Устройство для выделения частотных составляющих модуляции контактной радиопомехи Советский патент 1988 года по МПК G01R29/06 G01R23/02 

;«

00

00 о со

фиг.1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано на подвижных объектах, оборудованных радиоприемными и радиопередающими средствами.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет вьщеления из спектра вибраций частотных составляющих, которые совпадают с частотами собственных колебаний конструкции и при наличии непостоянного контакта в конструкции приводят к появлению контактной помехи радиоприему .

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для вьоделения час тотньк составляющих модуляций контакт ной помехи; на фиг, 2 - эпюры напря- жений на выходах блоков устройства,

Устройство для. выделения частотных составляющих модуляции контактной радиопомехи содержит высокочастотньй щуп 1, широкополосный усилитель 2, блок 3 автоматической регулировки усиления, амплитудньй детектор 4, дифференцирующий блок 5, ждущиз-j мультивибратор 6, бинарный квантователь 7% п каналов 8 обнаружения, каждьй из которых состоит из бинарного накопителя 9, элемента И 10, триггера П, индикатор 12, вибродатчик 13, п блоков 14 фильтрации, казвдьй из которых состоит из узкополосного фильтра 15, амплитудного детектора 16, дифференциального усилителя 17, генератор 18 тактовых импульсов, делитель 19 частоты, ждущего мультивибратора 20. Выход высокочастотного щупа 1 соединен с первым входом широкополосного усилителя 2, второй вход которого соединен с выходом блока 3 автоматической регулировки усиления, вход которого соединен с выходом усилителя 2 и входом амплитудного детектора 4, выход которого через последовательно соединенные дифференциальный блок 5 -и ждущий мультивибратор 6 подключен к первому входу бинарного квантователя 7, выход которого соединен с первым входом каждого из п каналов 8 обнаружения, второй вход бинарного квантователя 7 соединен с выходом генератора 18 и входом дели- телуя 19, выход которого соединен с вторым входом каждого из п каналов 8 обнаружения и входом ждущего мультивибратора 20, выход которого сое0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

динен с третьим входом каждого из п каналов 8 обнаружения, четвертый вход каждого из п каналов обнаружения соединен с выходом соответствующего блока 14 фильтрации, каждый из которых содержит последовательно соединенные узкополосньй фильтр 15, амплитудный детектор 16, дифференциальный усилитель 17, входы всех блоков 14 фильтрации объединены между собой и соединены с выходом вибродатчика 16, выход каждого из п каналов

8обнаружения соединен с соответствующим входом индикатора 12,

В каждом из п каналов 8 обнаружения первый вход соединен с первым входом бинарного накопителя 9, выход которого соединен с первым входом элемента И 10, выход которого соединен с первым входом триггера 1, второй вход которого соединен с вторым входом канала 8 обнаружения, третий вход которого соединен с вторым входом бинарного накопителя 9, второй вход элемента И О соединен с четвертым входом канала обнаружения, выход

которого соединен с выходом триггера 1 1 .

Бинарный накопитель 9 содержит К разрядных цепочек, каждая кз которых состоит КЗ последовательно соединенных элемента И 21, пoлycy мaтopa 22, регистра 23 сдвига пороговый элемент 24.

Первьй вход бинарного накопителя

9соединен с первым входом полурум- матора 22 первой разрядной цепочки, выход регистра 11 сдвига в каждой разрядной цепочке соединен с первым входом элемента И 21, вторые входы элементов И 21 всех разрядных цепочек объединены между собой и соединены с вторым входом бинарного накопителя, первые -выходы полусумматоров

22 и второй выход полусумматора 22 старшей разрядной цепочки соединены с соответствующими (К + 1) входами порогового устройства -24, выход которого является выходом бинарного накопителя 9. I

Высокочастотный щуп 1 и вибродатчик 13 подсоединяются (прикасаются) непосредственно к исследуемому объекту. На выходе высокочастотного щупа 1 создается напряжение, пред ставляющее смесь наведенных на конструкции напряжений от соседних работающих передатчиков связи и

радиолокационной станции (РЛС) источников индустриальных помех, причем наведенное напряжение имее скачки соответствующие замыканию и размыканию непостоянного контакта в конструкции, если такой контакт имеется.

Эпюра напряжения на выходе высокочастотного щупа показана на фиг. 2 г где цифрами обозначено: 1 - перепады, обусловленные непостоянным контактом, 2 - перепады напряжения от работающего передатчика, 3 - пачка импульсов от РЛС. Широкополосньй уси литель 2 предназначен для неискаженной передачи напряжения, модулированного скачками. Блок 3 автоматической регулировки усиления позволяет.согласовать большой динамический диапазон входных сигналов с малым диапазоном выходных сигналов, необходимым для обеспечения нормальной работы втрого амплитудного детектора 4. Выходное напряжение второго амплитудного детектора 4 показано на фиг, 2 ,

Перепады напряжения, обусловленные непостоянным контактом в объекте, однозначно связаны с вибрацией его конструкции. Поэтому для обеспечения получения опорного напряжения сигнала вибрации в устройство введен вибродатчик 13. Вид напряжения на выходе вибродатчика 13 показан на фиг. 2 к . Спектр вибронапряжения

объекта может иметь несколько частотных составляющих (обычно 2-3), имеющих значительные амплитуды. Каждая частотная составляющая спектра вибраций вьщеляется одной из п цепочек узкополосный фильтр 16 и амплитудный детектор 17.

