Компенсатор скачка уровня сигнала Советский патент 1985 года по МПК H03G3/20 

Фиг.1

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам передачи цифровой информации посредством многоуровневых сигналов, и может быть использовано для уменьшения влияния скачкообразных изменений коэффициента передачи тракта на достоверность передаваемой информации.

Известен компенсатор скачка уровня сигнала, содержащий полосовой регулируемый усилитель, выход которого через амплитудный детектор, усилитель постоянного тока, компаратор и триггер Шмидта подключен к одному из входов двухвходового блока логического сложения и вычитания, выходы которого через цифровой интегратор подключены к входу управления усилением полосового регулируемого усилителя, а также включенный между выходом усилителя постоянного тока и входом управления полосой полосового регулируемого усилителя блок экстремальной настройки 1.

Однако данное устройство характеризуется недостаточным быстродействием, что, в частности, обусловлено наличием инерционного элемента, а именно амплитудного детектора.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является компенсатор скачка уровня сигнала, содержащий пороговый элемент, алгебраический накапливающий сумматор, соединенные последовательно блок запоминания экстремума и элемент совпадения, амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом элемента с регулируемым коэффициентом передачи, а выход - с входом блока запоминания экстремума 2.

Однако известный компенсатор характеризуется недостаточным быстродействием из-за того, что компенсация изменений уровня сигнала производится в два этапа: сначала компенсируются изменения уровня сигнала большой величины, затем производится подстройка коэффициента передачи регулируемого усилителя.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в компенсатор скачка уровня сигнала, содержащий пороговый элемент, алгебраический накапливающий сумматор, элемент с регулируемым коэфф.ициентом передачи, элемент памяти, выход которого соединен с регулирующим входом элемента с регулируемым коэффициентом передачи, и элемент совпадения, введены блок поиска временного положения экстремума, выход которого соединен с входом элемента совпадения, соединенные последовательно первый элемент задержки, вход которого является входом компенсатора и соединен с суммирующим входом алгебраического накапливающего сумматора, а выход соединен с вычитающим входом алгебраического накапливающего сумматора и второй элемент задержки, выход которого соединен с входом элемента с регулируемым коэффициентом передачи, дополнительный алгебраический накапливающий сумматор, выход которого соединен с входами порогового элемента и блока поиска временного положения экстремума, блок деления, выход которого соединен с входом элемента памяти, третий элемент задержки, вход которого соединен с выходом алгебраического накапливающего сумматора, суммирующим входом дополнительного алгебраического накап. ливающего сумматора и входом блока деления, а выход соединен с вычитающим входом дополнительного алгебраического накапливающего сумматора, и четвертый элемент задержки, вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента совпадения и входом разрешения записи элемента памяти, выход порогового элемента соединен с другим входом элемента совпадения, выход элемента с регулируемым коэффициентом передачи является выходом компенсатора.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема компенсатора скачка уровня сигнала; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу компенсатора скачка уровня сигнала.

Компенсатор скачка уровня сигнала содержит первый элемент 1 задержки, второй элемент 2 задержки, элемент 3 с регулируемым коэффициентом передачи, алгебраический накапливающий сумматор 4, третий элемент 5 задержки, дополнительный алгебраический накапливающий сумматор 6, пороговый элемент 7, блок 8 поиска временного положения экстремума, элемент 9 совпадения, четвертый элемент 10 задержки, элемент 11 памяти, блок 12 деления.

Компенсатор скачков уровня сигнала работает следующим образом.

