Устройство для приема и контролядОСТОВЕРНОСТи иМпульСНыХ СигНАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G08C19/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА И КОНТРОЛЯ ДОСТОВЕРНОСТИ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

i

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах передачи данных для оценки достоверности и выделения импульсных сигналов на фоне шумов и помех.

Известны устройства для выделения импульсных сигналов, содержаш,ие дифференциальный блок, инвертор, сумматор, элемент задержки, ограничитель, селектор длительности импульсов.

Основу выделения импульсных сигналов в этих устройствах составляет инвертирование принимаемого сигнала с последуюш,ей его задержкой на время, равное половине известной длительности информационных импульсов Т, и суммирование поступающего сигнала с его инвертированной и задержанной копией. При этом на основе дифференцирования суммарного сигнала и ограничения сигнала на выходе дифференциального блока представляется возможным произвести селекцию импульсов по длительности I и 2.

Недостаток этих устройств заключается в низкой помехоустойчивости выделения сигналов на фоне коротких импульсных помех

и импульсных помех, отстоящих друг от друга на время, равное времени задержки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для выделения импульсных сигналов, содержащее усилитель, последовательно соединенные элемент задержки, инвертор и сумматор, а также последовательно соединенные пороговый блок и формирователь импульсов, последовательно соединенные блок управления и многофазный мультивибратор,

fQ ограничитель, элемент И и интегратор, выход усилителя соединен со входом ограничителя, выход которого соединен с первым входом элемента И, вторые входц которого соединены с соответствующими выходами многофазного мультивибратора, а выtS ход элемента И через интегратор соединен со входом элемента задержки и вторым входом сумматора, выход которого соединен со входом порогового блока 3.

Недостаток данного устройства, реализующего алгоритм корреляционной обработки принимаемого сигнала, состоит в отсутствии адаптации к изменениям длительности информационных импульсов, вызванных воздействием помех, имеющих характер нестационарных случайных процессов, на передаваемый сигнал н различного рода достабилизирующих факторов на приемную и передающую аппаратуру.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства для приема и контроля достоверности сигналов с изменяющимся случайным образом под действием помех длительности информационных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для приема и контроля достоверности импульсных сигналов, содержащее усилитель, вход которого соединен со входом устройства, выход через ограничитель амплитуды сигналов - с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом генератора опорных импульсов, выход элемента И соединен со входом интегратора, первый пороговый блок, выход которого через формирователь импульсов соединен с первым выходом устройства, введены формирователь управляющего напряжения, блок амплитудного разделения сигналов, селектор длительности импульсов, дифференциальные блоки, второй и третий пороговые блоки и блок контроля достоверности, выход интегратора соединен со входом первого дифференциального блока, выход которого соединен непосредственно со входом блока амплитудного разделения сигналов и через второй дифференциальный блок со входом первого порогового блока, первый выход блока амплитудного разделения сигналов соединен через последовательно соединенные третий дифференциальный блок и второй пороговый блок с первым входом блока оценки достоверности, второй выход блока амплитудного разделения сигналов соединен через последовательно соединенные четвертый дифференциальный блок и третий пороговый блок со вторым входом блока оценки достоверности и непосредственно с первым входом селектра. длительности импульсов, второй вход которого соединен с выходом генератора опорных импульсов, выход селектора длительности импульсов соединен с третьим входом блока оценки достоверности, первый выход которого соединен через формирователь управляющего напряжения со входом генератора опорных импульсов, второй выход - со вторым выводом устройства, кроме того, блок контроля достоверности содержит генератор счетных импульсов, триггер, элементы И, элемент ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, реверсивный счетчик и счетчик выходных импульсов, входы триггера соединены с первым и вторым входами блока контроля достоверности, выход - с объединенными первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых объединены и соединены с выходом генератора счетных импульсов, выход первого элемента И соединен

с вычитающим входом реверсивного счетчика-и с первым входом элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ, второй вход которого объединен с третьим входом первого 5 элемента И и соединен с третьим входом блока контроля достоверности, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика и со вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом счетчика выходных им пульсов, выходы реверсивного и счетчика выходных импульсов соединены соответственно с первым и вторым выходами блока контроля достоверности.

На фиг. 1 представлена структурная

5 электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит усилитель 1, ограничитель 2 амплитуды сигналов, коррелятор 3 длительности, включающий элементы

0 И 4 и интегратор 5, генератор 6 опорных импульсов, формирователь 7 управляющего напряжения, дифференциальные блоки 8--11, блок 12 амплитудного разделения сигналов, селектор 13 длительности импульсов, пороговые блоки 14-16, формирователь 17 импульсов, блок 18 контроля достоверности.

Блок 18 контроля достоверности включает в себя триггер 19, элементы И 20 и 21, генератор 22 счетных импульсов, элемент 23

0 ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ 24, счетчик 25 выходных импульсов, реверсивный счетчик 26. Устройство имеет также вход 27 и выходы 28 и 29.

Устройство работает следующим образом.

Принятый импульсный сигнал, искаженный помехами (фиг. 2, а), усиливается в усилителе 1 и ограничивается в ограничителе 2 снизу и сверху. В результате ограничений обрезается часть шумовой помеховой

0 составляющей и устраняются скажения верщин импульсов. Сформированный сигнал (фиг. 2,6), в котором присутствуют импульсные помехи, и неограниченная часть щумовой составляющей поступают в коррелятор 3 длительности на первый вход элемента И

5 4, на вторые Р-входов которого с генератора 6 поступают сигналы Р опорной последовательности импульсов с длительностью импульсов, равной априорно известной длительностч информационных сигналов. to РиQ чем каждая последующая последовательность импульсов сдвинута относительно предыдущей на время . а относительно первой последовательности на интервалы времени , , где К - порядковый номер последовательности.