Генератор тактовых импульсов 18, делитель 19 и ждущий мультивибратор 20 предназначены для формирования си налов управления работой устройства.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с выхода высокочастотного щупа 1 (фиг. 22.) усиливается без искажений в широкополосном усилителе 2 и детектируется амплитудным детектором 4, напряжение на выходе которого показано на фиг. 2 , где . отмечены перепады напряжения от непостоянного контакта в объекте. Дифференцирующий блок 5 дает отклик на каждый перепад напряжения. Отрицательные отклики запускают ждущий

0

0

15 мультивибратор 6, который формирует стандартные импульсы на каждый перепад напряжения. Полученная таким образом импульсная последовательность поступает на бинарньй квантователь 7, который в дискретные моменты времени t; 1д t квантует входное напряжение на 2 уровня: 0. и U. На выходе бинарного квантователя 7 получается последовательность импульсов амплитудой UK (фиг. 2 ж), синхронизированная сигналами генератора тактовых импульсов 18, которые показаны на фиг. 2 Ь . Сигналы с вьссода бинарного квантователя 7 поступают одновременно на входы п бинарных накопителей 9, каждый из которых предназначен для обнаружения периодических сигналов, имеющих периоды повторения

Т, Т.

± г

о

Т -, 25

15

Т.

т

(I)

где с - длительность импульсов на выходе генератора тактовых импульсов 18, причем йТ/2;

&Т - дискрет по периоду повторения, на которьй разбит диапазон возможных значений периодов повторения сигналов от контактной помехи. . Время Tj, равно времени задержки регистра сдвига 23, т.е.

Т„ ()&t

m. 6,t,

(2)

где m - число разрядов регистра сдвига 23.

Один регистр может хранить по од- ному биту информации в каждом из m разрядов. Следова тельно, с помощью К регистров сдвига 23 можно обеспечить порог обнаружения К 2 - 1, а при использовании сигнала переполнения запоминающего устройства К

к-и 2-1.

Накопление периодических сигналов в бинарном накопителе 9 осуществляется за счет суммирования входного бинарного сигнала с выхода блока 7 и выходного сигнала регистров сдвига

23 в полусумматорах 22. При этом сигнал суммы с первого выхода полу- сумматора 22 подается на вход регистра сдвига 23 того же разряда, а сигнал переполнения с второго выхода полусумматора 22 подается на второй вход полусумматора следующего разряда. На эпюре фиг: 2-у показан результат накопления трех импульсов с периодом Т, в течение времени накопления с цд , отмеченного на фиг. 28 , между двумя сигналами сбро са. Импульсом утроенной амплитуды (условно) отмечен сигнал на выходе полусумматоров 1-го и 2-го разряда. Код числа, накопленного в бинарном накопителе 9, образуется на выходах полусумматоров 22. Это число должно быть сравнено с пороговым уровнем К, Для этого пороговый блок 24 представляет собой обычнью дешифратор заданного числа К. В момент времени, когда на определенном цикле накопления на выходах полусумматоров 22 образу- етея код числа К, на выходе порогового блока 24 вырабатывается импульс (фиг. 2 U ), называемый сигналом обнаружения, которьй поступает на первый вход элемента И 10.

Для правильной работы рассматриваемого накопителя 9 необходимо в начале накопления осуществлять очистку запоминающего устройства, т.е. обнулить регистры сдвига 23„ В устройстве это достигается путем подачи запрещающего сигнала Сброс на Третьи входы .каналов 8 обнаружения с выхода ждущего мультивибратора 20 (фиг. 2&) которьй разрывает цепь рециркуля ;ии в запоминающем устройстве, т.е. отключает выходы сдвигающих регистров 23 от своих входов. При этом на вход первого регистра сдвига 23 непосредственно поступает принятый бинарно- квантованный сигнал с выхода блока 7, Таким образом, одновременно с очи сткой запоминающего устройства осуществляется запись в 4лaдший регистр первого периода входной реализации. Длительность сигнала Сброс равна времени Т задержки регистров сдвига п-го бинарного накопителя.

Одновременно с обработкой.высокочастотного напряжения, снимаемого с конструкции, производится обработка напряжения, соответствующего виброперемещениям объекта. Выходное напряжение вибродатчика 13 подается одновре

юig 20 25483096

менно на п узкополосных фильтров 15, каждый из которых имеет среднюю частоту пропускания „ и полосу А лежащую в пределах „ ± дГ„/2, причем

L.,

m I

п

f,, йг„,

I

т, +&T(n-I) -г„

- iF,

П(2

1

Т, + ДТ(п-1)

Полосы соседних фильтров соприкасаются по частоте, при этом весь диапазон uFg частот вибраций охватывается п фильтрами, т.е.

ji

2 ДР„.