На вход первого элемента 1 задержки из приемного тракта (на фиг. 1 не показан) поступают кодовые комбинации квантованных отсчетных значений многоуровневого сигнала. Алгебраический накапливающий сумматор 4 осуществляет суммирование амплитуд отсчетных значений входного сигнала первого элемента 1 задержки и вычитание отсчетных значений сигнала с выхода первого элемента 1 задержки, поэтому выходные сигналы алгебраического накапливающего сумматора 4 в каждый тактовый момент времени равны сум.ме К отсчетных значений сигналов, записанных в первом элементе 1 задержки. Выходной сигнал алгебраического накапливающего сумматора 4 характеризует в каждый тактовый момент времени текущее среднее значение многоуровневого сигнала. Скачок уровня сигнала на входе компенсатора условно изображен на фиг. 2 а. Процесс изменения выходного сигнала алгебраического накапливающего сумматора 4 при скачке уровня сигнала показан на фиг. 2 б. Третий элемент 5 задержки дополнительно задерживает текущие суммы отсчетных значений сигнала на время КТ. Изменение выходных сигналов приведено на фиг. 2 в. Дополнительный алгебраический накапливающий сумматор 6 выполняет преобразования над входными и выходными сигналами третьего элемента 5 задержки, аналогичные выполняемым алгебраическим накапливающим сумматором 4 операциям над входными и выходными сигналами первого элемента 1 задержки. Вид изменения выходных значений сигналов дополнительного алгебраического накапливающего сумматора 6 при скачке уровня сигнала показан на фиг. 2 г. Выходные сигналы дополнительного алгебраического накапливающего сумматора 6 поступают на входы порогового элемента 7 и блока 8 поиска временного положения экстремума. Блок 8 поиска временного положения экстремума определяет временное положение максимального значения разности входных и выходных сигналов третьего элемента 5 задержки, которое, как следует из фиг. 2 г, смещено на К тактовых интервалов относительно момента времени возникновения скачка уровня сигнала. В случае изменения знакового разряда разности на выходе блока 8 возникает как показано на фиг. 2 д, логическая единица. Пороговый элемент 7 с симметричной зоной нечувствительности фиксирует превышение значения абсолютной величины разности на выходе дополнительного алгебраического накапливающего сумматора 6 определенной величины, как показано на фиг. 2 г, е. Значения этой разности пропорциональны величине скачка уровня сигнала. Величину порога срабатывания порогового элемента 7 устанавливают исходя из необходимой точности компенсации скачка уровня

сигнала. Выполнение двух условий, а именно появление сигнала на выходе порогового элемента 7 и сигнала на выходе блока 8 поиска временного положения экстремума, т. е. фиксация превыщения максимумом разности определенного значения, приводит к возникновению на выходе элемента 9 совпадения сигнала логической единицы. Этот сигнал поступает на вход четвертого элемента 10 задержки, который осуществляет его задержку на время КТ, как показано на фиг. 2 ж. Появление выходного импульса четвертого элемента 10 задержки на управляющем входе элемента 11 памяти разрещает запись в элемент 11 выходного сигнала блока 12 деления. Выходной сигнал блока 12 деления имеет величину, обратную частному от деления значения выходного сигнала алгебраического накапливающего сумматора 4, пропорционального в данный момент времени новому значению коэффициента передачи тракта после скачка уровня сигнала (фиг. 2 б), на номинальное среднее значение сигнала.

Вследствие записи в элементе 11 коэффициент передачи элемента 3 принимает значение, соответствующее новому значению коэффициента передачи тракта после скачка уровня сигнала (фиг. 2 з). Перемножение в элементе 3 задержанных информационных сигналов (фиг. 2 и) на этот новый коэффициент передачи вызывает эффект компенсации влияния скачка уровня сигнала на передаваемый сигнал.

Компенсатор скачка уровня сигнала позволяет компенсировать также кратковременные изменения уровня сигнала (П-образные скачки уровня сигнала), если длительность этих изменений превышает время КТ. При меньших длительностях изменений уровня сигнала происходит их частичная компенсация.

Таким образом, предложенный компенсатор не содержит инерционного элемента и компенсация скачка в нем осуществляется за один этап, чем и достигается повышение быстродействия.

PU9.2 лТ

КОМПЕНСАТОР СКАЧКА УРОВНЯ СИГНАЛА, содержащий пороговый элемент, алгебраический накапливающий сумматор, элемент с регулируемым коэффициентом передачи, элемент памяти, выход которого соединен с регулирующим входом эле-мента с регулируемым коэффициентом передачи, и элемент совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок поиска временного положения экстремума, выход которого соединен с входом элемента совпадения, соединенные последовательно первый элемент задержки, вход которого является входом компенсатора и соединен с суммирующим входом алгебраического накапливающего сум.матора, а выход соединен с вычитающим входом алгебраического накапливающего сумматора, и второй элемент задержки, выход которого соединен с входом элемента с регулируемым коэффициентом передачи, дополнительный алгебраический накапливающий сумматор, выход которого соединен с входами порогового элемента и блока поиска временного положения экстремума, блок деления, выход которого соединен с входом элемента памяти, третий элемент задержки, вход которого соединен с выходом алгебраического накапливающего сумматора, суммирующим входом дополнительного алгебраического накапливающего сумматора и входом блока деления, а выход соединен с вычитающим входом дополнитель(Л ного алгебраического накапливающего сумматора, и четвертый элемент задержки, вход и выход которого соединены соответственно с выходом элемента совпадения и входом разрещения записи элемента памяти, выход порогового элемента соединен с другим входом элемента совпадения, выход элемента с регулируемым коэффициентом передачи является выходом компенсатора. ел о vj ю 00