Устройство корреляционной обработки широкополосных сигналов Советский патент 1992 года по МПК H04B1/10 

XI

ю

XI

N

ю

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи с широкополосными сигналами.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона при неизменных разрядности и линейности АЦП.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - вариант структурной электрической схемы.

Устройство содержит блок 1 бланкирования импульсных помех, аналоговый ключ 2, АЦП 3, первый коммутатор 4, блок 5 памяти, второй коммутатор 6, блок 7 быстрого преобразования Фурье, коррелятор 8, пороговый блок 9, сумматор 10, регистр 11, умножитель 12, генератор 13 полиномов Чебышева, генератор 14 синусоидального сигнала, блок 15 управления, блок 16 формирования опорного сигнала, блок 17 бланкирования узкополосных помех, аналоговый сумматор 18, блок 19 накопления, генератор 20 шума.

На фиг. 2 изображены блок 19 накопления, содержащий первый ключ 21, сумматор 22, блок 23 памяти, делитель 24, второй ключ 25, триггер 26, счетчик 27, генератор 28 тактовых импульсов, одновибратор 29.

Устройство работает следующим образом.

В режиме коррекции на первом выходе блока 15 управления формируется импульс начальной установки для генератора 14 синусоидального сигнала и блока 19 накопления. Одновременно на третьем выходе блока 15 появляется 1 для коммутаторов 4 и 6. блока БПФ 7, коррелятора 8, блока ФОС 16, аналогового ключа 2. Длительность этого выходного импульса блока 15 такова, что к моменту его окончания на выходе блока БПФ 7 присутствует отсчет нулевой гармоники преобразованного тест-сигнала.

После окончания импульса на четвертом выходе блока 15 управления появляется импульс для сброса регистра 11 и на втором выходе блока 15 управления появляется код, соответствующий анализируемому уровню АЦП.

После вычисления значения корректирующей функции для всех выходных уровней АЦП 3, на третьем выходе блока 15 формируется О. Блок 15 управления возвращается в исходное состояние.

Сигнал с выхода генератора 14 синусоидального сигнала поступает на вход аналогового сумматора 18. на другой вход которого одновременно поступает шумовой сигнал с равномерной плотностью вероятности и двойной амплитудой, численно рав- ной величине ступени квантования примененного в устройстве АЦП 3. Этот шумовой сигнал формируется генератором 20 шума. С выхода аналогового сумматора 18 суммарный сигнал поступает на ключ 2. При коррекции аналоговый ключ 2 начинает пропускать на выход сигнал с второго входа. Коммутаторы 4 и б также начинают пропускать сигналы с вторых входов на выход под воздействием 1, на третий управляющий вход аналогового ключа 2 и коммутаторов 4

0 и 6.

Коммутаторы 4 и 6 могут быть реализованы как мультиплексоры 2 в 1. Причем число таких мультиплексоров равно разрядности коммутируемых шин.

5Аналоговый ключ 2, подающий на выход

аналоговый сигнал с выхода аналогового сумматора 18 или при наличии на тре тьем (управляющем) входе логического О сигнал с выхода блока 1 бланкирования им0 пульсных помех, может быть выполнен как мультиплексор, способный переключать аналоговый сигнал. В режиме коррекции синусоидальный сигнал с выхода аналогового сумматора 18 через ключ 2 поступает на

5 АЦП 3. С его выхода цифровые отсчеты, содержащие помехи нелинейности и шум квантования, поступают на вход блока 19 накопления.

На вход блока 19 накопления последо0 вательно поступают отсчеты тестового сигнала с выхода АЦП 3, например, параллельного, не требующего синхронизации. Одновременно на адресные входы ЗУ 23 поступают адреса с выхода счетчика 27.

5 Причем в ячейке с адресом О записывается первый отсчет тестового сигнала. Количество адресов, которые формирует счетчик 27 (коэффициент деления) совпадает с количеством отсчетов на одном периоде тестового

0 сигнала.

При записи отсчетов первого периода тестового сигнала на второй вход сумматора 22 через второй ключ 25 поступает О. После записи отсчетов первого периода сигнал

5 переноса с выхода счетчика 27 устанавливает триггер 26 в состояние 1, которая переключает второй ключ 25. в результате чего отсчеты тестового сигнала, записанные ранее в БП, поступают через ключ 25 на второй

0 вход сумматора 22.

Таким образом, в каждую ячейку БП 23 записывается сумма отсчетов гармонического колебания, номер и положение которых одинаковы относительно начала

5 периода внутри каждого периода тестового сигнала. Длительность накопления определяется длительностью импульса на выходе одновибратора 29.

После накопления отсчетов тестового сигнала под воздействием сигнала с выхода

одновибратора 29 размыкается первый ключ 21 и с его выхода на вход сумматора 22 поступает О, т.е. информация в БП 23 остается неизменной. Отсчеты накопленного сигнала с выхода БП 23 поступают на вход делителя 24, в котором происходит деление значений отсчетов на число усредняемых периодов тестового сигнала.

