Приемник тональных сигналов Советский патент 1989 года по МПК H04Q1/46 

3151

Изобретение относится к области радио- и электросвязи, в частности для построения избирательных средств приема одночастотных тональных сигналов.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства путем адаптивного изменения добротности полосового фильтра..

На фиг.1 приведена структурная схема приемника тональных сигналов; на фиг.2 - примеры выполнения форми- рователя управляющих сигналов и блока памяти.

Приемник тональных сигналов (фиг.1 содержит полосовой фильтр 1, дифференцирующую цепочку 2, элемент 3 задержки, первый детектор 4, вычитающий усилитель 5, блок 6 делителей напряжения, источник 7 опорного напряжения, второй детектор 8, третий детектор 9, формирователь 10 управляющих сигналов, компаратор 11, эле

мент И 12, блок 13 памятис

Формирователь 10 управляющих сигналов содержит группу компараторов 14, элемент И-НЕ 15 и группу элементов И 16. Блок 13 памяти содержит регистр 17 и инвертор 18

Приемник работает следующим образом.

Входной сигнал U устройства подается на полосовой фильтр 1, обеспечи- вающий вьзделение сигнальной частоты fд. Если коэффициенты передачи с входа и выхода полосового фильтра 1 (при совпадении частоты.входного сигнала с частотой настройки) на выход вычи- тающего усилителя 5 равны, то, поскольку фазовьй сдвиг, вносимьй полосовым фильтром IjHa резонансной частоте равен нулю, сигнал на выходе вычитающего усилителя 5 также будет равен нулю. По мере увеличения расстройки между частотой входного сигнала и частотой настройки выходной сигнал вычитающего усилителя 5 стремится к самому входному сигналу уст- ройства, поскольку выходной сигнал полосового фильтра 1 стремится к нулю. Таким образом, полосовой фильтр 1 в совокупности с вычитающим усилителем 5 образуют режекторный фильтр с частотой максимального подавления сигнала, совпадающей с резонансной частотой fg. Огибаюпгие выходных сигналов полосового фильтра 1 и режекQ

5

0

5

0

5 0 З д j

торного (выход вычитающего усилителя 5) фильтра выделяются соответственно первым и вторым детекторами 4 и 8 (Un и Up). Решение о наличии или отсутствии сигнальных данных информации на входе устройства принимается на основе сравнения сигналов в компараторе 11. Если основная энергия спектра сосредоточена вблизи сигнальной частоты fp, ToUf, UpH может быть принято решение о наличии на входе устройства сигнальной частоты, при Uf, Up есть все основания считать, что на входе устройства имеется помеха например речевой сигнал, спектр которого более или менее размазан во всей используемой полосе частот (для. телефонных каналов это полоса 0,3-0,4 кГц), при этом решение о приеме не принимается

Дополнительные средства направлены на повышение защищенности устройства от ложных срабатываний от сигналов, спектр которых рассредоточен по широкой полосе частот (например, речевые сигналы), что достигается дискретной регулировкой добротности полосового фильтра 1 в зависимости от соотношения величин выходного сигнала полосового фильтра и внепо- лосных сигналов (шума). При небольших отношениях сигнал - шум и малом . значении добротности полосового фильтра 1 существенная часть шумов

может попасть в полосу пропускания j -.поскольку спектр помех чаще всего распределен по всей частотной полосе (белый шум, большинство речевых сигналов)и вызвать ложные срабатьша- ния устройства. Очевидно, что добротность полосового фильтра 1 при этом целесообразно увеличить, чтобы уменьшить долю шумов, попадающих в полосу пропускания фильтра. Напротив, при высоких значениях отношения сигнал - шум, что обычно имеет место при наличии на входе устройства сигнального импульса частоты f, добротность полосового фильтра 1. может быть выбрана минимальной, что обеспечивает ускорение обработки информации, уменьшение длительностей переходных процессов фильтров, сокращение зон ре- устойчивого приема (когда U pUp) в начале сигнального импульса, уменьшение искажений длительности выходного сигнала устройства относительно длительности сигнального импульса

(за счет уменьшения задержки переднего фронта выходного сигнала устройства относительно начала сигнального импульса)о

Адаптивная перестройка добротности полосового фильтра происходит следующим образом. В пустом канале, до момента появления речевого или одно- частотного полезного сигнала, выходной сигнал третьего детектора 9, а следовательно, и выходные- сигналы блока 6 делителей напряжения близки к нулю. Формирователь 10 управляющих сигналов форьяирует на своем выходе параллельньй двоичный код (в данном случае нулевой), запрещающий сраба- тьшание устройства, В этом случае выходной сигнал источника 7 опорного напряжения определяет нижний порог срабатывания устройства. Двоичный код, состоящий из одних нулей, хранится в блоке 13 памяти с момента окончания предьщущего сигнального

1510109

ния)о Таким образом, по степени отклонения измеренной величины U от значения , , определенного в соответствии с амплитудой входного сигнала можно судить о соотношении между уровнем сигналов, попавших в полосу пропускания полосового фильтра 1 , и уровнем внеполосных шумов, что является фактором, определяющим изменение добротности полосового фильтра 1. Для оценки величины U выходной сигнал первого детектора 4 сравнивается в формирователе 10 с опорными сигналами, получаемыми с выхода блока 6. В общем случае оценка величины сигнала образуется на выходе формирователя 10 в виде двоичного числа, причем каждому такому числу соответствует определенное значение добротности Q, а чем больше единиц содержит двоичное число, тем меньше

отличие и от и.

