Устройство обработки видеосигналов детекторного приемника Советский патент 1983 года по МПК H04B1/10 H04B1/22 

1

Изобретение относится к приемным устройствам и может быть использовано в оптической локации и видеотрактах радиотехнических систем для обнаружения и временной привязки импульсных .сигналов с широким динамическим диапазоном при наличии помех и фиксированной средней частоте ложных тревог.

Известны устройства обработки видеосигналов детекторных приемников с динамическим диапазоном входных сигналов, в которых сжатие динамического диапазона, производится автоматическим регулятором усиления по сигналам (АРУС), обеспечивающим высокую линейность приемного тракта и, соответственно, малые пог решности временной привязки сигналов. При этом исполнительньга элемент АрУС может находиться в тракте несущей частоты 2, либо в видеотракте 3, либо в обоих трактах

Для стабилизации средней частоты ложных тревог приемника при работе в широком динамическом диапазоне помех в устройстве обработки видеосигналов необходимо вводить автоматический регулятор усиления по щумам (АРУШ).

Известны устройства обработки видеосигналов детекторных приемников с щирокими динамическими диапазонами сигналов и помех, содержащих АРУС и АРУШ 4.

Наличие в детекторном приемнике двух автоматических регуляторов (АРУС и АРУШ) значительно усложняет его конструкцию, настройку и ухудщает его динамические параметры.

