Автоселектор периодической последовательности импульсов Советский патент 1983 года по МПК H04L7/04 

Изобретение относится к электросвязи, в частности к синхронизирующим устройствам, может быть использовано в системах, предназначенных для передачи информации, в контролирующих и управляющих устройствах. По основному авт. св. № 824470 известен автоселектор периодической последовательности импульсов, содержащий на входе последовательно соединенные стробирующий каскад, узкополосный анализатор, согласующий каскад, управляемый компаратор, элемент задержки и формирователь стробов, выход которого подсоединен ко второму входу стробирующего каскада, между выходом управляемого компаратора и входом стробирующего каскада, включена цепь для слежения и автоматической подстройки фазы, состоящая из последовательно соединенных второго элемента задерж1$и, формирователя полустробов и импульснофазового детектора, выход которого соединен со вторым входом управляемого компаратора, последовательно соединенные дополнительный управляемый компаратор, дополнительный элемент задержки, дополнительный формирователь полустробов и дополнительный импульсно-фазовый детектор выход которого подключен к другому входу узкополосного анализатора, причем вход дополнительного управляемого компаратора объединен с входом управляемого компаратора, а другой вход дополнительного импульсно-фазового детектора объединен с другим входом импульсйо-фазового детектора, последовательно соединенные блок управления и удлинитель, вход и выход которого объединены соответственно с первым входом и выходом стробирующего каскада, а вход блока управления объединен с входами первого и второго элементов задержки 1. Недостатком данного автоселектора периодической последовательности импульсов является низкое быстродействие в условиях изменения помеховой обстанов°ки. Это приводит к тому, что автоселектор периодической последовательности импульсов нерационально использует свои динамические характеристики, что при определенных условиях, особенно при изменении отнощения сигнал/шум h в сторону увеличения, может привести к неоправданному ухудщению качества переходного процесса, которое проявляется, именно в уменьщении быстродействия. Цель изобретения - повыщение быстродействия в условиях измерения отношения сигнал/щум. Поставленная цель достигается тем, что в автоселектор периодической последовательности импульсов, содержащий на входе последовательно соединенные стробирующий каскад, узкополосный анализатор, согласующий каскад, управляемый компаратор, элемент задержки и формирователь стробов, выход которого подсоединен ко второму входу стробирующего каскада, между выходом управляемого компаратора и входом стробирующего каскада включена цепь для слежения и автоматической подстройки фазы, состоящая из последовательно соединенных второго элемента задержки, формирователя полустробов и импульсно-фазового детектора, выход которого соединен со вторым входом управляемого компаратора, последовательно соединенные дополнительйый управляемый компаратор, дополнительный элемент задержки, дополнительный формирователь полустробов и дополнительный импульсно-фазовый детектор, выход которого подключен к другому входу узкополосного анализатора, причем вход дополнительного управляемого компаратора объединен с входом управляемого компаратора, а другой вход дополнительного импульсно-фазового детектора объединен с другим входом импульснофазового детектора, последовательно соединенные блок управления и удлинитель, вход и выход которого объединены соответственно с первым входом и выходом стробирующего каскада, а вход блока управления объединен с входами первого и второго элементов задержки, введен формирователь управляющих сигналов, первый вход которого подключен ко входу стробирующего блока, второй вход подключен к выходу блока управления, третий вход подключен к выходу формирователя стробов. дополнительный выход которого подсоединен к четвертому входу формирователя управляющих сигналов, выход которого подсоединен к дополнительному входу узкополосного анализатора. I На фиг. 1 представлена структурноэлектрическая схема автоселектора периодической последовательности импульсов; на фиг. 2 - струуктурно-электрическая схема формирователя управляющих сигналов; на фиг. 3 - диаграммы, поясняющие работу автоселектора периодической последовательности импульсов. Автоселектор периодической последовательности импульсов содержит стробирующий каскад 1, узкополосный анализатор 2, согласующий каскад 3, управляемые компараторы 4 и 5, элементы 6-8 задержки, формирователи 9 и 10 полустробов, импульсно-фазовые детекторы 11 и 12, формирователь 13 стробов, удлинитель 14, блок 15 управления, формирователь 16 управляющих сигналов. Формирователь 16 управляющих сигналов содержит ключи 16-1, 16-2, 16-3, блоки 16-4, 16-5 усреднения, блок 16-6 вычитания, блок 16-7 деления, генератор 16-8 напряжения. Автоселектор периодической последовательности импульсов работает следующим образом.

В начальный момент работы узкополосный анализатор 2 находится в невозбужденном состоянии, управляющий сигнал на стробирующий каскад 1 не подается, и он пропускает всю смесь сигнала и помех со входа автоселектора периодической последовательности импульсов, а на вход узкополосного анализатора 2 поступает через удлинитель 14. Управляющий сигнал на втором входе узкополосного анализатора 2 таков, что центральная частота настройки его точно соответствует частоте принимаемых импульсов. Узкополосный анализатор 2, возбуждаясь, выделяет по .поступающей на его вход смеси первую гармонику частоты следования, которая, воздействуя через согласующий каскад 3 на управляющий компаратор 4, преобразуется в последовательность синхроимпульсов.

Последовательность синхроимпульсов с выхода управляемого компаратора 4 поступает на элемент 6 задержки, устанавливающий необходимые для нормальной работы фазовые соотношения между принимаемой последовательностью синхроимпульсов на выходе управляемого компаратора 4 и затем поступает на формирователь 13 стробов, преобразующий входную последовательность синхроимпульсов в последовательность стробирующих импульсов, используемых для управления стробирующим каскадом 1, который включается в работу и начинает пропускать на вход узкополосного анализатора 2 принимаемую смесь только в интервалы времени ожидаемого прихода полезного сигнала.

