Цифровой обнаружитель гармонических составляющих дельта модулированных сигналов

(56) Брунченко А.В, Цифровые обнаружители гармонических составляющих для сигналов с адаптивной дельта-модуляцией, -Электросвязь, 1987, гв 10, с. 19-21.(54) ЦИФРОВОЙ ОБНАРУЖИТЕЛЬ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ДЕЛЬТА- МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к технике цифровой обработки сигналов и может быть использовано в электро- и радиосвязи дляобнаружения гармонических составляюГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИ щих дельта-модулированных сигналов. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и точности обнаружения. Устройство содержит блок 1 синхронизации, постоянный запоминающий блок 2. первый 3 и второй 4 сумматоры по модулю два, первый 5 и второй 6 реверсивные счетчики, первый 7 и второй 8 блоки сумматоров по модулю два, компаратор 9, сумматор 10, ксммутатор 11 и пороговый блок 12. Поставленная цель достигае 1 "я введением компаратора 9 и коммутатора 11, обеспечивающих подключение к дополнительным входам сумматора 10 выходов первого 7 или второго 8 блока сумматоров по модулю два в зависимости от их наибольшего значения. 2 ил.Изобретение относится к технике цифровой обработки сигналов и может быть использовано в электро и радиосвязи для обнаружения гармонических составляющих дельта-модулированных сигналов.Целью изобретения является повышение помехоэащищенности и точности обнаружения.На фиг,1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - графики зависимости результата от фазы обрабатываемого сигнала,Устройство содержит блок синхронизации, постоянный запоминающий блок (ПЗБ) 2, первый 3 и второй 4 сумматоры по модулю шва, первый 5 и второй 6 реверсивный счетчики, первый 7 и второй 8 блоки сумматоров по модулю два, клмпаратор 9, сумматор 10, коммутатор 11 и пороговый блок 12.Устройство работает следующим обра зом.Входной дельта-модулированный сигнал (тип дельта-модуляции может быть достаточно произвольным: линейная дельта-модуляция, адаптивная и т.п., важно лишь, чтобы на интервале (цикле) обработки шаг обработки квантования можно было считать примерно постоянным) с помощью первого 3 и второго 4 сумматоров по модулю два перемножения на весовые коэффициенты, соответственно Я и С, которые считываются из ПЗБ 2 и равны Я = з 1 дп(з 1 п(2 л лепт и С = =з 1 дп(соз(2 к ЬпТ, где з 1 дп - знаковая функция; 10 - частота, подлежащая обнаружению; Т - период дискретизации дельта-модулированного сигнала; и - порядковый номер, соответствующий позиции символа дельта-модулированного сигнала в одном цикле обработки.Если 11 Т - длительность одного цикла обработки, то О,ий - 1, В начале каждого цикла обработки первый 5 и второй 6 счетчики обнуляются сигналом, подаваемым от соответствующего выхода блока 1 синхронизации, Выходные сигналы первого 3 и второго 4 суммирования по модулю 2 воздействуют на входы управления направлением счета первого 5 и второго реверсивных счетчиков и к концу каждого цикла на их выходах появляются двоичные числа А и В, определяемые выражениямиА = ) Х (пТ) з 1 дп(з 1 п(2 101; (1)о =0 ч В =,), Х (пТ) з 1 дп(соз(2 л 1 о 1; (2)п =0где Х(п Т) - входной депьта-модулированный сигнал.5 10 Эти величины являются приближенными выражениями интегралов, вычисляемых при оптимальной неконгерентной обработке сигналов, результат Ч которой для случая обнаружения гармонического сигнала частоты с неизвестной начальной фазой имеет видТ 2=(А + В ) = (О Х) Хт 15 20 25 30 35 40 45 50 55 х З 1 п 2 ЛЬ 0 Сдс) +2Т 2+О Х(1) соз 2 л и 2)2, (3)тгде (Т 2 - Т 1) - длительность одного циклаобработки, при этом А =А: В =В, Поицифровой обработке интегралы заменяютсясоответствующими суммами, что соответствует их приближенному вычислению по формуле прямоугольников, кроме того,синусоидапьные и косинусоидапьные компоненты квантуются на два уровня, что позволяет производить,умножения подзнаком сумм в (1) и (2) на одноразрядныевесовые коэффициенты, считываемые изПЗБ 2, и испольэовать в качестве перемножителей