Однако основным недостатком указанных устройств является то, что они не мо10гут быть эффективно (с точки зрения возможности одновременной реализации предельной реальной чувствительности приемника и максимальной точности временной привязи сигналов в широких динамических )5 диапазонах сигналов и шума) использованы в приемниках, когда интенсивность регистрируемых сигналов случайна при низкой частоте их следования, так как для достижения необходимого усиления приемного тракта АРУС требуется достаточно 20 продолжительная последовательность сигнальных импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для выделения оптических сигналов, содержащее m-каскадный видеоусилитель с регулируемым коэффициентом усиления и с линиями задержки на входе каждого каскада усиления, соединенный с блоком автоматической регулировки усиления по шумам, блок обнаружения и временной привязки сигналов (блок ОВПС), соединенный со входом видеоусилителя, и элемент. ИЛИ 5. Однако ха|)актеристики известного устройства резко ухудшаются нри работе устройства на фоне помех, интенсивность которых изменяется в широком динамическом диапазоне. Цель изобретения - снижение погрешности временной привязки импульсных сигналов, флуктируюш,их по амплитуде в широком динамическом диапазоне на фоне помех, интенсивность которых меняется также в широком динамическом диапазоне. Для достижения указанной цели в устройство обработки видеосигналов детекторного приемника с автоматической стабилизацией средней частоты ложных тревог, содержащее т-каскадный видеоусилитель с регулируемым коэффициентом усиления и с линиями задержки на входе каждого каскада усиления, соединенный с блоком автоматической регулировки усиления по шумам, блок обнаружения и временной привязки сигналов (блок ОВПС), соединенный со входом видеоусилителя; и элемент ИЛИ, введены дополнительно m блоков ОВПС, m-1 вентилей, m линий задержки, причем вход каждого каскада усиления видеоусилителя через последовательно соединенные блок ОВПС и линию задержки подключен к входам элемента ИЛИ, выход каждого блока ОВПС (кроме первого) подключен к входу вентиля, выход которого подключен к входу «Запрет блока ОВПС и второму входу вентиля последующего каскада усиления, выход первого блока ОВПС подключен к входу «Запрет блока ОВПС и второму входу вентиля второго каскада усиления видеоусилителя. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства обработки видеосигналов детекторного приемника с автоматической стабилизацией средней частоты ложных тревог. Устройство содержит т-каскадный видеоусилитель 1 с регулируемым коэффициентом усиления, линию 2 задержки на входе каждого каскада 3 усиления видеоусилителя 1, блок 4 автоматической регулировки - усиления по шумам (АРУШ): блоки 5 ОВПС вентили 6, линии 7 задержки, элемент ИЛИ 8 Предлагаемое устройство обработки видеосигналов детекторного приемника работает следующим образом. С выхода детектора смесь сигнала с шумом поступает на вход устройства, где разветвляется на вход видеоусилителя 1 и блок 5 ОВПС. На чертеже показан случай, когда управляющее напряжение с выхода АРУШ 4 подается на каждый каскад 3 усиления видеоусилителя 1. В общем случае, в завис.имости от требуемой глубины регулирования, количество каскадов, охваченных обратной связью, может быть различным. Кроме того, система автоматической стабилизации уровня шума на выходе устройства обработки может быть выполнена и по другой схеме (например, по многопетлевой). В видеоусилителе 1 сигнал проходит через ш последовательно соединенных каскадов 3 усиления, на входе каждого из которых включены линии 2 задержки. На вход каждого блока 5 ОВПС поступает сигнал с шумов с выхода соответствующего каскада 3 усиления видеоусилителя 1. В блоках 5 ОВПС осуществляется обнаружение и временная привязка, сигналов, амплитуда которых превышает выставленный пороговый уровень амплитудных дискриминаторов соответствующих блоков ОВПС. При амплитуде сигнала, превышающей порог обнаружения первого блока 5 ОВПС (на чертеже левого), стандартный сигнал с выхода этого блока через линию 7 задержки и элемент ИЛИ 8 поступает на выход устройства. Чтобы усиленные по амплитуде сигналы с выходов соответствующих последующих каскадов 3 усиления видеоусилителя 1 не проходили па выход устройства, на запрещающие входы последующих блоков 5 ОВПС с выхода первого блока 5 ОВПС поступает стандартный сигнал, закрывающий эти блоки. На второй блок 5 ОВПС этот сигнал поступает непосредственно с выхода первого блока 5 ОВПС, а на последующие - через соответствующее количество последовательно соединенных вентилей 6. На последний блок 5 ОВПС (на чертеже крайний справа) сигнал проходит через m-1 вентилей 6. Линии 2 задержки на входе каждого каскада 3 усиления видеоусилителя 1 служат для временной задержки сигнала на выходе соответствующего блока 5 ОВПС. Величина их задержки должна быть такой, чтобы запрещающий сигнал на запрещающий вход последующего блока 5 ОВПС поступал бы раньше, чем усиленный сигнал с выхода соответствующего каскада 3 на сигнальный вход этого блока. Если амплитуда входного сигнала недостаточна для срабатывания первого блока 5 ОВПС, то сработает тот из последующих блоков 5 ОВПС, на выходе которого усиленный в видеоусилителе 1 сигнал с выхода соответствующего каскада 3 превысит пороговый уровень амплитудной дискриминации этого блока 5 ОВПС. Так же, как и в предыдущем случае, сигнал с выхода сработавшего блока 5 ОВПС проходит через свою линию 7 задержки, а элемент ИЛИ 8 на выход устройства, а также поступает на входы запрета всех последующих блоков 5 ОВПС. В режиме приема .мини.мальных сигналов срабатывает только последний блок 5 ОВПС. Значения задержек сигналов

в линиях 7 задержки выбираются из условия одновременности появления сигнала на выходе устройства независимо от амплитуды входного сигнала и определяются временными задержками в соответствующем количестве линий 2 задержки и каскадов 3 усиления и соответствующего блока 5 ОВПС. Поэтому линия 7 задержки на выходе первого блока 5 ОВПС должна иметь максимальное время задержки, а на выходе последнего блока 5 ОВПС такая линия задержки отсутствует.

Автоматическая стабилизация уровня ложных тревог на выходе устройства осуществляется блоком 4 АРУШ, на вход которого поступает смесь сигнала и шума с последнего каскада 3 усиления видеоусилителя 1.