Число последовательностей опорных CHSPналов Р определяется требуемой точностью корреляционной обработки сигнала. Требуемая длительность опорных импульсов задается формирователем 7 управляющего напряжения. В элементе И 4 выделяются импульсы, равные по длительности времени совпадения информационных сигналов (фиг. 2, б) с вырабатываемыми генератором 6 Р-последовательностями импульсов (фиг. 2, в, г, д, е, ж). Преобразованные в напряжение интервалы совпадения импульсов суммируются в интеграторе 5. Результаты проведенной обработки сигнала представляются на выходе интегратора 5 в виде треугольных импульсов(фиг. 2, з) для импульсных сигналов, совпадающих по продолжительности с длительностями опорных импульсов, а также в виде равнобедренных трапеций с высотой, равной амплитуде треугольных сигналов для импульсов, длительность которых превышает длительность импульсов опорных последовательностей (фиг. 2, 3 (1) и с высотой меньшей амплитуды треугольных сигналов для более коротких импульсов (фиг.2, 3 (2). При этом продолжительность уплощенной вершины трапецеидальных импульсов характеризует величину отклонений длительностей импульсов принимаемого сигнала от- длительности опорных импульсов. Продолжительность уплощенной верщины трапецеидальных импульсов, имеющих амплитуду, равную амплитуде TpeyrojjjbHbix сигналов, соответствует разности положительного знака - и„ О, где i. - длительность импульса принимаемого сигнала; в - длительность опорного импульса, В свою очередь, продолжительность уплощенной верщины трапецеидальных импульсов с амплитудами меньшими амплитуды треугольных сигналов характеризует разности и продолжительности импульсов отрицательного знака (). Различие в амплитудах трапецеидальных импульсов создает предпосылки для разделения результатов обработки (фиг. 2, в) на последовательности разностных сигналов положительного (фиг. 3, о) и отрицадельного знаков (фиг. 3, т). Для этого сигналы дифференцирования результатов корреляционной обработки (фиг. 2, и) разделяют блоком 1 амплитудного разделения сигналов по нулевому уровню (фиг. 2, м, н) и подают va соответствующие последовательно соединенные дифференциальные и пороговые блоки 10, 15 и 11, 16 (фиг. 2, п,,р). Одновременно при помощи дифференциального и порогового блоков выделяют сигналы совпадения импульсов принимаемого сигнала и опорных импульсов (фиг. 2, к), по которым формирователь 17 импульсов восстанавливает информационную последовательность импульсов стандартной длительности (фиг. 2, л). П.ри этом в селекторе 13 длительности импульсов сравнивают длительности последовательности импульсов (фиг.2, м) с длительностями опорных сигналов с генератора 6. Если длитель-. ность импульса сигнальной последовательности меньше опорной, то на выходе селектора 13 длительности формируется сигнал, открывающий на время, равное Те-, элемент И 20 и запрещающий прохождение сигнала через элемент ЗАПРЕТ 23. Сигналы дифференцирования положительной полярности с выхода порогового блока 16 (фиг. 2, п) подготавливают триггер 19 к запуску, первый отрицательный импульс дифференцирования с выхода порогового блока 16 (фиг. 2, п) устанавливает триггер 19 в единичное состояние, последующий отрицательный импульс дифференцирования с выхода порогового блока 15 переводит триггер в нулевое состояние (фиг. 2, 3, с). Сформированные таким образом импульсы ШИМ, несущие информацию об отклонениях длительностей импульсов сигнальной последовательности относительно опорной (фиг. 2, 3, с), заполняются счетными импульсами от генератора 22 счетных импульсов и разделяются с помощью элементов И 20, 21 и элемента ЗАПРЕТ 23 на последовательности положительных и отрицательных сигналов разности. Последовательности сигналов разности обоих знаков после объединения элементом ИЛИ 24 несут информацию об абсолютных отклонениях длительностей импульсов (TTi-%) При этом результаты накопления за установленный интервал осреднения Т счетных импульсов счетчиком 25 и реверсивным счетчиком 26 представляют собой соответственно оценку среднеквадратического отклонения флюктуации длительностеи импульсов й. Z /Ti-T,;,,.5 О) и оценку статистической поправки .j СТн,-То)-1 (T.-TjJ сг) Lm(и-} где (Тм То) , (Тг - Те ) - последовательности разностных сигналов положительного m и отрицательного К знаков. Результаты вычисления статистической поправки к математическому ожиданию А с выхода реверсивного счетчика 26 поступают на вход формирователя 7 управляющего напряжения для коррекции управляющего напряжения и соответствующего изменения длительности импульсов опорных последовательностей: Те Te(±fl), где - уточненная длительность импульсов опорной последовательности. Предлагаемое устройство имеет более высокую поме.хоустойчивость по сравнению с прототипом за счет адаптивного учета сигналами опорных последовательностей статистики изменения длительностей информационных импульсов.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

а

П1 П

LJ LJ L

ж

d/

к

I I

I I 1

I

Л

м

U U

н

I i

п

fiii.i

ИИ

t

Г

LJ

-ti

п

11

IT7-I-J

шд

U

гп г

п П