первой 3 и второй 4 сумматоры помодулю два. Старшие разряды первого 5 ивторого 6 реверсивных счетчиков о ределяют знак числа, а первый 7 и второй 8 блокисумматоров по модулю два служат дпя вычисления модулей величин А и В, сложениемодулей и сравнение полученной величиныс некоторым порогом осуществляются соответственно сумматором 10 и пороговымблоком 12, в результате чего принимаетсярешение о наличии ипи отсутствии гармонической составляющей частоты С, в спектредельта-модулированного сигнала Х(пТ),Оценка амплитуды гармонической составляющей производится на основе сложения модулей величин А и В, вычисляемых всоответствии с выражениями (1( и (2). Приэтом вычисление результата фильтрации есумматоре 10 производится по правилуЧ 2 = 2А+В+ щах (А ,В) . (4)1Решение о том, какая иэ величин (А) и (В)является наибольшей, принимается компаратором 9, выходной сигнал которого, поступает на управляющий вход коммутатора11, обеспечивает подачу на дополнительныевходы сумматора 10 наибольшей из величин(А) и (В),Приближенное сравнение точности вычислений в известном и предлагаемом устройствах можно провести исходя из того,что, как указывалось, величины А и В соответствуют интегралам в выражении (3) иприближенный анализ точности вычислений может быть произведен в области непрерывного времени т.Подставляя гармонический сигнал Х(1) = =Ч зп(2 1+ р) в подинтегральные функции равенства (3) после взятия интегралов, получаемА 1=А = - (зи Лют - зи р); (5)Чо)8= В = - соз у) - соз (Л в Т +) ;(6)Ч где Лсо- расстройка относительно частоты, фаза сигнала Х(1) при Лв= 0А =Ч созе; В =Ч зп ри результаты Ч вычислений, проводимых в известном (Чз) и предлагаемом (Ч 2) устройствах производятся по правиламЧз = Ч (1 соз ф 1 + 1 з 1 п 91); (7) ч 2= - (1 созр 1+1 зи р+12+ п 3 дх (1 соз Р 1 зи фф (8) На фиг.2 приведены зависимости Чз( р) и Ч 2(р), где в обоих вариантах сохраняется некоторая зависимость от фазы р, Максимальная относительная погрешность вычислений для известного устройства составляет Я - 10,414, в предлагаемом устойстве 2 - 1 = 0,115 (экстремум находится для Ч 2 подставкой корня уравненияб Ч 2ар= 0 в выражение (8), т,е. точность вычислений в предлагаемом устройстве повышена примерно в 4 раза. Формула изобретения Цифровой обнаружит ель гармонических составляющих дельта-модулирован 5 10 15 20 25 30 35 ных сигналов, содержащий последовательно содиненные блок синхронизации и постоянной запоминающий блок, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго сумматоров по модуля два, вторые входы которых являются входом цифрового обнаружителя, последовательно соединенные сумматор, к входам которого подключены выходы первого и второго блоков сумматоров по модулю 2, и пороговый блок, первый и второй реверсивные счетчики, соответственно обьединенные входы сброса и синхронизации которых подключены соответственно к второму и третьему выходам блока синхронизации, а выходы первого и второго сумматоров по модулю два подключены соответственно к входам управления первого и второго реверсивных счетчиков, выходы старших разрядов которых соединены соответственно с первыми входами первого и в.орого блоков сумматоров по модулю 2, причем вторые входы первого блока сумматоров по модклю 2 соединены с соответствующими выходами младших разрядов первого реверсивного счетчика. а вторые входы второго блока сумматоров по модулю 2 соединены с соответствующими выходами младших разрядов второго реверсивного счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоэащищенности и точности обранужения, введены последовательно соединенные компаратор, входы которого соединены с выходам первого и второго блоков сумматоров по модулю 2, и коммутатор, выходы которого соединены с дополнительными входами сумматоров, входы которого обьединены с информационными входами коммутатора,1626461 В, Пани ргентал Кор ктор Н. Лазаре ош ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 каз 289ВНИИ Составите Техред М Тираж 379 Подписноедарственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5