Устройство защиты от импульсных помех Советский патент 1991 года по МПК H04B1/10 

о

ю

Os OJ 00 00

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в составе радиоприемных устройств, работающих в условиях воздействия импульсных помех. Цель изобретения -уменьшение остатка импульсных помех с пологим передним фронтом. Устройство защиты от импульсных помех содержит первый элемент 1 задержки, прерыватель 2, блок 3 регулируемой задержки, усилитель-ограничитель 4, импульсный детектор 5, формирователь 6 прямоугольного импульса переменной длительности, усилитель 7 с регулируемым порогом ограничения, фильтр 8 биений, детектор 9 биений, блок 10 формирования напряжения, пропорционального крутизне переднего и заднего фронтов импульсной помехи, усилитель 11 с регулируемым коэффициентом усиления. Устройство позволяет сформировать блокирующий импульс с учетом длительности переднего и заднего фронтов импульсной помехи, чем и обеспечивается уменьшение остатка импульсной помехи на выходе устройства. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С

Фиг.1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в составе радиоприемных устройств, работающих в условиях воздействия импульсных помех.

Цель изобретения - уменьшение остатка импульсной помехи с пологим передним фронтом.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства защиты от импульсных помех; на фиг, 2 - структурная электрическая схема формирователя прямоугольного импульса переменной длитель- ности; на фиг. 3 - структурная электрическая схема блока регулируемой задержки; на фиг. 4 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство защиты от импульсных помех содержит первый элемент 1 задержки, прерыватель 2, блок 3 регулируемой задержки, усилитель-ограничитель 4, импульсный детектор 5, формирователь 6 прямоугольного импульса переменной длительности, усилитель-ограничитель 7 с регулируемым порогом ограничения, фильтр 8 биений, детектор 9 биений, блок 10 формирования напряжения, пропорционального крутизне переднего и заднего фронтов импульсной помехи, усилитель 11 с регулируемым коэффициентом усиления.

Формирователь 6 прямоугольного импульса содержит компаратор 12, второй элемент 13 задержки, первый сумматор 14, дифференцирующий элемент 15, двухполу- периодный выпрямитель 16, расширитель 17 импульсов, распределитель 18 импульсов.

Блок 3 регулируемой задержки содержит второй сумматор 19, первую 20 и вторую 21 линии задержки.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии импульсных помех и при наличии на зходе устройства сигнала и гармонической помехи последние проходят через полосу пропускания усилителя-ограничителя 4 и в виде биений выделяются на импульсном детекторе 5, затем проходят через фильтр 8, имеющий необходимую частотную характеристику и полосу пропускания. Эти колебания детектируются детектором 9 и в виде медленно изменяющегося напряжения регулируют порог срабатывания усилителя-ограничителя 7 так, что с ростом амплитуды напряжения биений порог срабатывания усилителя-ограничителя 7 и, следовательно, формирователя 6 ло- вышается, и при появлении гармонической помехи на входе устройства прерывающий импульс не вырабатывается. В этом случае полезный сигнал с входа устройства на его

выход через элемент 1, прерыватель 2 проходит без прерывания и, следовательно, не искажается.

В случае появления импульсной помехи, превышающей величину автоматически установленного порога на усилителе-ограничителе 7, формирователь 6 вырабатывает прерывающий импульс, расширенный на величину, пропорциональную управляющему напряжению, поступающему на его управляющий вход с выхода усилителя 11.

На вход усилителя 11 поступает напряжение с выхода детектора 9. На управляющий вход усилителя 11 при этом поступает напряжение с выхода блока 10. Этот блок вырабатывает напряжение, пропорциональное скорости изменения переднего и заднего фронтов импульсной помехи, т.е.

напряжение на выходе блока 10 прямо пропорционально крутизне фронтов импульсной помехи. Это напряжение определяет коэффициент усиления усилителя 11. Отметим, что блок 10 вырабатывает управля;ощее по переднему и заднему фронту напряжение импульсной помехи различной полярности, однако коэффициент усиления усилителя 11 определяется лишь абсолютной величиной этого напряжения и не зависит от знака.

Таким образом, на управляющий вход формирователя 6 с выхода усилителя 11 поступает управляющий сигнал, который учитывает величину усилителя-ограничителя 7,

имеющую место в данный момент времени, и крутизну переднего и заднего фронтов импульсной помехи.

В соответствии с величиной этого управляющего сигнала на выходе формирователя 6 вырабатывается импульс, длительность которого равна длительности импульсной помехи, воздействующей на приемный тракт в любой произвольный момент времени.

