Устройство распознавания узкополосного синусоидального сигнала

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СоввтсннкСфцналнстнчвсннхРвсвубяни и 917190(5 )М. Кл,6 06 К 9/00 9 ауаарстаевй каеатет СИР ае давая ааарвтеей н атарьттнй(53) УДК 621,317. ,7 (088.8) Дата опубликования описании 3003.82(54) УСТРОЙСТВО РАСПОЗНАВАНИЯ УЗКОПОЛОСНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛАИзобретение относится к технике радиосвя синусондального сигнала, которое содержит зи в системах связи УКВ диапазона и может преобразователь частоты, к выходу которого быль использовано в раюоприемных устрой- . подключены последовательносоединенные листвах с дискретной перестройкой частоты., днкатор нуля, счетчик, дешифратор, второйИзвестно устройство распознавания узкопо- счетчик и второй дешифратор, причем уплосного синусоидального сигнала, содержащее ф равляющие входы счетчиков подключены к преобразователь частоты, выход которого че. соответствующим выходам блока управления, рез индикатор нуля подключен к входу схе- Тождественными признаками устройства явмы совпадения, второй вход которой иодкае. ляются преобразователь частоты, к выходу чен к выходу цепи, состоящей из послвдова; которого подключены последовательно соеди 10ттельнО соединенных опорного генератора и ге. пенные индикатор нуля н счетчик, последованератора селекторных импульсов, а выход со. тельно соединенные дешифратор, второй счетединен с входом цепи, состоящей из иослвдо. чнк и второй дешифратор, причем управляювательно соединенных счетчика, депщфраторе, . шие входы счетчиков подключены к соответвторого счетчика и второго дешифратора, при- ствующим выходам блока управления 2 .15чем управляющие входы счетчиков соедиИФИы Известное устройство обеспечивает и иль. с соответствующими выходами блока управ-. ное распознавание синусоидального ситнала ления ). в случае, когда частота распознаваемого сиг.Недостатком этого устройства являетм нала известна и неизменна, так как в завираспознавания синуаятдаль симости от значения частоты меняются ха20неизвестной или менявнцеися рактернстнки распознавания, прячЕм принекоторых значениях частоты сигнала, соотэким к предлагаемому явм- ветствующих среднеквадратической частотераспознавания узконолосногФ шума, надежность распознавания резко ухуд. низкая надежностьного сигнала счастотой.Наиболее блнется, устройство917190 На фиг, 1 представлена структурная схе.ма предлагаемого устройства; на фиг. 2 -50осциллограммы в различных точках устройства,В состав устройства входит усилитель 1промежуточной частоты (УПЧ), смеситель 2,гетеродин 3, фильтр 4 низкой частоты(ФНЧ), дифференцирующая цепь 5, второйиндикатор 6 нуля, третий счетчик 7, блок8 деления, первый индикатор 9 нуля, пер 3шается. Недостатком известного устройства является низкая надежность распознавания синусоидального сигнала с изменяющейся частотой.Целью изобретения является повышение на-. дежности распознавания узкополосного синусоидального сигнала с неизвестной или меняю. щейся частотой.Поставленная цель достигается тем, что в устройство распознавания узкополосного сину Е соидального сигнала, содержащее усилитель промежуточной частоты, смеситель, гетеродин, фильтр низкой частоты, первый индикатор нуля, два счетчика, блок управления, два дешифратора, выход второгр дешифратора соединен с выходной шиной, а вход - с выходом второго счетчика, первый вход - которого соединен с выходом первого дешифратора, а второй вход - с первым выходом блока управления, второй вы- . ход которого соединен со вторым входом первого счетчика, а третий выход - с третьим входом первого счетчика, пер. вый вход которого соединен с выходом первого индикатора нуля, вход которого подключен к выходу фильтра низкой час. тоты, вход которого подключен к выходу смесителя, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, а первый вход - к выходу усилителя промежуточной частоты, вход которого подключен к входной шине,30 введены дифференцирующая цепь, второй индикатор нуля, третий счетчик и блок