта 10, Шум и телефонные сигналы характеризуются значительно большей дисперсией длительности импульсов. Это означает, что при дейатвии шума, телефонного сигнала или их смеси с большей вероятностью шэз можно появление импульсов, длительность которых превышает длительност выбросов на выходе триггера Шмидта 10, которые имеют место при воздействии на входе устройства подавлени шумов сосредоточенных помех, теле графных сигналов Следует также «учесть, что при воздействии стациснарных узкопояосных помех длительность импульсов на выходе триггера 111ми;1та 10 будет уменьшаться за счет pefyHvTpyeMoro уровня срабатывания. Таким образом, для различения узкополосных помех от телеграфных сигналов и флюктуационных шумрв используется различие в дисперсии выбросов этих процессов. Двухэтапная процедура анализа осуществляется следующим образомо На первом этапе осуществляется измерение длиteльнocти одного импульса. Дополнительный триггер 21 находится в нулевом состоянии, импульсы с триггера Шмидта 10 проходят через элемент ИЛИ 1 3 и элемент И 20 на установочный вход второго счетчика 15, так как на втором входе элемента ИЛИ 13 действует нулевое напряжение, а на первом входе элемента И-НЕ 7 положительный потенциал В результате второй счетчик 15 устанавливается в начальное состояние в паузах между импульсами, поступа1ацими с выхода триггера Шмидта 10. Одновременно с выхода триггера Шмидта 10 импульсы поступают на элемент И-НЕ 7, на второй вход которого поступают импульсы от ГТИ 18.На интервале действия импульса вторым счетчиком 15 осуществляется подсчет импульсов,поступающих с выхода элемента И-НЕ 7 Если длительность импульса не превышает заданного знамения, то повторяется измерение длительности последующих импульсов и входной процесс отождествляется с телеграфными сигналами или сосредоточенной помехой. Если длительность отдельного импульса превышает заданное значение, то на выходе дополнительного дешифратора 22 выдается сигнал (нулевое напряжение J,переводящий дополнительный триггер 2.1 в единичное состояние В этом случае установка второго счетчика 15 в единичное состояние может осуществляться сигналами, поступающими с третьего дешифратора 19. Таким образом, осуществляется переход на второй режимизмерений (второй этап обнаружения). Превышение длительности одного импульса заданного значения классифицируется как наличие на входе устройства или телефонного сигнала или флюктуационного шумового процесса На втором этапе анализа осуществляется различение телефонного сигнала на фоне флюктуационной помехи, Второй этап характеризуется значительно большей достоверностью обнаружения, чем первый. На втором этапе обнаружения суммарная длительность импульсов, поступающих с выхода триг- i

гера Шмидта 10 на интервале наблюдения, определяемом 6 интервалами между нулями входного процесса, может быть больше или меньше заданного порога. Если она меньше, то процесс измерения продолжается на следующем интервале наблюдения Если она больше, то на выходе второго дешифратора 16 появляется сигнал, который переводит триггер 3 в другое состояние и ключом 2 осуществляется коммутация телефонного канала, т.е. происходит обнаружение телефонного сигнала, С другой стороны в этот момент заканчивается двухэтапная процедура анализа, Поэтому происходит-переход

в первый режим измерений, С этой целью сигнал с выхода второго дешифратора 16 поступает на второй формирователь импульсов ,17. В момент окончания сигнала на его входе и на его выходе появляется короткий импульс, который переводит дополнительный триггер-21 в нулевое состояние. Следует отметить, что сигнал -с

выхода второго дешифратора 16 поступает также на установочный вход первого счетчика и в моменты обнаружения телефонного сигнала осуществляется сброс первого счетчика ,

. Обнаружение паузы производится также, как и в основном изобретении.

ВыЗНЧ

ВшоЗнч