Устройство для приема многочастотных сигналов Советский патент 1988 года по МПК H04Q3/04 

4Sk

4 00 4

00

}-

Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - увеличение динамического диапазона принимаемого многрчастотного сигнала. Устр-во содержит полосовые фильтры 1, вьтрями- тели 2, блок анализа (НА) 4 уровней выходных напряжений компараторов 3, регистры 5 и 6 сдвига и последовательного приближения, ЦАП 7, блок управления 8, управляемый делитель 9 напряжения и блоки принятия решения (БЦР) 10 по критерию L из К, а также г-р 11 тактовых импульсов и источник 12 опорного напряжения. В устр-ве БА 4 фиксируют ложный прием многочастотного сигнала как при приеме одной частоты многочастотного сигнала, так и при приеме двух частот, а также при отсутствии приема многочастотного сигнала. Цель достигается путем исключения возможности ложного приема многочастотного сигнала с помощью введенных БА 4, регистров 5 и 6, ЦАП 7, блока управления 8, делителя 9 и БПР 10. Устр-во по п. 2 ф-лы отличается выполнением блока управления 8, дана его ил. 1 з.п. ф-лы, 4 ил,, 2 табл. с (S W с:

фLfг.7

Изобретение относится к электро- свяяи и может быть использовано в автоматической междугородной электросвязи для приема многочастотных сигналов, передаваемых в полосе частот стандартного телефонного канала.

Цель изобретения - увеличение динамического диапазона принимаемого многочастотного сигнала.IQ

На фиг, 1 представлена структурная электр гческая схема устройства для приема многочастотньгх сигналов; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства для приема многочастотньк сигналов; на фиг. 3структурная электрическая схема бло- ка управления величиной оперного напряжения диФр-оаналогового преобразователя и формирования тактовых им- jg пульсов; на фиг. 4 - эпюры напряжений, поясняющие работу блока управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и формирования тактовых импульсов. 25

Устройство для приема многочастотных сигналов содержит полосовые фильтры 1, выпрямители 2, компараторы 3, блок 4 анализа уровней выходных напряжений компараторов, ре- п гистры 5 сдвига, регистр 6 последовательного приближения, цифроанало- говый преобразователь (ЦАП) 7, блок ,8 управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и формирования тактовых импульсов и импульсов сброса регистров сдвига, управляемый делитель 9 напряжения, блоки 10 принятия решения по критерию L из К.

Кроме того; на фиг. 1 показаны генератор 11 тактовых импульсов и ис- точник 12 опорного напряжения.

Блок 8 управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и формирования тактовых импульсов и импульсов сброса регистров сдвига содержит первый одновибра- тор 13, элемент И 14, второй 15 и третий 16 одновибраторы.

50

Устройство работает следующим образом.

Для организации взаимодействия между автоматическими телефонными станциями (АТС) и автоматическими междугородными телефонными станциями (АМТС) координатного и квазиэлек-. тронного типа из одной станции к другой сигналы передаются многочастотным

35

40

45

55

g 5

п

0

5

0

5

5

кодом, например кодом 2 из ft, т.е. сигналы различного назначения передаются различными комбинациями двух синусоидальных сигналов различных частот из шести имеющихся. На принимающей АТС или АМТС имеется приемник такого многочастотного (в данном случае двухчастотного) кода, на вход которого поступают любые комбинации частот, но только ДЕ1е частоты одновременно. Таким образом, входным ci,r- налом устройства является сумма двух синусоидальных напряжений, соответствующих двум частотам из шести разных частот. Форма такого суммарного сигнала известна и представляет собой биения.

Рассмотрим работу устройства для случая N 6.

При появлении в момент t н (фиг. 2а) входного сигнала, содержащего, например, частоты f , и f, на выходах соответствующих полосовых фильтров 1 будут отдельно синусоидальные колебания соответствующих частот. Вьшрямители 2 осуществляют вьшрямление напряжений указанных частот и их сглаживание. Пусть на входах компараторов 3 двух цепей присутствуют напряжения Ui и ТЦ (фиг. 2а), пропорциональные напряжениям принимаемых частот f и f, Б то же самое время на входах компараторов 3 остальных цепей присутствуют меньшие по величине напряжения U, и, и., и, пропорциональные напряжениям помех, совпадаюпщх по частотам с частотами f, f, fj, f (фиг. 2a).

