Устройство для подавления импульсных помех в сигнале с информационной избыточностью Советский патент 1982 года по МПК H03M13/51 H04B1/10 

I

Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано при передаче по каналам связи сигналов с информационной избыточностью.

Известно устройство для селекции сигналов с избыточностью, содержащее входную линию задержки, три блока вентилей, два сумматора, два блока аттенюаторов, выходной сумматор с . подключенной к его выходам входной линией задержки, кольцевой счетчик, управляющий двумя блоками вентилей, синхронизатор, управляющий первой группой вентилей и генератор тактовых импульсов, соединенный с кольцевым счетчиком to.

Однако данное устройство весьма сложно в реализации и обладает относительно низкой надежностью и помехозащищенностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для подавления импульсных помех в сигнале с информационной избыточностью, содержащее синхронизатор, N гГервых вентилей, входной элемент задержки, вход которого является входом устройства, два N-входовых весовых сумматора,, N-входной выходной сумматор, выход которого является выходом устройства, к каждому из N выходов входного элемента задержки подключен второй вентиль, точка соединения управляющих входов вторых вентилей соединена с выходом синхронизатора, между выходом каждого перг . вого .вентиля и соответствующим входом N-ВХОДОВОГО выходного сумматора включены последовательно вычитатель/другой вход которого соединен с выходим соответствующего второго вентиля, и элемент задержки, каждый вход каждого ,N-ВХОДОВОГО весового сумматора сое динен с выходом соответствующего второго вентиля 2

