Устройство для выделения импульсных сигналов на фоне шумов и импульсных помех Советский патент 1993 года по МПК H03K5/26 H04Q1/36 

Фог1

5)

О

Ј

ч

Изобретение относится к технике передачи данных и может использоваться для выделения информационных импульсов, имеющих структуру время-импульсной модуляции (ВИМ), на фоне шумовых и импуль- сных помех.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости путем стабилизации уровня шумовых помех.

На фиг.1 приведена структурная элект- рическая схема устройства; на фиг.2 и 3 приведены эпюры, поясняющие работу устройства, где Тс - период немодулированной последовательности ВИМ сигнала; Atm - амплитуда временного сдвига ВИМ сигна- ла; 4 Atm - длительность стробирующего сигнала: Опор - напряжение порога срабатывания порогового элемента.

Устройство содержит селектор 1 радиоимпульсов по длительности, амплитудный детектор 2, пороговый элемент 3, формирователи 4,5 импульсов стандартной длительности, линию 6 задержки, элементы И 7, 8, блок 9 сравнения, счетчик 10 импульсов, генератор 11 опорных импульсов, блок 12 памяти, регулируемый усилитель 13, интегратор 14, ключ 15, при этом регулируемый усилитель 13, селектор 1, амплитудный детектор 2, пороговый элемент 3, формирователь 4, линия 6 задержки, элемент И 8, счетчик 10 импульсов, блок 9 сравнения, формирователь 5, элемент И 7 соединены последовательно, выход порогового элемента 3 соединен с вторым входом элемента И 7, выход формирователя 4 - с вторым входом элемента И 8, выход генератора 11 - с вторым входом счетчика 10, выход блока 12 памяти - с вторым входом блока 9, выход амплитудного детектора 2- с первым входом ключа 15, выход формирователя 5 - с вторым входом ключа 15, выход которого через интегратор 14 соединен с вторым входом усилителя 13, первый вход которого является входом устройства, а выход элемента И 7 - выходом устройства.

Устройство для выделения импульсных сигналов на фоне шумов и импульсных помех работает следующим образом.

Информационный радиосигнал структуры ВИМ через регулируемый усилитель 13 поступает на вход селектора 1 радиоимпульсов по длительности, обеспечивающего защиту от коротких импульсных помех, длительности которых тп меньше длительности импульса информационного сигнала. Функцию селектора 1 радиоимпульсов по длительности может выполнить схема ШОУ (широкополосный усилитель - амплитудный ограничитель - узкополосный усилитель).

Ширина полосы; частот узкополосного сигнала Afy согласована с длительностью гс импульса информационного сигнала 1/ гс. Ширина полосы широкополосного усилителя в N раз больше Afy, Проде- тектировэнные в детекторе 2 и прошедшие через пороговый элемент 3 сигналы поступают на формирователь 4 импульсов стандартной длительности, который вырабатывает импульсы с постоянной амплитудой и длительностью, примерно равной длительности входного сигнала гс и не зависимой от формы сигнала на выходе порогового элемента 3,

Наиболее эффективным способом защиты от импульсных помех длительностью тп гс является стробирование принимаемого сигнала.

С целью создания строба без использования канала синхронизации импульсы с выхода формирователя 4 импульсов стандартной длительности подаются как непосредственно на первый вход элемента И 8, так и через линию 6 задержки на второй вход элемента И 8. В линии 6 задержки импульсы задерживаются на время, равное периоду немодулированной последовательности ВИМ импульсов. Интервал времени между двумя соседними информационными импульсами в общем случае определяется неравенством Тмин Т ТМакс, где Тмин Тс - 2 Atm - минимальный интервал между двумя информационными импульсами;

Тмакс Тс + 2Atm - максимальный интервал между импульсами;

tm - амплитуда временного сдвига.

Обычно Atm-0,05 Тс.

Так как в спектре информационного модулирующего сигнала, при помощи которого формируется последовательность ВИМ импульсов, всегда содержатся низкочастотные составляющие, то вероятность того, что интервал между двумя соседними ВИМ импульсами равен периоду немодулированной последовательности импульсов, а следовательно, и вероятность появления сигнала на выходе элемента И8 отличны от нуля. Такая схема позволяет защитить канал формирования строба от всех импульсных помех, период следования которых .

С выхода элемента И 8 импульсы поступают на вход счетчика 10 импульсов и осуществляют его принудительное обнуление. На второй вход счетчика 10 импульсов подаются опорные импульсы с выхода генератора 11 опорных импульсов, а с выхода счетчика 10 импульсов текущее число поступает на вход блока 9 сравнения, на другой

вход которого поступает опорное число из блока 12 памяти, которое определяется по формуле п (Тс - 2 Atm) -fr, где fr - частота генератора 11 опорных импульсов;

п - опорное (целое) число.