и тем меньшее значение добротности может быть установ

Изобретение относится к радиосвязи. Цель изобретения - повышение помехозащищенности устройства путем адаптивного изменения добротности полосового фильтра. Приемник тональных сигналов содержит полосовой фильтр 1, дифференцирующую цепочку 2, элемент задержки 3, детекторы 4,8 и 9, вычитающий усилитель 5, блок 6 делителей напряжения, источник 7 опорного напряжения, формирователь 10 управляющих сигналов, компаратор 11, элемент И 12 и блок 13 памяти. В режиме адаптивного изменения добротности фильтра 1 по степени отклонения измеренной величины напряжения И от значения И_макс, определенного в соответствии с амплитудой входного сигнала, можно судить о соотношении между уровнем сигналов, попавших в полосу пропускания фильтра 1, и уровнем внеполосных шумов. Это является фактором, определяющим изменение добротности фильтра 1. Для оценки величины И выходной сигнал детектора 4 сравнивается в формирователе 10 с опорными сигналами, получаемыми с выхода блока 6 делителей. Полученное двоичное число затем записывается в блок 13 памяти. 2 ил.

импульса и удерживает полосовой фильтр 25 лено в полосовом фильтре 1, По задне1 в таком состоянии, когда его добротность равна некоторой наименьшей величине Q,, . При появлении на входе устройства сигнального импульса весь сигнал пройдет на выход вычитающего усилителя 5 и второго детектора 8, поскольку в первые моменты времени выходной сигнал полосового фильтра 1 близок к нулю. Выходной сигнал Up второго детектора 8 поступает на дифференцирующую цепочку 12, вьщеля- ющую короткие импульсы по переднему фронту сиг нала Up, которые сбрасывают первый и третий детекторы 4 и 9, а также полосовой фильтр 1 в самом начале сигнального импульса, после чего указанные блоки готовы к работе.

На элементе 3 задержки сигнал сброса задерживается на некоторую фиксированную величину -С , причем в данньй момент времени выходной сигна Up первого детектора 4 достигает некоторой максимальной величины

при известных Q

мим

и

ллакс

(где

мчкс амплитуда входного сигнала, получаемая на выходе третьего детектора 9), однозначно определена. .Чем меньше частотной компоненты f содержится в спектре входного сигнала с амплитудой а следовательно, чем больше уровень внеполосных шумов, тем больше отклонение полученной величины и от и,с (в сторону уменьше0

5

0

5

0

5

му фронту выходного сигнала элемента 3 задержки двоичное число с выхода формирователя 10 управляюпц1х сигналов записывается в блок 13 памяти, где хранится до окончания сигнального импульса.

Если на входе приемника появляется помеха, то выходной сигнал U ., первого детектора 4 к моменту выдачи сигнала записи достигает значения U существенно меньшего, чем U , что обусловлено тем, что спектр помехи или не содержит составляющей на сигнальной частоте, или эта составляющая относительно мала. В формирователе 10 управляющих сигналов сработает только часть из группы компара- торов 14, ив момент записи в блок 13 памяти запишется двоичное число, отличное от нуля, что вызовет повышение добротности полосового фильтра 1 и обеспечит дополнительное по- :вьш1ение помехозащищенности прием- :ника.

Таким образом, технико-экономическая эффективность предлагаемого приемника по сравнению с известным заключается в повышенной помехозащищенности j при этом при .высоких отношениях мощностей полезный сигнал/ внеполосный шум на входе устройства сохраняется возможность обработки сигнала с малой задержкой и минимальными искажениями длительности.

7151

Формула изобретения

Приемник тональных сигналов, содержащий последовательно соединенные полосовой фильтр, выход которого подключен к первому входу вычитающего усилителя, первый детектор и компаратор, к второму входу которого подключен выход последовательно соединенных вычитающего усилителя, вход которого, объединен с входом полосового филь.тра и является входом приемника тональных сигналов, и второго детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности пу- тем адаптивного изменения добротности полосового фильтра, введены последовательно соединенные третий детектор, вход которого подключен к входу приемника тональных сигналов, блок делителей напряжения, формирователь управляющих сигналов и блок памяти, вы

8

ходы которого соединены с вторыми входами полосового фильтра, последовательно соединенные дифференцирующая цепочка, выход которой подключен к вторым входам первого и третьего детекторов и к третьему входу полосового фильтра, и элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом бло- ка памяти, элемент И и источник опор

ного напряжения, выход которого подключен к второму входу формирователя управляющих сигналов, третий вход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого является выходом приемника тональных сигналов, а второй вход элемента И подключен к одному из входов блока памяти, причем выход второго детектора подключен к вхбду дифферен- цирукицего звена.