Однако данное устройство имеет недостаток, обусловленный тем, что определение номера участка сигнала. пораженного помехой, осуществляется путем деления двух аналоговых сигналов друг на друга. Недостаток проявляется двояко. Во-первых , когда номе участка сравнительно велик, то уровень напряжения на выходе делителя трудно правильно дешифровать, поскольку относительная разница между соседними уровнями уменьшается с уве личением номера (относительная разница между 1-ым и 2-ым уровнем сос2-1 , : 1, а между десятым тавляет 0,1). Вои одинадцатым еторых, если, помеха, поразившая сиг нал, мала по амплитуде (или помех во обще нет), то делитель осуществляет практически операцию деления нуля на нуль, что приводит к Неопределенности его выходного сигнала. В обоих случаях номер участка может быть определен неверно, что приводит к сбоя в работе устройства, т.е. к понижению помехозащищенности. . Цель изобретения - повышение поме хозащищенности. I Поставленная цель достигается тем что в устройство для подавления импульсных помех в сигнале с информа ционной избыточностью, содержащее синхронизатор, N первых вентилей, входной элемент задержки, вход которого является входом устройства, два N-ВХОДОВЫХ весовых сумматора, N-BXOдовой выходной сумматор, выход которого является выходом устройства, к каждому из N выходов входного элемен та задержки подключен второй вентиль точка соединения управляющих входов вторых вентилей.соединена с выходом синхронизатора, между выходом каждого первого вентиля и соответствующим входом N-ВХОДОВОГО выходного сумматора включены последовательно вычитатель, другой вход которого соедине с выходом соответствующего второго вентиля, и элемент задержки, каждый вход каждого N-входового весового сумматора соединен с выходом соответ ствующего второго вентиля, введены N-входовой контрольный сумматор, входы которого соединены с выходами соответствующих вторых вентилей, а выход - с ТОМКОЙ соединения управляю щих входов первых вентилей, и (N-2) дополнительных N-входовых весовых сумматоров, каждый вход каждого из которых соединен с выходом соответст вующего второго вентиля, между выходом каждого N-ВХОДОВОГО весового сумматора и дополнительного N-входового весового сумматора и входом соответствующего первого вентиля включен компаратор. На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства. Устройство для подавления импульсных помех в сигнале с информационной избыточностью содержит входной элемент 1 задержки, вторые вентили 2, синхронизатор 3 дополнительные N-входовые весовые сумматорыи N-BXOдовые весовые сумматоры 4, N-входовой выходной сумматор 5 компараторы 6, первые вентили 7. N-входовой контрольный сумматор 8, вычитатели 9 и элементы 10 задержки. Устройство работает следующим образом. ; Сигнал x(t) длительностью Т с выхода канала связи поступает на вход входного элемента 1 задержки, который задерживает его между каждой парой соседних отводов на время T/(N)CN отводов входного элемента 1 задержки, сигналы поступают на сигнальные входы вторых вентилей 2. Синхронизатор 3 открывает все вторые вентили 2 на интервал времени T/(N) в конце периода Т (когда начальный участок сигнала достигает последнего отвода входного элемента 1 задержки). Таким образом, принимаемый сигнал x(t) преобразуется в N одновременно существующих равных по длительности участков сигнала, т.е. в N-мерную вектор-функцию X(t). С выходов вторых йентилей 2 участки сигнала поступают на вход N-входовых весовых сумматоров Ц; которые могут содержать в частности делители на резисторах, дополненных при необходимости инверторами. С выходов N-ВХОДОВЫХ весовых сумматоров участки сигнала каждый со своим весом подаются на входы компараторов 6, осуществляющих сравнение этого сигнала .с нулевым уровнем. На выходе компаратора 6 появляется управляющее напряжение в гом случае, если сигнал на его входе равен нулю. Как будет показано далее, это управляющее напряжение появляется на выходе только одного компаратора 6, номер которого соответствует номеру участка сигнала, пораженного помехой. N-ВХОДОВОЙ контрольный сум5матор 8 вырабатывает сигнал, равный напряжению помехи, и этот сигнал поступает параллельно на сигнальные входы первых вентилей 7 На входы уменьшаемых вычитателей 9 подаются участки сигнала x(t) с выхода соответствующих вторых вентилей 2. На входы вычитаемого вычитателей 9 поступают сигналы с выхода соответствую щих первых вентилей 7- Поскольку все первые вентили 7i кроме одного, закрыты, то на входы вычитаемого везде подается напряжение, соответствующее нулю, .а с открытого первого вентиля 7 проходит сигнал, равный помехе,на вход вычитателя 9 с номером, соответ ствующим номеру участка, пораженного помехой.- - Таким образом, на выходе вычитателя происходит подавление импульсной помехи путем вычитания из сигнала, пораженного помехой, напряжения помехи. Помеха может иметь произвольную форму, но ограниченную длительность, не превышающую T/(N). Поэтому ее можно назвать импульсной На выходе вычитателей 9 получаются участки сигнала x(t), свободные от помех. Они поступают на входы соответствующих элементов 10 задержки, каждый из которых производит задержку сигнала на время, пропорционально ее номеру, умноженному на длительность участка сигнала T/(N)N-входовой выходной сумматор 5 производит линейное сложение участков сигнала, поступающих с выходов элементов 10 задержки. Таким образом, осуществляется обратное преобразование N-мерной вектор-функции X (t) в одномерный сигнал y(t), который отличается от принимаемого сигнала x(t) тем, что в нем отсутствует помеха. Для нормального функционирования предложенного устройства необходимо рационально выбрать коэффициенты передачи по каждому входу N-входовых весовых сумматоров Ц. Их рациональный выбор обусловлен следующими сооб ражениями. Два из N участков входного сигна ла x(t) являются избыточными. Они формируются на передающем пункте таКИМ образом, чтобы совокупность сигн лов x.(t) .. .xjt) при отсутствии помех удовлетворяла двум контрольным уравнениям -01 ... i°aiX-, Cl2z 2 - 2,. 7 где а..- постоянные коэффициенты, удовлетворяющие условию i-i«23-ci2ia j o при 1 j (2). Коэффициенты l-ro из уравнений (1) удобно взять одинаковыми и равными единице. Тогда сигнал, формируемый на выходе N-входового .контрольного сумматора 8, равен й,....-х (3) и при наличии помехи , искажающей i один из участков сигнала x(t), будет совпадать по форме и величине с этой помехой. Пусть, к примеру, помеха . исказила второй участок переданного сигнала, т.е. второй участок принят в виде ХлСС)- Согласно (1) получаем, что Л:( а, Ла ajiC, откуда при а,,-а,---.а,м ; (М имеем U. . Выходные сигналы сГ. .. ,N-входных весовых сумматоров определяются выражениями(5) А,.- причем коэффициенты связаны с коэффициентами а зависимостью . При отс тствии помех выходные сигналы N-ВХОДОВЫХ весовых сумматоров Ц равны нулю, что следует из справедливости выражения . .„д,, M.N, которое совпадает с () после подставки в него 2 из соотношений (l). При появлении помехи, исказившей один из участков сигнала, выходы всех N-ВХОДОВЫХ весовых сумматоров 4, кро-. ме одного, номер которого совпадает с номером искаженного участка, станут отличными от нуля и через компараторы 6 закроют соответствующие первые вентили 7- Например, при искажении второго участка выходной сигнал (f сумматора второго N-ВХОДОВОГО весового сумматора равен нулю, что следует из равенства нулю коэффициента Aj при Х. в выражени и (5) для (// . Рациональный выбор коэффициентов передачи по входам N-ВХОДОВЫХ весовых сумматоров ., обеспечивающий нормальное функционирование предлагаемого устройства, производится по формулам (2), () и (6).

Таким o6j3a3OM, предложенное устройство обладает более высокой помехозащищённостью.

Формула изобретения

Устройство для подавления импульсных помех в сигнале с информационной избыточностью, содержащее синхронизатор, N-пёрвых вентилей, входной элемент задержки, вход которого является входом устройства, два N-входовых весовых сумматора, N-входовой выходной сумматор, выход которого является выходом устройства, к каждому из tJ выходов входного элемента задержки подключен второй вентиль, точка соегдинения управляющих входов вторых вентилей соединена с выходом синхронизатора, между выходом каждого первого вентиля и, соответствуюи им входом N-входового выходного сумматора включены последовательно вычитатель, другой вход которого соединен с выходом соответствующего второго вентиля, и элемент задержки, каждый вход каждого N-входового весового сумматора соединен с выходом соответствующего второго вентиля, отличающеес я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены Nвходовой контрольный сумматор, входы которого соединены с выходами соответствующих вторых вентилей, а выходс точкой соединения управляющих входов первых вентилей, и (N-2) дополнительных N-вхбдовых весовых сумматоров, каждый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего второго вентиля, между выходом каждого N-ВХОДОВОГО весового сумматора и дополнительного N-входового весового сумматора и входом соответствующего первого вентиля включен компаратор,.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР ff 598255, кл. Н 04 L 3/02, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 04 L 3/02, 1973 (прототи/i).