Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме Советский патент 1982 года по МПК H04B7/02 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах разнесеш ного приема, построенных на принципе автовыбора канала с наибольшим отношением сигнал-шум.

По основному авт. св. № 879795 известно устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме, содержащее сумматор, к каждому из N входов которого подключены последовательно канальный фильтр, демодуля- ,„ тор Н ключ, блок принятия решения и блок сравнения, N выходов которого соединены с соответствующими входами блока принятия решения и управляющими входами ключей, а также содержащее генератор и гене- ,5 ратор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами блока принятия решения и блока сравнения между выходом генератора шума и дополнительным входом блока сравнения включен улравляе- 20 мый аттенюатор, к управляющему входу которого подключен, реверсивный счетчик, суммирующий и обнуляющий входы реверсивного счетчика соединены с соответствующими выходами блока принятия решения, а между выхо дом каждого демодулятора и соответствующими входами блока сравнения включен нор мализатор..

Блок сравнения содержит N цепей, каждая из которых состоит из соедвне ных последовательно двухвходового суммато|Я первый вход которого является соответствующим входом блока сравнения, формироватиш первого счетчика и первого злемента запрета, выход которого является выходом блока сравнения, между дополнительным входом и выходом первого злемента запрета включен второй счетчик, вторые входы двухвходовых сумматоров объединены и являются дополнительным входом блока сравнения, а другие входы первых злементов запрета первых и вторых счетчиков объединены и явля- ются тактовым входом блока сравнения.