Данная последовательность стробирующих импульсов используется также для управления ключами 16-2 и 16-3 формирователя 16 управляющих сигналов, причем последовательность стробирующих импульсов, поступающая на второй вход ключа 16-3, формируется с некоторой задержкой по отнощению к импульсам, поступающим на второй вход ключа 16-2 (фиг. 3.2 и 3.3).

Для более точного определения момента прихода полезного сигнала применяется цепь для слежения и автоматической подстройки малых флуктуации фазы, для чего сигнал с выхода управляемого компаратора 4 подается через элемент 7 задержки и формирователь 9 полустробов на импульсно-фазовый детектор 11, на второй вход. которого поступает сигнал со входа стробирующего каскада 1. Импульсно-фазовый детектор 11 осуществля-5 ет сравнение по энергии частей входных импульсов, приходящихся на каждый из полустробов, и формирует управляющий сигнал, пропорциональный рассогласованию по фазе последовательности импульсов, поступающих на вход автоселектора,5 периодической последовательности импульсов и последовательности синхроимпульсов, формируемой управляемым компаратором 4.

Этот управляющий сигнал изменяет момент фиксации перехода переменного напряжения с выхода узкополосного анализатора 2 через заданный управляющим сигналом уровень в сторону уменьщения рассогласования по фазе.

Изменение частоты принимаемой последовательности вызывает появление дополнительного фазового сдвига, который нельзя компенсировать изменением порога сравнения в управляемом компарато эе 4.

Сигнал с выхода согласующего каскада 3 подается через управляемый компаратор 5, элемент задержки 8 и формирователь 10 полустробов на импульсно-фазовый детектор 12. Последний осуществляет сравнение по энергии частей входных импульсов, приходящихся на каждый из полустробов, и формирует управляющий сигнал, пропорциональный рассогласованию по фазе последовательности импульсов на выходе управляемого компаратора 5 и последовательности импульсов, поступающей на вход автоселектора периодической последовательности импульсов. Этот управляющий сигнал изменяет частоту резонанса узкополосного анализатора 2 в сторону уменьшения рассогласования. Так как инерционность узкополосного анализатора 2 при изменении его центральной частоты высокая, то цепь для слежения и автоподстройки фаз отслеживает медленные флуктуации частоты принимаемого сигнала, устраняя возможность выхада -из диапазона регулирования цепи слежения за малыми флук туациями фазы.

В случае срыва синхронизации (отсутствие стробирующих импульсов на управляющем входе стробирующего каскаДа 1) смесь сигнала и помех со входа автоселектора периодической последовательности импульсов на вход узкополосного анализатора 2 не проходит, однако данная смесь сигнала и помех поступает на вход узкополосного анализатора 2 через удлинитель 14.

В установившемся режиме управляющий сигнал с выхода блока 15 управления одновременно поступает на второй вход удлинителя 14, устанавливая соответствующим образом коэффициент деления К, и на второй вход ключа 16-1 формирователя 16 управляющих сигналов, который включается в работу и начинает пропускать принимаемую смесь периодического сигнала и шума (фиг. 3.1) Со входа автоселектора периодической последовательности импульсов на первые входы -ключей 16-2 и 16-3, которые пропускают данную смесь только в интервалы времени существования стробирующих импульсов на их вторых входах. Таким образом, на выходе ключа 16-2 образуется последовательность полезных импульсов в смеси с щумом внутри интервала существования данных импульсов DC + Urn (фиг. 3.4). На выходе же

ключа 16-3 образуется периодическая последовательность отрезков шума на интервалах существования стробирующих импульсов Um (фиг. 3.5). Образованные последовательности импульсов поступают соответственно на входы блоков 16-4 и 16-5 усреднения, на выходе которых образуются сигналы Uc -f Uid и Uiu (фиг. 3.6 и 3.7). Сигналы с выходов блоков 16-4 и 16-5 усреднения поступают на входы блока 16-6 вычитания, на выходе которого образуется сигнал, соответствующий среднему значению полезной составляющей Uc (фиг. 3.8). Сигнал с выхода блока 16-6 вычитания поступает на первый вход блока 16-7 деления, на второй вход которого поступает сигнал с 1 выхода блока 16-5 усреднения, т. е. среднее значение щумовой составляющей принимаемого сигнала. Блок 16-7 деления таким образом измеряет отнощение между полезной и щумовой составляющими принимаемого сигнала. Сигнал с выхода блока 16-7 деления (фиг. 3.9) поступает на вход генератора 16-8 напряжения.

Технико-экономическая эффективность автоселектора периодической последовательности импульсов заключается в увеличении быстродействия при изменении соотношения сигнал/шум.

АВТОСЕЛЕКТОР ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМ- i ПУЛЬСОВ по авт. св. № 824470, отличаювход щийся тем, что, с целью повышения быстродействия в уловиях изменения отношения сигнал/шум, введен формирователь управляющих сигналов, первый вход которого подключен ко входу стробирующего блока, второй вход подключен к выходу блока управления; третий вход подключен к выходу формирователя стробов, дополнительный выход которого подсоединен к четвертому входу формирователя управляюш,их сигналов, выход которого подсоединен к дополнительному входу узкополосного анализатора. (Л О to 00