При совпадении текущего числа с опорным на выходе блока 9 сравнения вырабатывается импульс, поступающий на вход второго формирователя 5 импульсов стандартной длительности гстр 4 A tm (фиг.2). Длительность строба выбрана с учетом того, что положение импульса на выходе элемента И 8, а значит, и строба может отличаться от положения немодулированного импульса BUM на ± Atm. Учитывая, что строб должен формироваться каждый период последовательности ВИМ импульсов, а на выходе элемента И8 импульс появляется не каждый период, счетчик 10 импульсов работает в режиме непрерывного счета опорных импульсов с полным циклом, равным периоду немодулированнай последовательности BUM импульсов. Нестабильность периода следования опорных импульсов может вызвать постепенное смещение строба во времени. Регулярное обнуление счетчика 10 импульсов, осуществляемое импульсами, поступающими с выхода элемента И 8, устраняет эту ошибку.

Строб длительностью 4 Atm с выхода формирователя 5 импульсов стандартной длительности поступает на один из входов элемента И 7, на другой вход которого подаются информационные ВИМ сигналы с выхода порогового элемента 3. На выход элемента И 7 входные сигналы могут найти только в течение времени, равного длительности строба. При воздействий импульсной помехи с равновероятным распределением во времени длительностью гп отдельного

импульса, не превышающей гп тк. и

средним периодом повторения Тп Тс вероятность подавления помехи равна 1 при

О гп гс,0,8 при гс гп -. Для стабилизации уровня шумов на входе порогового элемента 3 сигнал с выхода амплитудного детектора 2 через ключ 15 поступает на вход интегратора 14, с выхода которого напряжение, пропорциональное уровню шумов на выходе амплитудного детектора 2, подается на регулирующий вход регулируемого усилителя 13. Для того, чтобы напряжение на выходе интегратора 14 не зависело от амплитуды и длительности сигнала ВИМ, на управляющий вход ключа подается строб с выхода второго формирователя 5 импульсов

стандартной длительности, запирая ключ на время действия строба.

На фиг.З а,б приведены эпюры напряжений сигналов и шумов на выходе амплй- 5 тудного детектора 2 без стабилизации уровня шумов и со стабилизацией соответственно. В случае, если усилитель 13 представляет собой нерегулируемый усилитель (что равносильно отсутствию управляющего

0 входа регулируемого усилителя), работа устройства полностью совпадает с работой прототипа.

Предлагаемое устройство позволяет при обработке информации, например, те5 леметрической или речевой, подавлять импульсные помехи и шумы, замешавшиеся в полезный сигнал при прохождении через радиолинию, обладает повышенной по сравнению с известными устройствами по0 мехоустойчивостью за счет стабилизации уровня шумов на входе порогового элемента.

Формула изобретения Устройство для выделения импульсных

5 сигналов на фоне шумов и импульсных помех, содержащее селектор радиоимпульсов по длительности, выход которого соединен через амплитудный детектор с входом порогового элемента, выход которого подключен

0 к первому входу первого элемента И и к входу первого формирователя импульсов стандартной длительности, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и через линию задержки - с вторым

5 входом второго элемента И, выход которого подключен к первому входу счетчика им- пульсов, второй вход которого соединен с выходом генератора опорных импульсов, а выход соединен с первым входом блока

0 сравнения, второй вход которого подключен к блоку памяти, при этом выход блока сравнения через второй формирователь импульсов стандартной длительности соединен с вторым входом первого элемента И,

5 выход которого соединен с выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости за счет ста: билизации уровня шумовых помех, введены регулируемый усилитель, интегратор и

0 ключ, при этом первый вход ключа подключен к выходу амплитудного детектора, второй вход ключа - к выходу второго формирователя импульсов стандартной . длительности, а выход ключа через интегра5 тор соединен с управляющим входом регулируемого усилителя, другой вход которого соединен с входной шиной, а выход подключен к входу селектора радиоимпульсов по длительности.

Фиг. 2

Устройство для выделения импульсных сигналов на фоне шумов и импульсных помех содержит селектор 1 радиоимпульсов по длительности, амплитудный детектор 2, пороговый элемент 3, формирователи 4. 5 импульсов стандартной длительности, линию 6 задержки, элементы И 7. 8, блок 9 сравнения, счетчик 10 импульсов, генератор, 11 опорных импульсов, блок 12 памяти, регулируемый усилитель 13, интегратор 14, ключ 15. 3 ил.

Фиг.З