Количество каскадов 3 усиления видеоусилителя 1 и количество блоков 5 ОВПС определяется отнощением требуемого динамического диапазона устройства обработки видеосигналов детекторного приемника к

, динамическому диапазону одного каскада видеоусилителя, причем для исключения временных ощибок на пороге срабатывания соседних блоков 5 ОВПС динамический диапазон последних должен несколько превыщать динамический диапазон каскадов 3 усиления видеоусилителя. Синхронное появление стандартных импульсов на выходе устройства при различных амплитудах входных сигналов во всем рабочем диапазоне их значений (т.е. независимо от того, с какого блока 5 ОВПС сигнал прошел на вьгход предлагаемого устройства) обеспечивается введением линий 7 задержки, о величине временной задержки которых было сказано выше. Временное положение стандартного импульса на выходе устройства жестко привязано к моменту появления входного сигнала на входе устройства и не зависит от его амплитуды в широком динамическом диапазоне. Параллельно-последовательная обработка сигналов в шумах с большим динамическим диапазоном (как сигналов, так и шумов) обеспечиваемая дополнительно введенными блоками 5 ОВПС, вентилями 6, линиями 7 задержки и элементом ИЛИ 8, позволяет исключить все регулировкипредшествующего детектора приемника и сохранить его оптимальный режим работы, что способствует сохранени-ю предельных порогововременных характеристик предлагаемого устройства ъ любых точках динамических диапазонов сигналов и помех (щумов).

Предлагаемое устройство достаточно просто реализуется на серийно выпускаемых отечественной промышленностью электрорадиоэлементах. Линии задержки могут быть выполнены на отрезках коаксиального кабе/ я типа РК либо в микрополосковом исполнении. Блоки ОВПС, производящие обнаружение сигналов с привязкой их временного положения, строятся на быстродействующих компараторах типа 597СА1.

Достоинствами предлагаемого устройства обработки видеосигналов детекторного. приемника по сравнению с известными этого класса являются предельные порогововременные характеристики в широких динамических диапазонах сигналов и помех изза высокой линейности амплитудной характеристики устройства для сигналов как при любой (в рабочем диапазоне) их амплитуде, так и при любой (в рабочем диапазоне) интенсивности помех, а также сохранение предельных порогово-временных характеристик устройства при любой частоте следования сигнальных импульсов вследствие автоматического выбора неискаженного сигнального импульса, подаваемого на обнаружение и формирование стандартного импульса, определяющего временное положение сигнала.

Внедрение предлагаемого устройства обработки видеосигналов детекторного приемника позволит заменить щирокую номенклатуру известных аналогичных устройств, которые в широких диапазонах сигналов и помех могут решать только частные задачи.

25

Формула изобретения

Устройство обработки видеосигналов детекторного приемника с автоматической стабилизацией средней частоты ложных тревог, содержащее т-каскадный видеоусилитель с регулируемым коэффициентом усиления и с линиями задержки на входе каждого каскада усиления, соединенный с блоком автоматической регулировки усиления по шумам, блок обнаружения и временной

5 привязки сигналов (блок ОВПС), соединенный с входом видеоусилителя, и элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности временной привязки импульсных сигналов, флуктуирующих по амплитуде в широком динамическом диапа0 зоне на фоне помех, интенсивность которых меняется также в широком динамическом диапазоне, в него введены дополнительно m блоков ОВПС, m-1 вентилей, m линий задержки, причем вход каждого каскада усиления видеоусилителя через последователь5но соединенные блок ОВПС и линию задержки подключен к входам элемента ИЛИ, выход каждого блока ОВПС (кроме первого) подключен к входу вентиля, выход которого подключен к входу «Запрет блока

Q ОВПС и второму входу вентиля последующего каскада усиления, выход первого блока ОВПС подключен к входу «Запрет блока ОВПС и второму входу вентиля второго каскада усиления видеоусилителя.

5Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 504293, кл. Н 03 G 3/00, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 496651, кл. Н 03 G 3/20, 1976.

3.Патент США № 3003065, кл. 250-207, 1961.

4Авторское свидетельство СССР № 434566, кл. Н 03 G 3/22, 1974.

5Авторское свидетельство СССР

№ 324508, кл. G 01 J 1/44, 1972 (прототип).

выход