Устройство автоматической регулировки чувствительности радиоприемника Советский патент 1993 года по МПК H03G3/20 H04B1/06 

Изобретение относится к области радиосвязи и может быть использовано в радиоприемных устройствах, работающих в сильно загруженных диапазонах (например, в KB диапазоне).

Цель изобретения - повышение чувствительности и разрешающей способности устройства при- регулировании.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства автоматической регулировки чувствительности радиоприемника; на фиг,2 - эпюры, поясняющие работу устройства.

Блок-схема содержит последовательно соединенные первый регулируемый аттенюатор (РА) 1 и линейный тракт приема (ЛТП) 2, выход которого соединен с входом блока автоматической регулировки уровня тестового сигнала (АРУТС) 3 и первым входом линейного сумматора (Л С) 4, выход последнего соединен с аналоговыми входами первого 5 и второго 6 цифровых интегрирующих измерителей уровня (ЦИИУ), выходные N- разрядные шины первого ЦИИУ 5 соединены с соответствующими разрядами входа первого числа вычислителя 7 отношения

(ВО), а второго ЦИИУ 6 - с соответствующими разрядами входа второго числа ВО 7; выходная К-разрядная шина ВО 7 соединена поразрядно с К информационными входами первого цифрового регистра (ЦР) 8, К выходов последнего подключены поразрядно к информационным входам второго ЦР 9 и входам первого числа блока сравнения (БС) 10, К выходов ЦР 9 соединены поразрядно с информационными входами второго числа БС 10, а информационные выходы БС 10 соединены с соответствующими входами реверсирующего элемента (РЭ) 11, вы- ходы которого соединены с входами регулирующего элемента (РГЭ) 12, а выходы последнего поразрядно соединены с входами управления первого 1 и второго 13 РА; выход АРУТС 3 соединен с входом регулирования уровня генератора тестового сигнала (ГТС) 14, сигнальный выход которого через РА 13 соединен с входом ключа 15, а выход последнего соединен со вторым входом ЛС 4; синхронизатор (С) 16, выходы которого соединены: 1-й выход-с входами установки в 0 ЦИИУ 5 и ЦИИУ 6, 2-й выход - с входом

(Л

С

00

о о ел

00

Јь

разрешения ЦИИУ.5, 3-й - с входом управления ключа 15 и входом разрешения ЦИИУ 6, 4-й с входом разрешения ВО 7 и входом записи ЦР 8,5-й - с входами разрешения БС 10 и РЭ 11, 6-й - с входом записи ЦР 9. Сигнальный вход РА 1 является входом устройства, выход ЛТП 2 - выходом устройства.

На фиг,2 приведены эпюры, поясняющие работу устройства.

Устройство работает следующим образом; В начале цикла регулирования импульсом с первого выхода 1 С16 производится установка в 0 (очистка) ЦИИУ 5 и ЦИИУ б, Импульсом с выхода 2 С1б разрешается работа ЦИИУ 5. В это время на его аналоговый вход поступает через ЛС А с выхода ЛТП 2 напряжение смеси внутренних, внешних, интермодуляционных шумов и помех РПу, которое и измеряется ЦИИУ 5. Результат измерения в двоичном коде появляется на выходной шине ЦИИУ 5 и сохраняется после окончания импульса с выхода 2 С16. Импульс с выхода 3 С16 разрешает работу ключа 15 и ЦИИУ 6. На аналоговый вход ЦИИУ 6 поступает напряжение с выхода ЛС 4, на первый вход которого подается напряжение смеси внутренних, внешних, интермодуляционных шумов и помех с выхода ЛТП 2, а на второй тест - сигнал с выхода ГТС 14через последовательно соединенные РА 13 и ключ 15, Следовательно, ЦИИУ 6 измеряет суммарный уровень всех шумов и помехи тестового сигнала, Результат измерения в двоичном коде появляется на выходной шине ЦИИУ б и сохраняется после окончания импульса с выхода 3 С16. По выходным шинам с ЦИИУ 5 и 6 числовые значения общего уровня шумов и помех (число А) и общего уровня смеси шумов, помех и тест-сигнала (число В) поступают в двоичном коде на соответствующие входы ВО 7. Работа ВО 7 разрешается импульсом с выхода 4 С16, т.е. после того, как с ЦИИУ 5 и ЦИИУ 6 на входы ВО 7 поступит окончательный результат измерения. Этим же импульсом разрешается работа в режиме параллельной записи ЦР 8. В ВО 7 выполняется операция деЯения чисел В и А и получается результат М:

