Устройство обнаружения искажений дискретной информации в канале связи для приемников частотно-манипулированных сигналов

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмкСоцмапмстмческмкРеспублик745008, с присоединением заявки М (23) Приоритет Гооударствениый комитет СССР(53).УД К 621.394. .181(088.8) оо делам изобретений н открытийОпубликовано 30.06,80. Бюллетень %24 Дата опубликования описания 30,06.80 Ю. А. Михайлов,;Г. А. Нилов, А. В. Сиповский;Г. И. Шапиро и Л. Г, Зеленко(72) Авторы изобретения гГосударственное союзное конструкторско-технологическоебюро по проектированию счетных машин и Опытный завод(54) УСТРОЙСТВО ОБНАРУЖЕНИЯ ИСКАЖЕНИЙ ДИСКРЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ В КАНАЛЕ, СВЯЗИ ДЛЯ ПРИЕМНИКОВ ЧАСТОТНО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ 1Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для обнаружения искажений частотно-манипулированных сигналов, вызванных помехами в канале связи.По основному авт. св. % 387532 известно устройство обнаружения ис кажений в канале связи для приемников частотно-манипулированных сигналов, состоящее из формирующего узла, выход которого одновременно подключен к входам1 О информационного и, по числу используемых частот, контрольных каналов, выход формирующего узла подключен к входу детекторов качества сигналов, состоя 15 щих из последовательно соединенных филы ра второй гармоники сигнала, детектора, фильтра нижних частот и порогового узла, при этом выходы детекторов качества сигналов объединены схемой ИЛИ.Однако известное устройство имеет недостаточную чувствительность к помехам, сильно искажающим форму сигнала. 2Цель изобретении - повышение достоверности обнаружения искажений.Для этого в устройство обнаружения искажений в канале связи для приемников частотно-манипулированных сигналов, состоящее из формирующего узла, выход которого одновременно подключен к входам информационного и по числу исполь зуемых частот, контрольных каналов, выход формирующего узла подключен к входу детекторов качества сигналов, состоящих из последовательно соединенных фильтра второй гармоники сигнала, детектора, фильтра нижних частот и порогового узла, при этом выходы детекторов качества сигналов объединены схемой ИЛИ, введены последовательно соединенные блок дифференцирования, дополнительный детектор и дополнительный пороговый блок, при этом вход блока дифференцирования соединен с выходом формирующего узла, а выход дополнительного порогового блока подключен к дополнительному входу схемы ИЛИ.3 . 74На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предложенного уст- ройства;на фиг. 2, 3 и 4 - графики, поясняющие принцип работы устройства.Устройство обнаружения искаженийсодержит формирующий узел 1, блок дифференцирования 2, дополнительный детектор 3, дополнительный пороговый блок 4,схему ИЛИ 5 и детекторы качества 6сигналов, состоящие из фильтра второйгармоники 7, детектора 8, фильтра нижних частот 9 и порогового узла 10.Устройство работает следующим образом.Из входного синусоидального сигналав формирующем узле 1 формируетсяпоследовательность прямоугольных им пульсов со скважностью 2. Спектр такойпоследовательности состоит только из нечетных гармоник сигнала. Если на сигнал накладывается помеха в кайале связи, то форма его на выходе приемникастановится отличной от синусоидальной, в резулвгате чего скважность импульсов на выходе формирующегоузла1 перестает быть равной 2, и в еесйектре появляются четные гармоникисигнала. Наибольший уровень среди нихбудет иметь вторая гармоника. В детек: торах качества 6 контролируется уровень второй гармоники каждой из частот передачи. Если этот уровень превышаетпороговое значение, то по срабатывайию порогового узла 10 определяетсяпоявление помехи в канале связи.Зависимость напряжений второй гармоники в спектре последовательностипрямоугольных импульсов с периодом Тот изменения длительности этих импульсов(скважность - это отношение периода -следования импульсов к;их длительности) приведена на фиг. 2. По осиординат отложена нормированная величи. на напряжений второй гармоника У, апо оси абсцисс - длительность импульсовГ, Т-период следования импульсов.Эту зависимость можно получить, рас,ечитавуровни вторых гармоник для различных длительностей импульсов по известным формулам спектрального разложения последовательности прямоугольных импульсв.На фиг, 2 видно, что при изменениидлительности импульсов более чем на50% ото/Л уровень второй гармоникисигнала начинает падать, а следовательно, падает и чувствительность устрой":ства к помехам, вызывающим такие искажения.5008 ф С помощью конденсатора (на чертежене показан) в блоке дифференцирования 2 устраняется постоянная составляющая из спектра последовательности импульсов с выхода формирующего узла 1, Это приводит к тому, что на выходе конденсатора среднее значение напряжения станет равным нулю, т.