Приемное устройство Советский патент 1982 года по МПК H04B1/12 

(54) ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для приема аналоговых и импульсных сигналов при высоком уровне флуктуационных и импульсных помех малой длительности.

Известно устройство для подавления 5 импульсных помех, содержащее широкополосный усилитель и два канала обработки 1.

Однако известное устройство обладает недостаточной помехозащищенностью.)о

Наиболее близким к предлагаемому является приемное устройство, содержащее широкополосный усилитель, усилитель, демодулятор и вычитатель, к входам которого подключены соединенные по входам первый и второй каналы обработки, причем первый 5 канал обработки выполнен в виде последовательно соединенных первого в высокодобротного избирательного элемента, первого элемента задержки и первого сумматора, другой вход которого соединен с выходом пер- 20 вого высокодобротного избирательного элемента, второй канал обработки выполнен в виде соединенных последовательно второго элемента задержки, второго сумматора, другой вход которого соединен с входом

второго элемента задержки, и второго высокодобротного избирательного элемента, между выходами высокодобротных избирательных элементов обоих каналов и общей шиной включены соответственно первый и второй ключи, к точке соединения управляющих входов которых подключен генератор тактовых импульсов 2.

Недостатками известного устройства являются невысокая помехозащищенность по отношению к флуктуационным и импульсным помехам и ограниченность области его применения бинарными сигналами.

Цель изобретения - повышение помехозащищенности и расщирение области применения устройства на любые амплитудномодулированные сигналы.

Для достижения указанной цели в приемном устройстве, содержащем широкополосный усилитель, усилитель, демодулятор и вычитатель, к входам которого подключены соединенные по входам первый и второй каналы обработки , причем первый канал обработки выполнен в виде последовательно соединенных первого высокодобротного избирательного элемента, первого элемента задержки и первого сумматора, другой вход

которого соединен с выходом первого высокодобротного избирательного элемента, второй канал обработки выполнен в виде соединенных последовательно второго элемента задержки, второго сумматора, другой вход которого соединен с входом второго элемента задержки, и второго высокодобротного избирательного элемента, между выходами высокодобротных избирательных элементов обоих каналов и общей шиной включены соответственно первый н второй ключи, к точке соединения управляющих входов которых подключен генератор тактовых импульсов, между выходом щирокополосного усилителя и точкой соединения входов первого и второго каналов обработки включены последовательно преобразователь частоты и третий ключ, между выходом вычитателя и входом усилителя включен четвертый ключ, между выходом усилителя и входом демодулятора включен фильтр промежуточной частоты, а управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены с выходом генератора тактовых импульсов.

На фиг. представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Приемное устройство содержит широкополосный усилитель 1, демодулятор 2, вычитатель 3, первый высокодобротный избирательный элемент 4, первый элемент 5 задержки, первый сумматор б, второй элемент 7 задержки, второй сумматор 8, второй высокодобротный избирательный элемент 9, первый ключ 10, второй ключ 11, генератор 12 тактовых импульсов, преобразователь 13 частоты, третий ключ 14, четвертый ключ 15, фильтр 16 промежуточной частоты и усилитель 17.

Приемное устройство работает следующим образом.

Широкополосный усилитель 1 имеет постоянную времени 1у с Т, где Т - длительность полезного амплитудномодулированного. импульса. Полоса пропускания фильтра 16 выбирается равной -. Генератор 12 вырабатывает последовательность импульсов с частотой следования fp -If- и скважностью . Если приемное устройство используется в бинарной синхронной системе связи, в качестве генератора 12 может быть использован блок тактовой синхронизации.

Первый высокодобротный избирательный элемент 4 настраивается на промежуточную частоту fnp и имеет постоянную времени . Время задержки первого элемента 5 задержки выбирается равным А t Параметры элементов второго канала обрГаботкк идентичны параметрам элементов первого канала обработки, за исключением частоты настройки второго избирательного элемента 9 - fд , удовлетворяющей условиям /fnp - ГА / (Дпр-Гд / ГПР ) «1.