Н& + 1,0) где С - уровень тест-сигнала в общем сигнале;

Ш-уровень внутренних, внешних, интермодуляционных шумов и помех.

После появления результата на выходной шине ВО 7 в двоичном коде он поступает на вход ЦР 8. Поскольку в режиме параллельной записи ЦР 8 на его выходе сохраняется только тот результат, который

,, В С + Ш

присутствовал на входе в момент окончания импульса разрешения, то в ЦР 8 запишется только тот результат, который будет на выходе ВО 7 (режим Защелки) в этот момент.

Таким образом, число М, записанное в ЦР 8, является измеренным и вычисленным отношением сигнал/шум, которое характеризует чувствительность РПУ, Затем по им- пульсу с выхода 5 С16 происходит

сравнение чисел, поступающих с выходов ЦР 8 и ЦР 9, Поскольку число, записанное в ЦР 9, получено в предыдущем цикле измерения отношения сигнал/шум, то результат, полученный в БС 10, будет показывать, в

какую сторону изменяется чувствительность РПУ при регулировании. Этим же импульсом разрешается и работа РЭ 11, который в зависимости от информации, поступающей по выходной шине от БС 10,

принимает решение, в какую сторону производить переключение РА 1 и РА 13 (на уменьшение ослабления или увеличение) и через РГЭ 12 производит синхронное пере- ключение обоих аттенюаторов.

Импульсом с 6-го выхода С16 производится перезапись числа М и ЦР 8 в ЦР 9. Теперь результат, записанный в ЦР 9, будет использоваться для сравнения с результатом, полученным в очередном цикле измерения отношения сигнал/шум.

Рассмотрим более укрупненно алгоритм функционирования РЭ 11, поскольку он определяет весь порядок регулирования чувствительности РПУ устройством.

Как отмечалось ранее, в начале каждого цикла измерения и регулирования в ЦР 9 записана информация, полученная в предыдущем цикле. Информация об отношении

сигнал/шум, полученная в текущем цикле,

записана в ЦР 8, Поскольку в предыдущем цикле после измерения отношения сигнал/шум происходило синхронное переключение РА 1 и РА 13, то измеренное отношение сигнал/шум будет другим, чем в

предыдущем цикле измерения. Если переключение РА 1 и РА 13 происходит, например, в сторону увеличения ослабления и это дает улучшение отношения сигнал/шум за счет более быстрого убывания интермодуляционных компонентов в шуме РПУ (т.е. если в РПУ имеются нелинейные эффекты), то РЭ 11 будет формировать команду на переклю-. чение РА 1 и РА 13 через РГЭ 12 в том же направлении до тех пор, пока в очередном

цикле отношение сигнал/шум не станет меньше, чем в предыдущем цикле. Тогда РЭ 11 изменит направление переключения РА 1 и РА 13 на обратное (на уменьшение затухания) и РГЭ 12 переключит оба аттенюатора в состояние, которое было в предыдущем