деления, выход которого подключен ко входу первого дешифратора, первый вход - к выходу первого счетчика, третий вход - И к четвертому выходу блока управления,а второй вход - к третьему выходу блока управления и третьим входам первого и третьего счетчиков, выход которого подключен к четвертому входу блока деления, вто О рой вход - ко второму выходу блока уп. равления и второму входу первого счетчи. ка, а первый вход - к выходу второго индикатора нуля, вход которого подключен к выходу дифференцирующей цепи, вход 45 которой подключен к выходу фильтра низ. кой частоты и входу первого индикатора нуля. 4вый счетчик 10, первый дешифратор 11,второй счетчик 12, второй дешифратор 13,блок 14 управления,В статическом состоянии до подачи управляющих импульсов с выходов блока 14,управления в третьем, первом и второмсчетчиках 7, 10, 12 занесен код, соответст-.вующий условному нулю, при этом навыходе устройства нулевое напряжение,Работа устройства осуществляется еле.дующим образом,Распознаваемый сигнал, представляющийсобой синусоидальное колебание, модулированное по амплитуде или по частоте (фазе)модулирующим процессом (например речью)без,искажений проходит через УПЧ 1 сцентральной частотой Т и полосой пропус.кания ЬС , частотная характеристика которого согласована с шириной спектра радио.сигнала, и поступает на смеситель 2. Частота гетеролнна 3 выбирается несколько вышеверхней границы спектра частот распознаваемого сигнала или.ниже нижней границы спектра. Практически частота гетеродина 3"выбирается совпадающей с одной из граничных частотфполосы пропускания фильтраМ,сосредоточенной селекции УПЧ 1. При этомспектр распознаваемого сигнала без искажений переносится в область низких частоттаким образом, что нижняя граница спектрачастот близка к нулю, а верхняя границане превышает полосы пропускания Ьт УПЧ 1.Полученный процесс отфильтровывается с номощью ФНЧ 4, полоса пропускания котороголежит в районе частот О-Ь,Отфильтрованное напряжение (фиг, 2 - 15)поступает иа вход индикатора 9 нуля и через дифференцирующую цепь 5 - на входиндикатора 6 нуля, На выходах индикаторов6 и 9 нулей формируются последовательноети импульсов, временное положение которыхсоответствует моментам перехода через нульотфильтрованного напряжения (на выходеиндикатора 9) и отфильтрованного дифференцированного напряжения (на выходе индикатора б (фиг. 2; 16).1Цикл работы устройства начинается с фор.мирования блоком 14 управления импульсовсброса (фиг. 2-17, 2 - 18, интервал времени), поступающих на входы сбросатретьего, первого и второго счетчиков 7, 10и 12, блока 8 деления и записывающих вних код, соответствующий условному нулю.В момент времени з на управляющие вхо.ды третьего и первого счетчиков 7 и 10поступает импульс "Оценка" (фиг. 2 - 19) втечение длительности Т которого осуществля.ется подсчет числа импульсов с выхода индикаторов 6,9. По окончании этого импульса/5 10 с амплитудной или частотной модуляциейречевым процессом, сформированное отноше.ние сумм принимает значения в диапазоне0,9-1,2.Дзвяое различие значений сформиро.15 ванного отношения в случаях шума и синусоидального сигнала обусловливает распознавание последнего независимо от значенияего частоты. 20 5на управляющий вход блока 8 поступает им пульс "вычисление" (фиг. 2 - 20), интервал времени Ф -й, ), в течение длительности которого осуществляется деление числа импульсов, накопленных за время Т третьим счетчиком 7, на число импульсов, накоплен.ных эа тот же интервал времени первым счетчиком 16, Результат деления поступает йа вход первого дешифратора 11, который в ,зависимости от значения результата форми.рует или не формирует импульс на выходе.Импульс на выходе первого дешифратора 11 формируется в случае, если значение результата деления лежит в диапазоне от П 1 до П 2 (например от 0,9 до 1,2). Сформирован ные иа выходе первого дешифратора 11 им.пульсы накапливаются вторым счетчиком 12.Процедура оценки чисел импульсов с выхо.