(4)

30

ig 20 25

Выходное напряжение каждого фильтра пропорционально уровню составляющих спектра вибраций, совпадающих с полосой этого фильтра. Напряжение на выходе узкополосного фильтра 15 обозначено как U(fn) и представлено на фиг. 2л . Если амплитуда напряжения U(ft,) превьшает опорное U j установленное в дифференциальном усилите35 ле постоянного тока 7, то на выходе усилителя 18 появляется постоянное напряжение и„ U(f) U (фиг.. 2м), которое подается на четвертый вход соответствующего канала

40 обнаружения.

При этом опорное напряжение в каждом дифференциальном усилителе 17 устанавливается, исходя из соотноше- . ния

45

Uonn ,

и,

оп

где GUI СКО шумового напряжения на выходе 1-го и п-го узкополосных фильтров 5;

uF, , AFj, - полосы пропускания 1-го и п-го узкополосных фильтров 15, оп опп опорные напряжения в 1-ом и п-ом дифференциальном усилителях 17 постоянного тока; К - коэффициент определяемый допустимой вероятностью

превьшюния шумовым напряжением опорного уровня и коэффициентом передачи амплитудного детектора 16.

При появлении на двух входах элемента И 10 соответствующего канала обнаружения напряжений с выходов соответствующих бинарного накопителя 9 и дифференциального усилителя постоянного тока 17 на выходе элемента И 10 появляется сигнал обнаружения в конструкции непостоянного контакта (фиг, 2н ), частота замыкания (или размыкания) которого лежит в пределах

-п 1

Л F

nil

Сигнал обнаружения с выхода второго элемента И 10 поступает на первый вход соответствующего триггера 11, переводя его в первое устойчивое состояние, при котором напряжение по- дается на соответствующий вход индикатора 12. Сброс показания индикатора 12 осуществляется в начале каждого цикла накопления сигналами с выхода делителя 19 (фиг. 2 5 ), которые поступают одновременно на вторые входы всех триггеров 11, переводя их во второе устойчивое состояние, соответствующее низкому потенциалу на выходе, при котором показания индикатора сбрасываются. Обновление информации на индикаторе осуществляется с периодом

мак

Формула изобретения

1. Устройство для выделения частотных составляющих модуляции контактной радиопомехи, содержащее .последовательно соединенные вибродат

5

чик и п блоков фильтрации, каждый из которых состоит из последовательно соединенных узкополосного фильтра амплитудного детектора и дифференциального усилителя постоянного тока, а также индикатор, отличающееся тем, что, с целью расщи- рения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные высокочастотный щуп, широкополосный усилитель с блоком автоматической регулировки усиления, амплитудный детектор, дифференцирующий блок, первый ждущий мультивибратор, бинарньм квантователь и .п параллельно соединенных каналов обнаружения, выход каждого из которых соединен с соответствующим входом индика- 0 тора, а также последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, делитель частоты, второй ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом Сброс всех каналов обнаружения, управляющие входы которых соединены с выходом делителя частоты, вход которого соединен с синхронизирующим входом бинарного квантователя, четвертьй вход каждого канала обнаружения соединен с выходом ,. соответствующего блока фильтрации.

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающее С я тем, что каждый канал обнаружения состоит из последовательно соединенных бинарного накопителя, элемента И и триггера, второй вход которого является управляющим входом канала обнаружения, информационный вход и вход Сброс бинарного накопителя являются соответственно информационным входом и входом Сброс канала обнаружения, а второй вход элемента И является четвертым входом канала обнаружения.

5

0

5

0

ТППЙППМПППППГГППППП ППППППППППП

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано на подвижных объектах, оборудованных радиоприемными и радиопередающими средствами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Устройство содержит вибродатчик 13 и п блоков фильтрации 14, каждый из которых состоит из узкополосного фильтра 15, амплитудного детектора 16, дифференциального усилителя 17 постоянного тока, а также индикатор 12 генератор 18 тактовых импульсов, делитель 19 частоты и ждущий мультивибратор 20. Введение высокочастотного щупа 1, широкополосного усилителя 2, блока 3 автоматической регулировки усиления, амплитудного детектора 4, дифференцируъ-щего блока 5, ждущего мультивибратора 6, бинарного квантователя 7 и п каналов 8 обнаружения, каждый из которых состоит из бинарного накопителя 9, элемента И 10 и триггера П, обеспечивает выделение из спектра вибрации частотных составляющих. Последние совпадают с частотами собственных колебаний конструкции и при наличии непостоянного контакта в конструкции приводят к появлению контактной помехи радиоприему. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Ш (Л с:

7ffOK

S

Tff

ж

и

-7

.

tJon

Г /

V-7

и

±:Ж.

н

Л

tJon

Г /Л Г .

V

П

miti