Анализ принимаемых сигналов в предлагаемом устройстве осуществляется за время Т ц (интервал времени to t), которое значительно меньше времени существования многочастотно- го сигнала Т (интервал времени Ьн к)« Время Т ц разбито на два интервала: Т (интервал времени (to-t) и Т,2. (интервал времени t ,- t).

На входы опорного напряжения компараторов 3 с выхода ЦАП 7 в исходном состоянии поступает напряжение, равное нулю. Следовательно, напряжения и,- 11, поступающие на входы компараторов 3,, больше нуля, поэтому на выходах всех компараторов 3

имеются лог 1. На всех входах блока 4 присутствует уровень лог. 1. В соответствии с табл. 1 истинности работы блока А на его выходе напря31

жения нулевого уровня при наличии напряжения единичного уровня на выходах двух компараторов (первый выход) присутствует уровень лог. 1.

Блок 4 представляет программируе- мое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).

Первый выход блока 4 подключен к информационному входу регистра 6 и служит для адаптивного поиска второго по амплитуде напряжения в течение интервала Т,.

При наличии уровня лог. 1 на первом выходе блока 4 он поступает на информационный вход регистра 6, Поэтому после t с первым тактом генератора 11 на выходе старшего разряда регистра 6 устанавливается уровень лог. I. Этот сигнал в ЦДЛ 7 преобразуется в аналоговое напряжение, которое с выхода ЦАП 7 подается на входы опорного напряжения компараторов 3. По величине это напряжение на выходе ЦАП 7 равно половине максимально возможного напряжения.

В этом случае напряжения U j- U окажутся меньше напряжения, подаваемого на входы опорного напряжения компараторов 3, и на выходах компа- раторов 3 третьей - тестой цепей появятся уровни лог. О.

Дальнейшая работа устройства зависит от соотношения напряжений U, Uj и напряжения, подаваемого с выхода ЦАП 7 на входы опорного напряжения компараторов 3. Предположим, что Wjj, цдп оказалось больше, чем и,.ии(фиг. 2а, непосредственно после момента времени t). Тогда на всех входах блока 4 присутствуют уровни лог. О. В соответствии с табл. 1 на первом входе блока 4 появляется уровень лог. О (фиг. 26). Это приводит к смене 1 на О на выходе старшего разряда регистра 6 и установке 1 на выходе следукице- го после старшего регистра разряда. На выходах ЦАП 7 устанавливается напряжение, равное 0,25 максимально возможного напряжения. В зависимости от потенциалов на выходах компараторов 3 первой и В , эрой цепей продолжается дальнейшее приближение напряжения на выходе ЦАП 7, которое пода- ется на входы опорного напряжения компараторов 3, к второму по величине напряжению из напряжений U, и Uj Приближение заканчивается с уста18

новкой в определенное состояние самого младшего разряда регистра 6. Поэтому после окончания приближения напряжение на выходе ЦАП 7 ивцх.цдп оказывается равным второму по величине напряжению аналогового сигнала на входах компараторов 3 (фиг. 2а). При этом на выходе Завершение преобразования регистра 6 появляется лог. О.

Таким образом, в течение времени Т, за М периодов тактовой частоты генератора 11 осуществляется поиск второго по амплитуде напряжения ме- тодоК -поразрядного взвешивания, где К - число разрядов ЦАП 7.

После завершения поразрядного взвешивания аналоговое напряжение, . поступающее с выхода ЦАП 7 на входы опорного напряжения компараторов 3, может оказаться не точно равном напряжению и. Если окажется, что ВПК u,n выходах компараторов 3 первой и второй цепей будут присутствовать уровни лог. I, которые поступают на информационные входы регистров 5 для записи.