Блок принятия решения выполнен в виде соединенных последовательно N-входового сумматора, входы которого являются. входами блока принятия решения, порогового злемента и первого блока запрета, выходы которюго являются cooTBeTCTByroinHN™ выходами блока принятия решения, межлу выходом N-входового сумматора и дополнительным входом п вого блока запрета включены последовательн компаратор и второй блок запрета, другой вход которого является тактовым входом бл ка принятия peuiemiHfij. В известном устройстве точность выбора каналов по отношению сигнал/шум определяется количеством разрядов управляемого аттенюатора, соединенного с реверсивным счетчиком, а быстродействие - частотой управ ляющих импульсов генератора тактовых импульсов. Ввиду тОто, что средняя частота смеси сигнал-шум на выходах сумматоров, входящих в блок сравнения, является случайной величиной, то для ее усреднения пери од следования тактовых импульсов TO (необходимых для периодического обнуления сч чиков числа периодов, входящих также в блок сравнения) должен составлять несколько десятков миллисекунд (практически TO 40 мс). Упомянутые выше тактовые импульсы являются одновременно управляющим импульсами реверсивного счетчика, соединенного с управляемым аттенюатором. Следовательно, максимально возможное время выбора канала с наибольшим отношением сигнал/шум определяется выражанием: Tg ( )TO ,где n - число разрядовуправляемого аттенюатора (при п 8 и TQ . 40 мс, Tg составляет около 10 с)- В течение времени, равного Tg, на выходе устройства входной сигнал представляет собой сумму сигналов со всех, не отключенных на данный момент времени, каналов разнесения, что снижает на время выбора каналов помехоустойчивость устройства. Другой недостаток известного устройства заключается в следующем. Если, например, на выходе NJ .канала имеется информационный сигнал с Uj,/U 10 и на выходе NJ.., канала присутствует информационный сигнал с Uc/Urn 8, тогда при нормировке смеси на выходе нормализатора на уровне, наприме равном 3 В, для отключения Nj. канала с U(,/U 8 необходимо в блок сравнения с выхода управляемого аттенюатора ввести не менее 2,34 В дополнительного шумового напряжения. Далее, допустим, что из-за изменения условий радиоприема отношение сиг нал/шум во всех каналах разнесения ухудша ется в два раза. Значит, для того, чтобы устройством был выбран NJ канал с текущи значением Up(Uf 5, необходимо уменьшит уровень дополнительного щума на выходе управляемого аттенюатора до величины 1,98 В. При n 8 и TO 40 мс перестройки уровня глума, шя данного примера занимает около 1,2 с и на это время в описанном устройстве происходит потеря информации. Таким образом, известное устройство обладает недостаточным быстродействием. Цель изобретершя - повышение быстродействия. Цель достигается тем, что в устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме, содержащем сумматор, к каждому из N входов которого подключены последовательно канальный фильтр, демодулятор и ключ, блок принятия решения и блок сравнения, N выходов которого соединены с соответствующими входами блока принятия решения и управляющими входами ключей, а также содержащем генератор шума и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с тактовыми входами блока сравнения и блока принятия решения, между выходами генератора щума и дополнительным входом блока сравнения включен управляемый аттенюатор, к управляющему входу которого подключен реверсивный счетчик, суммирующий и обнуляющий входы реверсивного счетчика соединены с соответствующими выходами блока принятия решения, а между выходом каждого демодулятора и соответствующими входами блока сравнения включен нормализатор, между первым дополнительным выходом блока принятия решения и управляющим входом генератора тактовых импульсов включен дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с вторым дополнительным выходом блока принятия рюшения, выход генератора шума соединен с входом управляемого аттенюатора через фильтр с перестраиваемой полосой пропускания, управляющий вход которого соединен с выходом дополнительного ключа, а обнуляющий и вычитающий входа реверсивного счетчика объединены. Блок принятия решения выполнен в виде соединенных последовательно N-входового сумматора, входы которого являются входами, а выход - первым дополнительным выходом блока принятия решения, компаратора, выход которого является вторым дополнительным выходом блока принятия решения, и элемента запрета, другой вход которого является тактовым входом блока принятия решения, к выходу N-входового сумматора подключен пороговый элемент, причем выход элемента запрета и порогового элемента является соответствующими выходами блока принятия решения. На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства. Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме содержит сумматор I, канальные фильтры 2. демодуляторы 3, ключи 4, нормализаторы 5, блок 6 сравйёния блок 7 принятия решения, генератор 8 шума, фильтр 9 с перестраиваемой полосой пропускания, управляемый аттенюатор 10, реверсивный счетчик 11,- дополнительный ключ 12, генератор 13 тактовых импульсов, N-входовый сумматор 14, пороговый элемент 15, компаратор 16 и элемент 17 запрета. Устройство для автовыбора каналов при разнесеннрм приеме работает следующим образом. i Сигнал с выхода канального фильтра 2, осуществляющего предварительную фильтрацию входного сигнала, поступает на вход демодулятора 3, с выхода которого низкочастотный сигнал поступает на сигнальный вход ключа 4 и на вход нормализатора 5. Нормализатор 5 представляет собой систему АРУ и производит нормировку уровня смеси сигнал-щум. Таким образом, на выходах нормализаторов 5 сигналы каналов разнесения отличаются содержанием уровня щума в смеси, причем уровень шума в смеси сигнал-шум на выходе нормализатора обратно пропорцион лен отношению сигнал/щум. Сигналы с выходов нормализаторов 5 поступают на сигнальны входы блока 6 сравнения, на тактовый вход которого поступают импульсы с выхода генератора 13. Дополнительное напряжение шума с выхода генератора 8 щума через фильтр 9 и управля мый аттенюатор 10 поступает на управляющий вход блока 6 сравнения. По мере увеличения уровня дополнительного щума на выходе управляемого аттенюатора 10 блок 6 сравнения последовательно формирует на своих выходах уровни напряжения, равные уровням логического нуля, причем первый уровень логического нуля появляется на том выходе блока 6 сравнения, который соответствует каналу с наименьщим отношением сигнал/шум. Уровень логического нуля с выхода блока 6 сравнения, поступая на управляющий вход соответствующего ключа 4, отключает прохож дение -сигнала от данного канала разнесения н выход сумматора 1. Одновременно урювни напряжения с выхода блока 6 сравнения поступают на входы блока 7 принятия решения. Каждый уровень, соответствующий логической единице, с выхода блока 6 сравнения, увеличивает уровень Напряжения на выходе входного сумматора 1 на величину Ди. Напряжение с выхода N-вхо ного сумматора 14 поступает на входы порог вого элемента 15 и компаратора 16. Компаратор 16 представляет собой сдвоенный компаратор с допусковой зоной входного сигнала равной 0,8-1,2 Ди. Если уровень выходного напряжения N-входового сумматора 14 находится в указанной допусковой зоне компаратора 16, что соответствует одному включенному каналу, то на выходе компаратора 16 формируется уровень напряжения, который закрывает дополнительный ключ 12 н одновременно запрещает прохождение через элемент 17 запрета тактовых импульсов на счётный вход реверсивного счетчика 11. Если в выбранном канале связи отношение сигнал/щум снижается ниже уровня, определяемого введенным в блок 6 сравнения уровнем щума, то на выходах N-входового сумматора 14 и порогового элемента 15 уровень выходного напряжения близок к нулю. Уровень логического нуля с выхода порогового элемента 15 поступает на обнуление реверсивного счетяика И. При обнулеюш реверсивного счетчика 11 на выходе управляемого аттенюатора 10 уровень щума близок к нулю. . При этом на выходах блока 6 сравнения появляются уровни логической единиць, соответствующие каналам разнесения, в которых отнощение сигнал/щум превыщает уровень пороговой чувствительности устройства к отношению сигнал/шум. На выходе N-входового сумматора 14 уровень напряжения определяется выражением UcyMM М-Ди, где М - количество каналов, отношения -сигнал/щум в которых превыщает пороговую чувствительность устройства к отношению сигнал/щум. При Ugy ли на выходе порогового элемента 15 появляется уровень логической единицы. Одновременно на выходе компаратора 16 формируется управляющий уровень напряжения, разрешающий прохождение через элемент 17 запрета на счетный вход реверсивного счетчика II импульсов с выхода генератора 13 и открывающий дополнительный ключ 12. При этом период следования иIvmyльсов генератора 13 определяется выражением Т М-ли-То/Кг, где Kj- крутизна управления генератора 13; период следования импульсов генератора 13 при отсутствии управляющего напряжения. Каждый импульс, поступающий на счетный вход реверсивного счетчика И, на одну стуценьку увеличивает уровень шума на выходе управляемого аттенюатора 10, подключенного к блоку 6 сравнения, что приводит к последовательному отключению каналов разнесения. Таким образом, уровень напряжения на выходе N-входового сумматора 14 дискретно уменьшается на величину ди. Одновременно с уменьшением напряжения на выходе N-BXonoBoro сумматора 14 обратно про-,.