Рассмотрим подробнее алгоритм формирования длительности прерывающего импульса на выходе блока 3.

Будем исходить из условия, что прерывающий основной тракт импульс бланкирования должен быть равен длительности импульсной помехи. Тогда можно записать (фиг. 4)

55

Гил Гиф + Гби + Г3ф,

(1)

где Тип - длительность бланкирующего импульса с выхода блока 3;

Гби - длительность части импульсной помехи выше порога;

Тиф - длительность части переднего фронта импульсной помехи ниже уровня порога;

Гзф длительность части заднего фронта импульсной помехи ниже уровня порога.

Импульс длительностью Гби вырабатывается компаратором 12.. Таким образом, задача заключается в определении длительности Гиф и Г3ф и удлинении на эту величину длительности Гби .

Из фиг. 4а видно, что .U,op. AUi.

Гиф

tgen

tgar

(2)

«°

гз

.«

где ДЦ - управляющее напряжение на выходе блока 10 при измерении крутизны 1-го фронта;

Тз время задержки в блоке 10.

Тогда

г .-т yUnop.

ГИф Г3Х-Щ-,

Гзф ГзХ-sgE

или

Тиф Гз XUnop X Kl ; Г3ф ТзХипорХ| 2

гдеК ЖН:

(4)

(5)

(6)

() (8)

Так как длительность т3 является величиной постоянной, то для определения

гиф и Т3ф необходимо знать величину- .

Данную величину можно определить, используя усилитель 11 с переменным (регулируемым) коэффициентом усиления.

На один вход такого усилителя должно поступать напряжение Unop , а на другой - напряжение ДЦ , которое управляет коэффициентом усиления, тогда выходное напряжение усилителя 11 будет равно

величине -дгр т-е- Ki VAui, где KI -коэффициент усиления усилителя 11.

UDOD

Зная величину Л г , можно определить длительность г3ф и тиф путем расшиUH

рения длительности г3 в -л-у раз, а

увеличивая длительность Гби на величины гиф и тэф , получаем длительность прерывающего импульса, равную длительности импульсной помехи.

В предлагаемом устройстве с детектора 9 биений на вход усилителя 11 поступает напряжение, которое управляет коэффициентом усиления усилителя 11. На управляющий вход формирователя поступает

напряжение с выхода усилителя 11, которое определяет длительности гиф и г3ф.

Рассмотрим работу формирователя 6 и блока 3.

5Эпюра фиг. 4а изображает одиночную

импульсную помеху, а фиг. 46 - бланкирую- щий импульс, вырабатываемый трактом обнаружения помеховых импульсов без учета длительностей фронтов помехи. Из сравне10 ния этих эпюр ясно виден нескомпенсированный остаток импульсной помехи.

При превышении импульсной помехой порога усилителя-ограничителя 7 компаратор 12 вырабатывает прямоугольный им15 пульс длительностью Тби (фиг. 46), который через элемент 13 и сумматор 14 поступает на первый выход формирователя 6 (фиг. 4в). Продифференцированные дифференцирующим элементом 15 передний и задний

20 фронты этого импульса (фиг. 4г) поступают через двухполупериодный выпрямитель 16 на вход расширителя 17 (фиг. 4д). Расширитель 17 вырабатывает прямоугольные импульсы (фиг. 4ж), длительность которых

25 определяется величиной выходного напряжения с усилителя 11 (фиг. 4е) и равна величине, определяемой выражением (4) и (5).

Эти импульсы поступают на вход распределителя 18, в котором в исходном со30 стоянии вход соединен с вторым выходом, Импульс Гиф , соответствующий переднему фронту импульсной помехи, поступает на второй выход распределителя 18 и далее на второй вход блока 3 (фиг. 4з). Этот импульс

35 устанавливает величины задержки: на первой линии 20 Гиф , на второй линии 21 Гэ . Кроме того, указанный импульс поступает на первый вход линии 21 через сумматор 19. Величина гэ определяется из следую40 щих соображений. Поскольку элемент 1 задержки желательно выполнить в виде постоянной линии задержки (так как она аналоговая), то время задержки выбирается равным 2го+Дг3 , где Дгз - постоянная за45 держка в элементе 13; TQ- максимально возможная длительность переднего фронта импульсной помехи, реально действующей в канале.

Тогда для того, чтобы импульс бланкирования точно совпадал по времени с моментом прохождения помехи через прерыватель 2, необходимо, чтобы в линии 21 устанавливалась величина задержки, равная Г3 2го-гиф (фиг. 4к).