Если окажется, что Ug д Z то на выходе компаратора 3 первой цепи будет лог. 1, а второй цепи - лог. О. Такую неправильную информацию записьшать в регистры 5 нельзя Поэтому в момент времени t, опорное напряжение, подаваемое из управляемого делителя 9, который делит напряжения источника 12, в ЦАП 7 уменьшается в 1 раз до значения U , ,. цдп (например, в 2 раза) и в течение интервала времени Т поддерживаете} уменьшенным. Тогда напряжение U, оказьшается меньше U, и на выходе компаратора 3 второй цепи тоже появляется лог. 1. Такую информацию можно записывать в регистры 5

Блок 8 служит для формирования импульсов для управляемого делителя 9 в конце каждого цикла Т (2Тц, ЗТц, 4Т и т.д.), тактовых импульсов для записи информации в регистры 5 сдвига в конце каждого цикла и импульсов Сброс для сброса регистров 5 сдвига в О при неправильной информации на выходах компараторов 3.

Прием неправильной информации обнаруживается блоком 4 и выдается на его выход. Таблица источника работы дешифратора по управляющему выходу напряжения единичного уровня при

5ь

наличии напряжения единичного уровня на выходах двух и более компараторов (второму выходу) приведена в табл. 2.

На второй вход блока 8 с второго выхода блока 4 поступает уровень лог. 1 только при приеме неправильной информации (фиг. 4д). С выхода Завершение преобразования ре- гистра 6 на первый вход блока 8 после каждого цикла поразрядного взвешивания поступает лог. О (фиг.Аа), от которого срабатывает одновибра- тор 13, на выходе которого появля- ется импульс положительной полярности (фиг. 4б), используемый для уменьшения опорного напряжения в управляемом делителе 9 в моменты времени t, t,- t, tj- t4 (фиг. 26) и одновременно поступаюгдий на вход элемента И 14, разрешая формирование импульса сброса (фиг. 2г, фиг. 4е) при принятии неправильной информации Одновибраторы 15 и 16 формируют сиг- налы фиг. 2в, 4в,г и служат дли формирования импульса записи информации (фиг, 2в, фиг. 4г) в регистры 5. Импульс (фиг. 2г, фиг. 4е) сброса в О регистров 5 имеет большую дли- тельность, чем импульс запис-и, в результате чего регистры 5 обнуляются . Так как одновременно принимают- сж сигналы двух частот, на фиг. 2д,е показаны графики записанной информации в два регистра 5.

В новом цикле анализа предьщущий результат записьшается в освободившуюся первую ячейку. Решение о приеме многочастотного сигнала формиру- ется на выходах блоков 10 (фиг. 2ж,з в том случае, если за 4 цикла анализа в двух соответствующих регистрах 5 записаны по 4.лог. 1 (здесь 4 - разрядность регистров 5).

При приеме, кроме сигнала полезных частот fi и f, сигнала помехи с частотой f j, совпадающей с одной из частот f f многочастотного сигнала, за время Т, устройство находит второе по величине напряжение и в течение времени Т при сниженном опорном напряжении напряжение на выходе ЦАП 7 и 2 вых и,Ал становится меньше напряжения помехи (интервал времени tс- t, фиг. 2а). При этом количеств сработавших компараторов 3 равно трем. На трех входах блока 4 появятся лог. 1, на его втором выходе

5 о

0

Q c

5

186

сформируется ypoBoiib лог. 1, который поступит на второй вход блока 8, на выходе Сброс в конце цикла сформируется импульс сброса регистров 5 в О, тем самым исключается возможность ложного приема многочастотного сигнала.

Таким образом, устройство фиксирует ложный прием многочастотного сигнала как при приеме .одной частоты многочастотного сигнала, так и при приеме более двух частот, а также при отсутствии приема многочастотного сигнала.

Временные диаграммы работы устройства для приема многочастотных сигналов не изменяются, если уровень максимального сигнала превьш1ает второй уровень сигнала на величину, боль. Шую 5 дБ (и ,, фиг. 2а) .

Формула изобретения

Таблица Таблица истинности работы блока 4

О

о о о о 1 о

о о о о 1

о о

Все остальные комбинации

0

5

0

5

0

5

188

о о 1

о о о о

о 1

о о о о о

О О О О О О О

1

IAA841810

Таблица 2

Таблица истичности работы дешифратора 4

itHl

.l/t

«

/7 /.-iijifefe-T r /JIJT;

4

I i

Фиг.д

1 г

п

Редактор М. Петрова

Составитель Н. Мельников . . Техред М.Дидык Корректор М. Демчик

Заказ 6854/57

Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

-«

Фш.

Подписное