Многоканальный различитель максимального сигнала Советский патент 1987 года по МПК H03K17/62 

Изобретение относится к радиотехнике и автоматике и может использоваться для приоритетной обработки сигналов и управления различными устройствами в канале, где уровень сигнала строго максимален, например, в системах массового обслуживания, в устройствах разведки поляризации и настройки на оптимальную поляризацию и др.

Цель изобретения - повьшение надежности устройства, достигаемое за счет стабилизации вероятности выделения сигнала с максимальной амплитудой при изменении мощности собственных, шумов каналов.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Многоканальньш различитель макси- м.ального сигнала содержит N каналов 1.1,...,1.N, каждьй из которых

2Q и 15, выходы которых подключены соответственно к первым Гсуммирующим) входам реверсивных счетчиков 18 и 19 и к первым инверсным входам элементов И 22 и 23, выходы которых соедисодержит инвертирующий 2 и. неинвертирующий 3 усилители, первый 4 и вто- 25 нены соответственно с входами делите- рой 5 блоки оптоэлектронной развязки, лей 20 и 21 частоты, выходы делителей 20 и 21 частоты подключены соответственно к вторым (вычитающим ) входам реверсивных счетчиков 18 и 19, 30 выходы которых соединены соответственно с входами цифроаналоговых преобразователей 16 и 17, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами пороговых устройств 10 оц и 11, вь1ход генератора 27 тактовых импульсов подключен к вторым входам элементов И 14, 15, 22, 23 N каналов, выходы элементов И 24 и 25 являются выходами устройства.

40 Многоканальный различитель максимального сигнала работает следующим образом.

Многоканальный различитель максимального сигнала автоматически анали- 45 зирует сигналы, поступающие на входы всех I.1,...,1.N каналов независимо от полярности. В каждом из каналов

первый и второй усилители 6 и 7, первый и второй вентильные элемен- ты 8 и 9, первое и второе пороговые устройства 10 и 11, первую и вторую дифференцирующие цепи 12 и 13, третий и четвертый элементы И 14 и 15, первый и второй цифроаналоговые преобразователи 16 и 17, первый и второй реверсивные счетчики 18 и 19, первый и второй делители 20 и 21 частоты, пятьй и щестой элементы И 22 и 23, первый и второй элементы И 24 и 25.

Кроме того, Многоканальньш разли- . читель максимального сигнала содержит общие на N каналов нагрузку 26, генератор тактовых импульсов 27. Причем . в каждом канале 1.1,..,, 1. N входы инвертирующего 2 и неинвертирующего 3 усилителей подключены к входной шине, а их вь1ходы соединены соответственно с входами блоков 4 и 5 оптоэлектронной развязки, первы1е выходы которых подключены соответственно к входам вентильных элементов 8 и 9, выходы которых соединены с первым входом общей нагрузки 26, второй вход которой

инвертирующий усилитель 2 преобразует сигналы отрицательной полярности СП в сигналы положительной полярности. При этом прохождение сигнала и логика работы схемных элементов, подклю- ченньрс к выходу инвертирующего усилителя 2, полностью аналогичны проинвертирующий усилитель 2 преобра ет сигналы отрицательной полярнос СП в сигналы положительной полярност При этом прохождение сигнала и ло ка работы схемных элементов, подк ченньрс к выходу инвертирующего ус лителя 2, полностью аналогичны пр

подключен к общей шине, а вторые и третьи выходы блоков 4 и 5 оптоэлект- gg хождению сигнала и логике работы ронной развязки подключены соответ- схемных элементов, подключенных к ственно к первым и вторым входам усилителей 6 и 7, прямые входы элементов И 24 и 25 всех 1.1,..,,1.N канавыходу неинвертирующего усилителя при положительной полярности. Поскольку все каналы 1.1,...,1.N ан

лов соединены с выходом общей нагрузки 26. Выходы усилителей 6 и 7 каждого канала подключены соответственно к первым входам пороговых устройств 10 и 11,выход порогового устройства 10 связан с входом дифференцирующей цепи 12, а также с.инверсным входом элемента И 25 и с соответствующими инверсными входами элементов И 24 и 25 остальных N-1 каналов, а выход порогового устройства 11 соединен с входом дифференцирующей цепи 13, с инверсным входом элемента И 24 и с

соответствующими инверсными входами элементов И 24 и 25 остальных N-1 каналов, выходы дифференцирующих цепей 12 и 13 подключены соответственно К-первым входам элементов И 14

и 15, выходы которых подключены соответственно к первым Гсуммирующим) входам реверсивных счетчиков 18 и 19 и к первым инверсным входам элементов И 22 и 23, выходы которых соединены соответственно с входами делите- лей 20 и 21 частоты, выходы делителей 20 и 21 частоты подключены соответственно к вторым (вычитающим ) входам реверсивных счетчиков 18 и 19, выходы которых соединены соответственно с входами цифроаналоговых преобразователей 16 и 17, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами пороговых устройств 10 и 11, вь1ход генератора 27 тактовых импульсов подключен к вторым входам элементов И 14, 15, 22, 23 N каналов, выходы элементов И 24 и 25 являются выходами устройства.