Синхронная работа устройства обеспечивается подачей сигнала с первого выхода блока 15 управления, который обнуляет счетчик 27, триггер 2& и запускает одновиб- ратор 29.

Отсчеты усредненного тестового сигнала,содержащие помехи нелинейности с по- давленным шумом квантования с выхода блока 19 накопления через коммутатор б поступают на вход блока БПФ 7.

С выхода блока БПФ 7 отсчеты всех спектральных составляющих последова- тельно поступают периодически на первый вход умножителя 12. Одновременно с пятого выхода блока управления на вход генератора 13 полиномов Чебышева подаются номер спектральной составляющей в каче- стве номера полиномов Чебышева и значение выходного кода АЦП, для которого вычисляется значение корректирующей функции.

С выхода ГПЧ 13 сигналы поступают на второй вход умножителя 12, где умножаются на соответствующие им спектральные составляющие тестового сигнала. Произведение с выхода множителя 12 поступает на первый вход сумматора 10, на второй вход которого поступает ранее вычисленная величина корректирующей функции с выхода регистра 11. Результат суммирования поступает на вход регистра 11 и одновременно на информационный вход БП 5. Перед началом вычисления значения корректирующей функции для каждого значения выходного кода АЦП сигналом с четвертого выхода блока 15 управления регистр 11 обнуляется.

После выполнения последнего для данного выходного кода АЦП суммирования на информационный вход БП 5 с выхода сумматора 10 поступает величина корректирующей функции в соответствии с полино- мамм Чебышева, которая записывается в ячейку БП 5. С второго выхода блока 15 управления на адресный вход БП 5 через коммутатор 4 поступает величина выходного кода АЦП 3, для которой ведется синтез корректирующей функции.

Таким образом, вычисляются значения корректирующей функции для каждого выходного кода АЦП 3.

После завершения вычисления корректирующей функции для всех выходных кодов АЦП 3, устройство переходит в режим приема сигнала. При работе в режиме приема сигнала входная смесь сигнала, флукту- ационных, импульсных и сосредоточенных помех поступает на блок 1 бланкирования импульсных помех. С выхода блока 1 бланкирования импульсных помех смесь входного сигнала. флуктуационных и сосредоточенных помех поступает через аналоговый ключ 2 на вход АЦП 3, который преобразует ее в цифровую форму. Выходные коды АЦП 3 через коммутатор 4 поступают на адресные входы БП 5, в котором записаны значения корректирующей функции. С выхода БП 5 скорректированные значения отсчетов входного сигнала, шума и узкополосных помех через второй коммутатор 6 поступают на вход блока БПФ 7, где преобразуются из временной в частотную область

Цифровой спектр сигнала и помех с выхода блока БПФ 7 поступает на блок 17 бланкирования узкополосных помех, в котором подавляются спектральные составляющие этих помех. Поскольку узкополосные помехи в частотной области проявляются как импульсные, блок 17 может быть выполнен аналогично блоку 1 бланкирования во временной области

Далее в корреляторе 8 определяется взаимокорреляционная функция опорного сигнала, поступающего из блока 16 формирования опорного сигнала. Коррелятор 8 может быть выполнен как последовательное соединение умножителя и блока, обратного БПФ, аналогичного блоку БПФ 7. С выхода коррелятора 8 выборки поступают на пороговое устройство 9. Превышение порога означает прием сигнала.

Формула изобретения

Устройство корреляционной обработки широкополосных сигналов по авт.св. № 1619414, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона при неизменных разрядности и линейности АЦП, выход генератора гармонического сигнала соединен с сигнальным входом ключа через сумматор, к другому входу которого подключен вновь введенный генератор шума, а выход АЦП подключен к сигнальному входу второго коммутатора через вновь введенный накопитель, к другому входу которого подключен вход генератора гармонического сигнала.

Вход

ъ

21

23

24

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах связи с широкополосными сигналами. Цель изобретения - расширение динамического диапазона при неизменных разрядности и линейности АЦП. Устройство содержит блок бланкирования импульсных помех 1, аналоговый ключ 2, АЦП 3, первый коммутатор 4, блок памяти 5, второй коммутатор 6, блок быстрого преобразования Фурье 27. коррелятор 8, пороговый блок 9. сумматор 10, регистр 11, умножитель 12 генератор полиномов Чебышева 13. генератор синусоидального сигнала 14. блок управления 15, блок формирования опорного сигнала 16, блок бланкирования узкополееных помех 17, аналоговый сумматор 18. блок накопления 19, генератор шума 20. Поставленная цель достигается путем формирования корректирующего сигнала с учетом нелинейности АЬ П, с помощью генератора шума 20 и блока накопления 19. 2 ил. « w Ј

28

Фиг.2

25

26

27

Сброс