Цифровой приемник тональных сигналов Советский патент 1991 года по МПК H04Q5/00 

Ј

Изобретение относится к технике цифровой обработки сигналов и может быть использовано в электро- и радиосвязи для обнаружения одночастотной сигнальной информации на фоне шумов. Целью изобретения является повышение помехозащищенности приема путем снижения частоты дискретизации. Для этого приемник содержит аналого-цифровой преобразователь 1, синхронизатор 2, инвертор 3 спектра, дискретный фильтр 4 низких частот, дециматор 5, полосовой рекурсивный фильтр 6, блок 7 вычисления модуля и накопитель 8. Обеспечивается работа фильтра 6 на частотах, меньших значения, задаваемого теоремой отсчетов.3 ил.

А

7

JH

о

со ел

ю

00

о

Изобретение относится к технике цифровой обработки сигналов и может быть использовано в электро- и радиосвязи для обнаружения одночастотной сигнальной информации на фоне шумов.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности приема путем снижения частоты дискретизации.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - временные и частотные зависимости, иллюстрирующие процесс преобразования спектра перед полосовой фильтрацией; на фиг.З - временные диаграммы формирования тактовых сигналов в синхронизаторе.

Цифровой приемник тональных сигналов (фиг. 1) содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, синхронизатор 2, инвертор 3 спектра, дискретный фильтр 4 низких частот (ФНЧ), дециматор 5, полосовой рекурсивный фильтр 6, блок 7 вычисления модуля, накопитель 8.

Приемник работает следующим образом.

Входной аналоговый сигнал преобразуется в цифровую форму с помощью АЦП 1, моменты дискретизации соответствуют положительным фронтам сигнала Ua (фиг.За), подаваемого на тактовый вход АЦП 1 с первого выхода синхронизатора 2.

С помощью инвертора 3 спектра производится операция, заключающаяся в инверсии знака четных отсчетов.

В соответствии с этим работа инвертора 3 спектра может быть обусловлена обработкой знакового разряда выходного сигнала АЦП 1 элементом ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсией, на второй вход которого подается сигнал 11Сз (фиг.Зб) с третьего входа синхронизатора 2. При 11Сз 0 знаковый разряд инвертируется, при Uca 1 остается без изменения. Процесс инверсии спектра показан на фиг.2в, где видно, что окрестность частоты fo (частота полезного сигнала) преобразуется в окрестность частоты Рд/2 - fo, где Рд - частота дискретизации (частота сигнала Uci, фиг.За). Перенос окрестности частоты fo в низкочастотную область позволяет провести дискретную низкочастотную фильтрацию дискретным ФНЧ 4 с частотой среза fcp (фиг.2г) существенно меньше значения Рд/2, при этом полезная информация, заключающаяся теперь в окрестности частоты Рд/2-fo, не утрачивается. В качестве дискретного ФНЧ 4 можно использовать, например, нерекурсивный трансверсальный фильтр. Входной сигнал ФНЧ 4 U4 показан на фиг.26, а его спектр - на фиг.2г. Ограничение спектра частотой fcp Рд/2 позволяет понизить частоту дискретизации сигнала перед вводом в полосовой рекурсивный фильтр 6, что осуществляется дециматором 5. Случай, показанный на фиг.2, соответствует понижению

частоты дискретизации вдвое (до величины Рд/2), при этом из потока отсчетов на выходе ФНЧ 4 исключаются четные отсчеты, отмеченные крестиками на фиг,26. Дециматор 5 может быть построен в виде блока ключей, на

0 объединенные управляющие входы которых от четвертого выхода синхронизации подается сигнал 11сч(фиг.3д). Сигнал 11Сч, показанный на фиг.Зд, используется-при понижении частоты дискретизации в 8 раз. При понижении

5 частоты дискретизации в 2 раза необходимость в данном сигнале отпадает, и дециматор в этом случае управляется непосредственно сигналом 1)Сз (фиг.Зб).

Полосовая фильтрация на частоте Рд/20 fo осуществляется рекурсивным фильтром 6, который может быть построен в виде рекурсивного звена второго порядка, содержащего сумматор, два элемента задержки и два умножителя.

5С помощью блока 7 вычисления модуля и

накопителя 8 на заданном временном интервале оценивается величина спектральных со- ставляющих обрабатываемого сигнала, сосредоточенных в окрестности сигнальной

0 частоты. Если оценка ведется по среднему значению профильтрованного сигнала, то в блоке 7 вычисления модуля производится инверсия знакового разряда, если его значение соответствует области отрицательных вели5 чин. Если же оценка ведется по средней энергии профильтрованного сигнала на заданном временном интервале, то в блоке 7 вычисляются квадраты двоичных чисел, поступающих на его вход.

0 Накопитель 8 может быть построен в виде последовательно соединенных цифроана- логового преобразователя и интегратора со сбросом либо (в цифровом варианте) в виде рекурсивного звена первого порядка с пере5 даточной функцией H(z) (1 - ) 1 и периодически обрываемой цепью обратной связи, в результате чего значение, накопленное в сумматоре, периодически сбрасывается в нуль. Управление обрывом цепи обратной связи

0 либо (в первом из приведенных вариантов) управление сбросом интегратора производится по управляющему сигналу, формируемому на втором выходе синхронизатора 2 и подаваемому на тактовый вход накопителя 8.

5 Оценка среднего значения сигнала или среднего значения его энергии производится, таким образом, на интервале между двумя смежными импульсами. Для принятия решения о наличии или отсутствии сигнальной составляющей выходной сигнал накопителя

/

8 может быть подан на некоторое пороговое устройство( не показано ).

Формула изобретения Цифровой приемник тональных сигналов, содержащий аналого-цифровой преобразователь, тактовый вход которого соединен с первым выходом синхрогенера- тора, последовательно соединенные полосовой рекурсивный фильтр, блок вычисления модуля и накопитель, тактовый вход которого соединен с вторым выходом синхрогенератора, отличающийся тем,

Щп

ж А А /Г 1 А .. Ni . /1 / ..ii-

V vl V V l/

х Г--Ј - 1 Ч

Л ГК . .

JJ

/

в

$Au,n(f)

S4(fJ

fo FA

0

Б

что, с целью повышения помехозащищенности приема путем снижения частоты дйскре- тизации, введены последовательно соединенные инвертор спектра, дискретный фильтр низких частот и дециматор. выход которого соединен с входом полосового рекурсивного фильтра, тактовый вход кото- рого подключен к пятому выходу синхронизатора, первый, четвертый и третий выходы которого соединены соответственно с тактовыми входами дискретного фильтра низких частот, дециматора и инвертора спектра, вход которого подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя.

1У

Рм.З