е, произведение амплитудыположительного импульса на его длительности будет равно произведению амплитуды отрицательного импульса на его длительность (станут равны площади поло 10 жительного и отрицательного импульсов). Если сигнал не искажен помехой, то15,длительности положительного и отри-. цательного импульсов на выходе блока дифференцирования 2 равны между собой, так как скважность равна 2, В этом случае 1 амплитуды обоих импульсов будут одинаковы и имеют некую стационарную вели 20 55 са другой полярности, а 2 Ц -х- его амплитуда на выходе блока дифференцирования 2. Условием отсутствия постоянной составляющей на выходе конденсатора будет равенство х 1 =(2 У -х)Если сигнал искажен помехой, то изменяется соотношение между длительностями импульсов разных полярностей,при этом на выходе конденсатора изменяются их амплитуды (из условия равенства площадей следует, что более короткий импульс будет иметь большую амплитуду, а более длинный - меньшую). Амплитуды обоих импульсов станут отли-чаться от стационарного значения, С помощью детектора 3 и порогового блока 4осуществляется контроль за этим отклонением. Выход пороговогоблока 4 объединяется с выходами детекторов качества 6устройства по схеме ИЛИ 5,Зависимость величины отклонения.амплитуды импульсов на выходе блока40 дифференцирования 2 от стационарнойвеличины изменения длительностей импульсов приведена на фиг. 3, где по осиабсцисс отложены длительности импульсовТ, по оси ординат - абсолютная величи 45 на отклонения амплитуды этих импульсовот стационарного значения (амплитудыимпульсов при длительности их Т/ ),, Т - период частотысигнала, Д, - амплитуда импульсов на выходе. Эту зави, симость легко получить из следующихсоображений пусть 7 - длительностьимпульсов одной полярности, х - егоамплитуда на выходе блока дифференцирования 2, Т-длительность импуль7 450 5Т- Г ), откуда амплитуда импульсабудет х=2 У,Г-фТ, а абсолютная величина отклонения амплитуды импульсаот стационарного значения -(Х-Ыпфея ГЦ. Величина абсолютногототклонения амплитуды импульса от стационарной величины линейно растет приизменении (уменьшении или увеличении)вго длительности от величины Т/д .Таким образом, для случая с помехами, сильно искажающими форму сигнала,суммарная характеристика устройстваобнаружения искажений будет иметь вид,приведенный на фиг., 4 где по оси абсцисс отложена длительность импульсов 157, а по .оси ординат - напряжение Ц,вызванное, искажением сигнала помехой.в канале связи, в устройстве обнаружения искажений, Т - период частоты сигнала, У- амплитуда импульсов на выхо 20де формирующего узда 1. Из фиг. 4видно, что при малых нарушениях скважности большую чувствительность обеспечивает контроль по уровню гармо- .ники, а при больших нарушениях - по .величине отклонения амплитуды импульсовот стационарного значения на выходеблока дифференцирования 2,Сигнал из канала связи поступает наформирующий узел 1 который формирует 30из него последовательность прямоугольных импульсов.Конденсатором блока дифференцирования2 устраняется постоянная составляющаяиз спектра этой последовательности. Сит- З 5нал с выхода блока дифференцирования 08 62 детектируется детектором 3 и сравнивается на пороговом блоке 4 со станционарным напряжением, равным амплитуде импульсов при их скважности 2, В случае отклонения амплитуды от стационарного напряжения по величине, пороговый блок 4,срабатывает, что является сигналом о наличии помех.Использование предложенного устройства позволит сделать устройство обнаружения искажений дискретной инфор- . мации для приемника частотно-манипулированных сигналов чувствительным нв только к помехам, слабо искажающим форму сигнала; но и к помехам, сильно искажающим форму сигнала в канале связи, благодарячему повышается помехозащищенность передачи информации. формула изобретенияУстройство обнаружения искажений дискретной информации в канале связи для приемников частотно-манипулированных сигналов по авторскому свидетельству М 387532, о т л и ч а ю щ е в с я тем что, с целью повышения достоверности обнаружения искажений введены последовательно соединенные блок дифференцирования, дополнительный детектор и дополнительный порого-вый блок, при этом вход дифференцирова- ния соединен с выходом формирующего узла а выход дополнительного порогового блока подключен к дополнительному входу схемы ИЛИ.Ъ745008 фиг Составитеп А. Меньшикова Абрамова Техред Э. фечо Корректор И, Муска