инвертирующий усилитель 2 преобразует сигналы отрицательной полярности СП в сигналы положительной полярности. При этом прохождение сигнала и логика работы схемных элементов, подклю- ченньрс к выходу инвертирующего усилителя 2, полностью аналогичны проgg хождению сигнала и логике работы схемных элементов, подключенных к

хождению сигнала и логике работы схемных элементов, подключенных к

выходу неинвертирующего усилителя 3, при положительной полярности. Поскольку все каналы 1.1,...,1.N аналогичны, ниже описывается работа одного из каналов 1.1,...,1.N при поступлении на выходные шины сигналов отрицательной полярности.

3 исходном состоянии при отсутствии входных сигналов интенсивность собственного шума, в каждом канале из за их неидентичности будет различной Шумовое напряжение через пороговое устройство 10, порог которого в начальный момент равен нулю, и дифференцирующую цепь 12 поступает на первьш вход элемента И 14, на второй вход которого поступают импульсы с частотой , с выхода генератора 27 тактовых импульсов. Нормализованные по амплитуде и длительности импульсы с выхода элемента И 14 поступают на первый (суммирующий) вход реверсивного счетчика 18 и на первый инверсный вход элемента И 22, на второй вход которого поступают импульсы с частотой f,g от генератора 27 тактовых импульсов. Импульсы с выхода элемента И 22 через делитель 20 частоты коэффициент деления которого равен т, поступают на второй (вычитающий) вход реверсивного счетчика 18. Реверсивный счетчик 18 является идеальным интегратором разности частот следования импульсов на его входах.

Частота повторения импульсов, поступающих на второй (вычитающий) вход реверсивного счетчика 1В определяется частотой fцe, значением порогового напряжения на втором, входе порогового устройства 10 и коэффициентом деления частоты делителя 20 частоты. Пороговое значение напряжения U|. изменяется при изменении интенсивности собственного шума в канале. Коэффициент деления частоты делителя 20 выбирается, исходя из заданной вероятности выделения максимального сигнала, тота повторения импульсов, поступающих на первый (суммирующий) вход реверсивного счетчика 13, определяется значением порогового напряже ния на втором входе порогового устройства 10 и частотой квантования.

За счет применения элемента И 22 с инверсным первым входом импульсы с его выхода на второй (вычитающий) вход реверсивного счетчика 18 поступают при отсутствии превьшений шумом порогового напряжения и, наоборот, на первый (суммирующий) вход реверсивного счетчика 18 импульсы с выхоЧас-

- .

5

10

15

20

25

да элемента И 14 поступают при превышении шумом порогового напряжения. Динамическое равновесие в схеме наступит при равенстве частот повторения импульсов, поступающих на первый и второй входы реверсивного счетчика 18. При этом пороговое напряжение Uj, на выходе цифроаналогового преобразователя 16 обеспечивает заданную вероятность выделения максимального сигнала. При нарушении динамического равновесия в схеме пороговое напряжение изменится в сторону увеличения или уменьшения на величину, пропорциональную разности частот следования импульсов на суммирующем и вычитающем входах реверсивного счетчика 18. Таким образом, обеспечивается изменение порогового напряжения при изменении мощности собственного шума канала, а следовательно, и заданное значение вероятности выделения максимального сигнала.

При наличии входных сигналов в каждом из каналов 1.1,...,I.N инвертирующий усилитель 2 преобразует сиг-. налы отрицательной полярности в сигналы положительной полярности. При этом оказывается открытым только тот вентильньй элемент, сигнал на аноде которого максимален. Остальные вентильные элементы 8 за счет перераспределения потенциалов заперты. Через открытый вентильный элемент 8 протекает ток, которьй регистрируется оптоэлектронным блоком 4. При этом на выходе усилителя 6 возникает напряжение, пропорциональное величине тока в данном канале. Если напряжение на выходе усилителя 6 прев ышает пороговое напряжение, то на выходе порогового устройства 10 возникает напряжение в диапазоне логической 45 единицы элемента И 25. При протекании тока через открытое вентильное устройство 8 создается падение напряжения на резистивной нагрузке 26. Величина сопротивления нагрузки 26 выб- 5Q рана таким образом, что при протека- .НИИ через нее тока независимо от уровня максимального сигнала создается падение напряжения, значение которого лежит в диапазоне логической gg единицы элементов И 24, 25,