Если устройство предназначено для работы в диапазоне, требующем защиты от собственного шума, коэффициент усиления усилителя 1 выбирают достаточно большим чтобы отнощение сигнал/щум, полученное на его выходе, существенно не изменялось в последующем участке приемного тракта. Ввиду линейности обоих каналов обработки короткие помеховые импульсы ослабляются независимо от-их амплитуды и частоты.

Поступающий на вход приемного устройства полезный сигнал в виде примоугольного импульса длительностью Т с частотой высокочастотного заполнения f,. усиливается широкополосным усилителем 1 с относительно малой деформацией (растяжением) его фронтов (фиг. 26). Выходной сигнал преобразователя 13 с разностной частотой fnp проходит через третий ключ 14, вырезающий из импульса относительно короткий участок во времени запирания третьего ключа 14 управляющим импульсом генератора 12 (фиг. 2а), расположенным внутри интервала сигнального импульса (фиг. 2 в), на первый и второй каналы обработки.

Сигнал, поступающий в первый канал обработки на выходе первого высокодобротного избирательного элемента 4, имеет вид колебаний частоты fnp с возрастающей амплитудой, приращение которой за полупериод равно амплитуде исходного сигнала, т. е. интегрируется на высокой частоте. Это колебание прерывается (т. е. амплитуда резко падает до нуля) в момент воздействия на первый ключ 10 управляющего импульса, расположенного внутри интервала сигнального импульса, а после окончания действия сигнального импульса на входе канала переходит в колебание с постоянной амплитудой, существующее до прихода следующего импульса генератора 12 (фиг. 2). Этот сигнал складывается в первом сумматоре 6 с таким же сигналом, задержанным первьш элементом 5 задержки на полупериод его колебания (фиг. 2 г), что равнозначно нахождению изменения колебания за полупериод (т. е. дифференцированию на высокой частоте). В результате на выходе первого сумматора б получают сигнал, отличающийся от исходного только противофазными выбросами амплитуды на интервалах, соответствующих времени разряда первого высокодобротного избирательного элемента 4 (фиг. 2д). Этот сигнал поступает на первый вход вычитателя 3.

Сигнал, поступающий во второй канал обработки, складывается во втором сумматоре 8 с таким же сигналом, сдвинутым вторым элементом 7 задержки на полупериод его колебания (фиг. 2е), что равнозначно высокочастотному дифференцированию исходного сигнала, в результате чего на выходе второго сумматора 8 сигнал имеет вид коротких импульсов (фиг. 2 ж). При поступлении этих импульсов на вход второго высокодобротного избирательного элемента 9 они возбуждают в нем свободные колебания частоты Гд с амплитудой Uc исходного сигнала (фиг. 2з.) на интервале, соответствующем исходному сигнальному импульсу, а на последующем интервале, ограниченном моментом разряда второго высокодобротного избирательного элемента 9, в результате суперпозиции колебаний амплитуда может отличаться от амплитуды исходного сигнала максимально на величину Uc . Полученный на выходе второго высокодобротного избирательного элемента 9 сигнал поступает на второй вход вычитателя 3.

На выходе вычитателя 3 вследствие его линейности присутствуют оба разночастотных сигнала, поступивших на его входы с выходов обоих каналов обработки, а также выбросы амплитуды первого канала обработки. Выбросы вырезаются четвертым ключом 15, а колебание частоты д отфильтровывается фильтром 16 (последнее обеспечивается достаточной длительностью интервалов колебаний частоты Гд без изменения начальной фазы, т. е. выбранным периодом Т следования импульсов генератора 12).. Сигнал частоты , усиленный усилителем 17, демодулируется амплитудным демодулятором 2. Если устройство применяется для приема непрерывных сигналов, величина Т в выражениях параметров элементов устройства должна быть заменена величиной Т 1/2Гв , где fg - высщая частота в спектре сообщения.