При выполнении этого условия для любой возможной величины длительности переднего фронта Гиф задержка в блоке 3- всегда постоянна и равна 2го . Тогда суммарная задержка в формирователе 6 и блоке

50

55

3 равна 2то+Дг3 , что обеспечивает норми- ровку по времени (фиг. 4к, м).

С поступлением импульса гиф на второй аход блока 3 на его первый вход подается импульс Гби с выхода сумматора 14 (фиг. 4и). Одновременность их поступления обеспечивается элементом 13. Импульс Гби задерживается на величину Тиф в линии 20, в результате чего он поступает на первый вход линии 21 с окончанием импульса гиф и складывается с ним по длительности (фи-. 4к).

Импульс, соответствующий заднему фронту Г3ф (фиг. 4ж), поступает на выход расширителя 17, на первый выход распределителя 18 (пос; . прохождения импульса, соответствующего переднему фронту помехи гиф , распределитель 18 переключился на первый выход) и да iee складывается по времени в сумматоре 14 с Гби

Таким образом, через линию 21 проходит один импульс, длительность которого равна действительной длительности импульсной помехи: Гип Гиф+Гби+Гзф .Указанный импульс на выходе блока 3 задержан относительно импульсной помехи на входе устройства на постоянную величину 2го+Дг3 . Поскольку эта постоянная задержка учтена в блоке 1, то прерывание происходит только в необходимый момент времени. Максимальное время задержки линии 21 выбрано равным 2го , чтобы обеспечить возможность регупировки времени задержки и работу описанного алгоритма при минимальной крутизне переднего фронта помехи, т.е. когда гиф го . Таким образом, задержка в лини 21 складывается из двух частей: постоянной го и переменной

Гэ . При этом Г3 может регулироваться в пределах от 0 до го .

Величи) а задержки в линии 20 гиф может регулироваться в пределах от 0 до го . Как указывалось, регулировка линий 20 и 21 напряжением с второго входа блока 3 осуществляется так, чтобы выполнялось условие: гиф +Г3 2го . Линии 20 и 21 могут быть выполнены в виде дискретных линий задержки с блоками управления или в виде управляемых регистров сдвига. Сумматор 19 предназначен для развязки цепей.

Сигнал на выходе блока 3 показан на фиг. 4л.

Таким образом, устройство позволяет сфромировать бланкирующий импульс с учетом длительности переднего и заднего фронтов импульсной помехи, чем и обес

печиваегся уменьшение остатка импульсной помехи на выходе устройства. Формула изобретения

0 усилитель-ограничитель, вход которого соединен с входом устройства, импульсный детектор, усилитель-ограничитель с регулируемым порогом ограничения и формирователь прямоугольного импульса пере5 менной длительности, соединенные последовательно фильтр биений, вход которого соединен с выходом импульсного детектора, и детектор биений, выход которого соединен с управляющим входом усилителя

0 с регулируемым коэффициентом усиления и управляющим входом усилителя-ограничителя с регулируемым порогом ограничения, выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с управляю5 щимвходомформирователя

прямоугольного импульса переменной длительности, отличающееся тем, что, с целью уменьшения остатка импульсной помехи с попогим передним фронтом, в него

0 введены блок регулируемом задержки, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами формирователя прямоугольного импульса переменной длительности соответственно, а выход соеди5 нен с управляющим входом прерывателя, и блок формирования напряжения, пропорционального крутизне переднего и заднего фронтов импульсной помехи, вход которого соединен с выходом импульсного детекто0 ра, а выход соединен с сигнальным входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления,

5 импульса переменной длительности содержит соединенные последовательно компаратор, вход которого является входом формирователя прямоугольного импульса переменной длительности, второй элемент

0 задержки и первый сумматор, выход которого является первым выходом формирователя прямоугольного импульса переменной длительности, соединенные последовательно дифференцирующий элемент, вход кото5 рого соединен с выходом компаратора, двухполупериодный выпрямитель, расширитель импульсов, управляющий вход которого является управляющим входом формирователя прямоугольного импульса переменной длительности, и распределитель импульсов, первый выход которого соединен с другим входом первого сумматора, а второй выход является вторым выходом формирователя прямоугольного импульса переменной длительности.

20

2

Фиг 3

личиной задержки, вход которой является первым входом блока регулируемой задержки, второй сумматор и вторую линию задержки, выход которой является выходом блока регулируемой задержки, другой вход сумматора и входы регулируемого сигнала первой и второй линий задержки являются вторым входом блока регулируемой задержки.

27

i