Сигнал с выхода порогового устройства 10 поступает на инверсный вход элемента И 25 своего канала, а также на инверсные входы элементов И 24

30

35

40

и 25 остальных N-1 каналов. На прямой вход элементов И 24 и 25 каждого канала поступает напряжение с резис- тивной нагрузки 26. При этом логическая единица присутствует только на выходе элемента И 24 канала, на входе которого присутствует максимальный сигнал (так как на инверсные входы элемента И 24 поступает напряжение логического нуля с выходов пороговых устройств 10, 11 остальных N-1 каналов и с выхода порогового устройства 11 своего канала, а на его прямом входе присутствует напряжение с выхода резистивной нагрузки 26). Напряжение логической единицы с выхода элемента И 24 является выходным сигналом.

В случае, если сработают вентнгсь- ные элементы 8, 9 б двух и более каналах, то согласно выбранной логике работы элементов И 24 и 25 N каналов сигналы на выходах всех каналов отсутствуют. Этим обеспечивается выделение сигналов, амплитуда которьк строго максимальна.

Дифференцирующие цепи 13 и 12 N каналов служат для исключения влияния выделяемого сигнала на величину порогового напряжения.

По сравнению с известным устройством предлагаемое устройство позволяет автоматически вьщелять макси- мальньй си1;нал при его переменном и заранее неизвестном уровне с заданно вероятностью в условиях изменения мощности собственных шумов каналов.

Формула изобретения

Многоканальный различитель максимального сигнала, выполненный на N каналах, каждьй из которых содержит инвертирующий и неинвертирующий усилители, первый и второй блоки опто- электронйой развязки, первый и второй вентипьные элементы, первый и второй усилители, первый и второй элемент ,И, причем в каждом канале входы инвертирующего и неинвертиру1о щего усилителей подключены к входной шине, а их выходы соединены соответственно с входами первого и второго блоков оптоэлектронной развязки первые выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго вентильных элементов, выходы которых соединены с первым входом обще

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

нагрузки, второй вход которой подключен к общей шине, .вторые и третьи выходы блоков оптоэлектронной развязки подключены соответственно к первым и вторым входам первого и второго усилителей, прямые входы первого и второго элементов И всех N каналов соединены с выходом общей нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности зй счет стабилизации вероятности выделения сигнала с максимальной амплитудой при изменении мощности собственных шумов каналов, в каждый из N каналов введены первое и второе пороговые устройства, первая и вторая дифференцирующие цепи, третий, четвертьм, пятьш и шестой элементы И, первый и второй реверсирующие счетчики, первьй и вто-. рой делители частоты, первый и второй цифроаналоговые преобразователи и общий на N каналов генератор тактовых импульсов, первые входы первого и второго пороговых устройств подключены соответственно к выходам первого и второго усилителей, выход первого порогового устройства соединен с входом первой дифференцирующей цепи, с инверсным входом второго элемента И и с соответствующими инверсными входами первого и второго элементов И остальных N-1 каналов, а выход второго порогового устройства соединен с входом второй дифференцирующей цепи, с инверсным входом первого элемента И и с соответствующими инверсными входами первого и второго элементов И остальных N-1 каналов, выходы первой и второй дифференцирую

щих цепей подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых подключены соответственно к первым суммирующим) входам первого и второго реверсивных счетчиков и к первым (инверсным) входам пятого и шестого элементов И, выходы которых связаны соответственно с входами первого и второго делителей частоты, выходы первого и второго делителей частоты подключены соответственно к вторым (вычитающим) входам первого и второ- VO реверсивных счетчиков, выходы которых связаны соответственно с входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей соединены соответственно с

113453333

вторыми входами первого и второго по- пятого и шестого элементов И N кана- роговых устройств, генератор тактовых лов, причем выходы первого и второго импульсов, выход которого подключен элементов И N каналов являются выхо- к вторим входам третьего, четвертого, дани устройства.

Изобретение может быть использовано для приоритетной обработки сигналов и управления различными устройствами в канале, где уровень сигнала строго максимален. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Различитель максимального сигнала содержит N каналов 1.1,...,1.N . Каждый канал включает инвертирующий и неинвертирующий усилители 2 и 3, блоки 4 и 5 оптоэлектронной развязки, усилители 6 и 7, вентильные элементы 8 и 9 и элементы И 24 и 25. Вве- дение пороговых устройств 10 и II, дифференцирующих цепей 12 и 13, элементов И 14, 15, 22 и 24, цифроана- логовых преобразователей 16 и 17, реверсивных счетчиков I8 и 19 и делителей 20 и 21 частоты позволяет стабилизировать вероятность выделения сигнала с максимальной амплитудой при изменении мощности шумов каналов. 1 ил. с (Л in со z