При воздействии «а вход приемника короткого помехового импульса (.) на выходе широкополосного усилителя 1, настроенного на частоту f , он имеет вид затухающего колебания частоты fc длительностью . После преобразователя 13 этот импульс с разностной частотой fnp проходит через третий ключ 14 (предполагается, что помеховый импульс не перекрывается во времени с управляющим импульсом генератора 12) и поступает в равном отношении на первый и второй каналы обработки.

В первом канале обработки помеховый импульс на интервале его существования интегрируется на промежуточной частоте по его огибающей первым высокодобротным избирательным элементом 4, а выходное напряжение последнего одновременно дифференцируется на промежуточной частоте.

В результате этого на выходе первого канала обработки получается импульс, тождественный исходному помеховому импульсу, и выброс напряжения, соответствующий разряду первого высокодобротного избирательного элемента 4 управляющим импульсом, следующим после помехового импульса.

Помеховой импульс, поступивший во второй канал обработки, дифференцируется на промежуточной частоте и затем поступает на второй высокодобротный избирательный элемент 9. Для дифференцированного помехового импульса второй высокодобротный избирательный элемент 9 можно условно считать интегрирующим элементом, учитывая малую величину его относительной расстройки Дпр / W и малую длительность помехового импульса. Поэтому продукт обработки второго канала обработки сравнительно мало отличается от исходного помехового импульса и,

0 следовательно, от продукта обработки первого канала обработки, исключая интервал разряда высокодобротных избирательных элементов. Вследствие этого продукты обработки импульсной помехи компенсируются в большей своей части в вычитателе 3, и на выход последнего помеха проходит сильно ослабленной по сравнению с ее уровнем на входе устройства, причем имеет частоту Гд , не перекрываемую полосой пропускания фильтра 16. На выход вычитателя 3

проходит также выброс напряжения, образующийся в первом канале обработки при разряде первого высокодобротного избирательного элемента 4. Так как этот выброс совпадает во времени с управляющим импульсом, он исключается из приемного тракта четвертым ключом 15. Для .того, чтобы помеховый импульс приблизительно одинаково передавался обоими каналами, как это описано выше, необходимо, чтобы передний фронт помехового импульса не вырезался

0 разрядом высокодобротных избирательных элементов. Поэтому при поступлении на вход приемника помехового импульса, передняя часть которого перекрывается во времени управляющим импульсом, его начало на входе каналов приводится к моменту окончания разряда высокодобротных элементов посредством ключа 14, вырезающего предшествующую этому моменту часть помехового импульса.

Поскольку флуктуационный щум можно рассматривать как суперпозицию коротких помеховых импульсов, можно утверждать, что ослабляются также флуктуационные помехи как внешние, так и собственный щум входного широкополосного усилителя.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает повышенной помехоустойчивостью при воздействии импульсных помех и выбросов флуктуационного шума.

Формула изобретения

Приемное устройство, содержащее широкополосный усилитель, усилитель, демодулятор и вычитатель, к входам которого подключены соединенные по входам первый и второй каналы обработки, причем первый канал обработки выполнен в виде последовательно соединенных первого высокодобротного избирательного элемента, первого элемента задержки и первого сумматора, другой вход которого соединен с выходом первого высокодобротного избирательного элемента, второй канал обработки выполнен в виде соединенных последовательно второго элемента задержки, второго сумматора, другой вход которого соединен с входом второго элемента задержки, и второго высокодобротного избирательного элемента, между выходами высокодобротных избирательных элементов обоих каналов и общей шиной включены соответственно первый и второй ключи, к точке соединения управляющих входов которых подключен генератор тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехозашишенности, между выходом широкополосного усилителя и точкой соединения входов первого и второго каналов обработки включены последовательно преобразователь частоты и третий ключ, между выходом вычитателя и входом усилителя включен четвертый ключ, между выходом усилителя и входом демодулятора включен фильтр промежуточной частоты, а управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены с выходом генератора тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 756650, кл. Н 04 В 1/12, 1977 (прототип).

а