дов индикаторов б и 9, вычисления их отно. Шения и формирования импульса первым дешифратором 11 повторяется и раз. Если за и раз во втором счетчике 12 накопится е импульсов, на выходе второго дешифратора 13, т.е. на выходе устройства появляется напряжение (фиг, 2,21) длительностью Тп свидетельствующее о принятии решения о наличии на входе устройства распознавания узкополосного синусоидального сигнала, Затем блок 14 управления формирует импуль.сы "Сброс" и "Сброс 1", поступающие на третьи входы первого и третьего счетчиков 10 и 7, второй вход второго счетчика 12, блока 8 деления и подготавливающие к очередному циклу распознавания.В случае, если расноэнаваемый сигнал.шум,имеющий протяженный частотный спектр, опе.рация дифференцирования меняет соотноше.ние спектральных составляющих, в результате число переходов через нуль на интервале оценки Т для дифференцированного напряжения отличается от числа переходов через нуль недифференцированного напряжения на том же интервале Т. В этом случае результат деления, независимо от уровня шума, может принимать значение в некотором ограни.ченном интервале чисел, превышающих единицуЕсли распознаваемый сигнал - узкополосная синусоида с неизвестной или медленно меняющейся частотой, операция диффереици рования не меняет формы напряжения, оно по прежнему остается синусоидальным, Пфи, этом число переходов через нуль на интервале распознавания дифференцированного напряжения практически не отличается от числа переходов через нуль для недифференцн. рованного напряжения. В этом случае сфор. мированное отношение сумм импульсов, накопленных счетчиками 7 и 1 О, независимо ог 25 30 35 40 45 50 55 частоты распознаваемого синусоидального сигнала принимает значения, близкие к единице.В ходе экспериментального испьпания пред. лагавмого устройства при интервале Т распознавания:10 мс было установлено, что в случае шума значения отношений сумм прак. тически не выходят за грашщы интервала 1,4 - 1,7, а в случае синусоидального сигнала формула изобретения Устройство распознавания узкополосного синусоидального сигнала, содержащее усилитель промежуточной частоты, смеситель, гетеродин, фильтр низкой частоты, первый индикатор нуля, два счетчика, блок управления, два дещифратора, выход второго децвфратора соединен с выходной шиной, а вход - с выходом второго счетчика, первый вход которого соединен с выходом первого де шифратора, а второй вход - с первым выхо. дом блока управления, второй выход кото. рого соединен с вторым входом первого счетчика, а третий выход - с третьим входом первого счетчика, первый вход которого соединен с .выходом первого индикатора нуля, вход которого подключен к выходу фильтра низкой частоты, вход которого подключен к выходу смесителя, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, а первый вход - к выходу усилителя промежу. точной частоты, вход которого подключен к входной шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности распознавания узкополосного синусоидального сигнала, в него введены дифференцирую. щая цепь, второй ивдикатор нуля, третий счетчик и блок деления, выход которого под. ключен к входу первого дешифратора, пер. вый вход - . к выходу первого счетчика, третий вход - . к четвертому выходу блока управления, а второй вход - к третьему выходу блока управления и третьим входам первого и третьего счетчиков, выход которого подключен к четвертому входу блока деления, второй вход - к второму выходу блока управления и второму входу первого счетчика, а первый вход - к выходу второ917190 го индикатора нуля, вход которого подклю.чен к выходу диффереииирувщей цепи, входкоторой подключен к выходу фильтра низкой частоты и входу первого индикатора 6 8(Феюям Щи,8Составитель Н. Квш тор А, Власенко Техред А,Бабинец ректор У. Пономаренк о комитета СССР и открытийушская наб., д. 4/5 ППП "Патент", г. Ужгоро Проектная) 890 б 9 Тираж 73 ВНИИПИ Государстве но делам изобрет 113035, Москва, Ж, Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Известия ВУЗОВ СССР, "Радиоэлектроника", 1975, т. 18, Р 4, с. 16. з 2. "Вщиотехиика", 1970, т, 25, Мф 5, с. 33;