цикле измерения, т.е. соответствовало максимальной чувствительности, Если регулирование начинается сразу после включения РПУ, то в ЦР 9 в первом цикле регулирования записана нулевая комбинация и в любом случае результаты измерения первого цикла будут восприняты как ухудшение чувствительности РПУ, т.е. РЭ 11 даст команду на изменение направления регулирования, Но уже во втором цикле результаты измерения будут сравниваться с результатами, полученными в предыдущем цикле, и в зависимости от результата сравнения регулирование будет производиться в нужном направлении до тех пор, пока не будет найдено состояние РА 1 и РА 13, соответствующее максимальной чувствительности. В этом положении устройство находится все время, пока поддерживается максимальная чувствительность РПУ. Текущий контроль чувствительности осуществляется за счет того, что даже в положении максимального отношения сигнал/шум работа устройства продолжается, При этом происходит отстройка РА 1 и РА 13 на один шаг в сторону увеличения или уменьшения затухания от состояния максимальной чувствительности, а затем, в соответствии с алгоритмом -- изменения направления регулирования, и устройство возвращается в состояние оптимальной чувствительности, Чтобы не происходило заметного ухудшения чувствительности РА 1 и РА 13 имеют достаточно малый шаг регулирования. Необходимая разрешающая способность обеспечивается за счет чувствительности и разрядности МУБиЦИМУб.

АРУТС 3 служит для поддержания такого уровня тест-сигнала ГТС 14, при котором обеспечивается максимальная разрешающая способность устройства. Чтобы работа АРУТС 3 не влипла на результаты измерений, постоянная времени АРУТС должна быть

ТАРУТС

F tq,

где F- количество возможных циклов изме- .рений в наихудшем случае, ко гда для регулирования чувствительности используется максимальное число переключений, в общем случае равное количеству градаций РА Т и РА 13;

Тц-время, необходимое для одного цикла.

Использование предлагаемого устройства позволит поддержать максимальным отношение.сигнал/шум в полосе ЛТП 2 в условиях сложной помеховой обстановки

при наличии нелинейных эффектов в РПУ. Кроме того, оно работоспособно и при напи- чии полезного сигнала небольшого уровня в

тракте РПУ, если обеспечить высокую раз- решающую способность ЦИИУ 5 и 6.

Формула изобретения Устройство автоматической регулировки чувствительности радиоприемника, содержащее соединенные последовательно первый регулирующий аттенюатор, линейный тракт приема, соединенные последовательно ключ и линейный сумматор, соединенные последовательно первый цифровой интегрирующий измеритель уровня, вычислитель отношения, первый регистр, второй регистр, блок сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого регистра, исполнительный элемент, включаюш,ий реверсирующий элемент, и регулирующий элемент, выход которого подключен к управляющему входу первого регулируемого аттенюатора, второй цифровой- интегрирующий измеритель уровня, включенный

между выходом линейного сумматора и другим входом вычислителя отношения, а также генератор тестового сигнала и

синхронизатор, причем первый выход синхронизатора соединен с входами сброса первого и второго цифровых интегрирующих измерителей уровня, второй и третий выходы синхронизатора соединены с управляющим входами первого и второго цифровых измерителей уровня соответственно, четвертый выход синхронизатора соединен с управляющими входами вычислителя отношения и первого регистра, пятый выход синхронизатора соединен с управляющим входом блока сравнения, шестой выход смнхронизатора соединен отправляющим входом второго регистра, третий выход синхронизатора соединен с управляющим входом ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, между генератором тестового сигнала и ключом включен второй регулируемый аттенюатор, между выходом линейного тракта приема и входом управления коэффициентом передачи генератора тестового сигнала включен

регулятор автоматической регулировки усиления, управляющий вход второго регулируемого аттенюатора подключен к выходу регулирующего элемента, управляющий вход ключа подключен к пятому выходу синхронизатора, другой вход линейного сумматора и его выход подключены соответственно к выходу линейного тракте приема и входу первого.цифрового интегри.рующего измерителя уровня, причем вычислитель отношения выполнен в виде

А

делителя, где А и В - сигналы на выходах

ровых интегрирующих измерителей уровня. соответственно первого и второго цифofoS .е 1

оыхед

Использование: радиотехника, радиоприемные устройства коротковолнового диапазона. Сущность изобретения: устройство автоматической регулировки чувствительности радиоприемника содержит три регулируемых аттенюатора, линейный тракт приема, ключ, регулятор автоматической регулировки, линейный сумматор, два цифровых интегрирующих измерителя уровня, блок деления, два регистра, блок сравнения, исполнительный элемент, регулирующий элемент, генератор тестового сигнала и синхронизатор. 2 ил.