порционально регулируется период следовалтя тактовых импульсхэв генератора 13 и прямо пропорционально меняется частота среза фильтра 9 с целью регулировки полосы шума для вьгаолнения, условия

Т fmcp const,

где f рр - средняя частота шума на выходе фильтра 9.

Вьтолнение этого необходимо для того, таобы при изменяющемся периоде следовашш тактовых импульсов среднее число пересечений шумом нулевой линии за время меж|ДУ двумя тактовыми импульсами оставалось постоянным.

Уровень напряжения на выходе N-входового сумматора 14 уменьшается до тех пор, пока Не попадет в допусковую зону компаратора 16, который при этом запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент 17 запрета и переводит дополнительный ключ 12 в состояние закрыто. На этом заканчивается процесс выбора канала с наибольшим отношением сигнал/щум.

Тех1шко-экономический эффект предлагаемого изобретения заключается в повышении быстродействия устройства в процессе выбора каналов.

В устройстве-прототипе максимально возможное время выбора каналов составляет TB (- 1) TO и при п 8 и TO 40-10-3 с, IB Ш с.

В предлагаемом устройстве время выбора каналов определяется выражением

. .f:.% ь .

в

N Кр-ли-Н1 1

при п 8, N 5, K.i- 7,5 Гц/В, TO 40-10-3 с, ли 1В, TB 2,8 с. (В приведенной выше. формуле .для времени выбора канала в предлагаемом устройстве, для простоты предполагается, что кан.алы разнесения по всему диапазону изменения отношения сигнал/шум распределены равномерно).

В предлагаемом устройстве, по- сравнению с устройством-прототипом, за счет изменения алгоритма работы блока принятия решения ус1:ранены потери информации на время выбора каналов.

Формула изобретения

1.Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме по авт. св. 879795, о тличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, между первым дополнительным выходом блока принятия решения

и управляющим входом генератора Тактовых импульсов включен дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с вторым дополнительным выходом блока принятия решения, выход генератора шума соединен с входом управляемого аттенюатора через фильтр с перестраиваемой полосой пропускания, управляющий вход которого соединей с выходом дополнительного ключа, а обнуляющий и вычитающий входы реверсивного счетчика объединены.

2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что блок принятия решения вьшолнеи в виде соединенных последовательно N-входового сумматора, входы которого являются входами, а выход - первым дополнительным выходом блока принятия решения, компаратор, выход которого является вторым дополнительным входом блока принятия решения и элемента запрета, другой вход которого является тактовым входом блока- принятия решения, к выходу N-входового сумматора подключен пороговый элемент, причем выходы элемента запрета и порогового элемента являются соответствующими выходами блока принятия решения.

Источники информаиии, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №879795, кл. Н 04 В 7/02, 1981.

ЧCTb

«о

Ж

if

I Г

3511

CNI

t