Устройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме

О П И С А Н И Е1982204ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. Н 04 В 7/02 с присоединением заявки РЙ -ЭВударстВВВЙ квмлтет ФСьР в делам вэабретекнй е открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОВЫБОРА КАНАЛОВ ПРИ РАЗНЕСЕННОМ ПРИЕМЕИзобретение относится к радиотехнике иможет быть использовано в системах разнесеьного приема, построенных на принципе автовыбора канала с наибольшим отношением сигнал-шум,По основному авт. св, М 0 879795 известноустройство для автовыбора каналов при разнесенном приеме, содержащее сумматор, ккаждому из ч входов которого подключеныпоследовательно канальный фильтр, демодуля.тор и ключ, блок принятия решения и блоксравнения, М выходов которого соединеныс соответствующими входами блока принятиярешения и управляющими входами ключей,а также содержащее генератор шума и гене.ратор тактовых импульсов, выход которогосоединен с тактовыми входами блока принятия решения и блока сравнениямежду вы.ходом генератора шума и дополнительнымвходом блока сравнения включен управляемый аттенюатор, к управляющему входу кото.рого подключен, реверсивный счетчик, суммирующий и обнуляющий входы реверсивногосчетчика соединены с соответствующими выхода 2ми блока принятия решения, а между выходом каждого демодулятора и соответствующими входами блока сравнения включен нормализаторБлок сравнения содержит й цепей, каждая из которых состоит иэ соединенных последовательно двухвходового сумматора,первый вход которого является соответствующим входом блока сравнения, формирователе,первого счетчика и первого элемента запретя,выход которого является выходом блокасравнения, между дополнительным входоми выходом первого элемента запрета включенвторой счетчик, вторые входы двухвходовых сумматоров объединены и являются до.полнительным входом блока сравнения, адругие входы первых элементов запрета первых и вторых счетчиков объединены и являются тактовым входом блока сравненияБлок принятия решения выполнен в видесоединенных последовательно ч.входовогосумматора, входы которого являются, входамиблока принятия решения, порогового элементаи первого блока запрета, выходы которого3являются соответствующими выходами блока принятия решения, между выходом М-входо вого сумматора и дополнительным входом п вого блока запрета включены последовательн компаратор и второй блок запрета, другой вход которого является тактовым входом бл ка принятия решениями И.В известном устройстве точность выбора каналов по отношению сигнал/шум определя. ется количеством разрядов управляемого аттенюатора, соединенного с реверсивным счетчиком,а быстродействие - частотой управ ляющих импульсов генератора тактовых им. пульсов. Ввиду того, что средняя частота смеси сигнал-шум на выходах сумматоров, входящих в блок сравнения, является слу. чайной величиной, то для ее усреднения пери од следования тактовых импульсов То (необходимых для периодического обнуления сч чиков числа периодов, входящих также в блок сравнения) должен составлять несколько десятков миллисекунд (практически То = 40 мс). Упомянутые выше тактовые им. пульсы являются одновременно управляющи импульсами реверсивного счетчика, соединенного с управляемым аттенюатором. Следова. тельно, максимально возможное время выбора канала с наибольшим отношением сигнал/шум определяется выражанием: Тв =(2"-1)То,где о - число разрядов управляемого аттенюатора (при и = 8 и То = 40 мс, Тв составляет около 10 с), В течение времени, равного Тв, 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 Й; канала имеется ииформацион. ный сигнал с.О /Ощ = 10 и на выходе й;канала присутствует информационный сигнал с Ос/О = 8, тогда при нормировке смеси на выходе нормализатора на уровне, наприме равном 3 В, для отключения й;.канала с О /О = 8 необходимо в блок сравнения с выхода управляемого аттенюатора ввести не менее 2,34 В дополнительного шумового напряжения. Далее, допустим, что иэ-эа из. менения условий радиоприема отношение сиг. нал/шум во всех каналах разнесения ухудшается в два раза. Значит,. для того, чтобы устройством был выбран 1 ч 1 канал с текущи значением О (О = 5, необходимо уменьшить уровень дополнительного шума на выходе управляемого аттенюатора до величины 1,98 В, При и = 8 и Т= 40 мс процесс перестройки уровня шума,;ня данного при 982204 4мера занимает около 1,2 с и на это времяв описанном устройстве происходит потеря ер. информации. Такцм образом, известное усто ройство обладает недостаточным быстродействием.Цель изобретения - повышение быстродействия.Цель достигается тем, что в устройство дляавтовыбора каналов при разнесенном приеме,1 О содержащем сумматор, к каждому из М входов которого подключены последовательноканальный фильтр, демодулятор и ключ, блокпринятия решения и блок сравнения, М выходов которого соединены с соответствую.15 шими входами блока принятия решения иуправляющими входами ключей, а также со .держащем генератор шума и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с ет- тактовыми входами блока сравнения и блока принятия решения, между выходами генератора шума и дополнительным входом блокасравнения включен управляемый аттенюатор, куправляющему входу которого подключен ми реверсивный счетчик, суммирующий и обнуляющий входы реверсивного счетчика соединеныс соответствующими выходами блока принятия решения, а между выходом каждого демодулятора и соответствующими входамиблока сравнения включен нормализатор, между первым дополнительным выходом блокапринятия решения и управляющим входомгенератора тактовых импульсов включен дополнительный ключ, управляющий вход которого соединен с вторым дополнительнымвыходом блока принятия решения, выходгенератора шума соединен с входом управляемого аттенюатора через фильтр с перестра.иваемой полосой пропускания, управляющийвход которого соединен с выходом дополнительного ключа, а обнуляющий и вычитающий40входы реверсивного счетчика объединены.Блок принятия решения выполнен в видесоединенных последовательно й-входового сум.матора, входы которого являются входами, р а выход - первым дополнительным выхо 45дом блока принятия решения, компаратора,вьиод которого является вторым дополнительным вьиодом блока принятия решения, и элемента запрета, другой вход которого является тактовым входом блока принятия ре 50 щения, к выходу М-входового сумматора под.ключен пороговый элемент, причем выходэлемента запрета и порогового элемента явля. м ется соответствующими выходами блока при.нятия решения.На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.Устройство для автовыбора каналов приразнесенном приеме содержит сумматор 1,9822 5канальные фильтры 2, демодуляторы 3, клю-чи 4, нормализаторы 5, блок 6 сравнения, блок 7 принятия решения, генератор 8 шума, фильтр 9 с перестраиваемой полосой пропускания, управляемый аттенюатор 10, реверсив- З ный счетчик 11, дополнительный ключ 12, генератор 13 тактовых импульсов, 1 ч.входовый сумматор 14, пороговый элемент 5, компаратор 16 и элемент 17 запрета.Устройство для автовыбора каналов при 10 разнесенном приеме работает следующим об.разом.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 сиг нал-шум, Таким образом, на выходах нормализаторов 5 сигналы каналов разнесения отличаются содержанием уровня шума в смеси, причем уровень шума в смеси сигнал.шум на выходе нормализатора обратно.пропорционален отношению сигнал/шум. Сигналы с выходов нормализаторов 5 поступают на сигнальные входы блока б сравнения, на тактовый вход которого поступают импульсы с выхода генератора 13. 30Дополнительное напряжение шума с выхода генератора 8 шума через фильтр 9 и управляемый аттенюатор 10 поступает на управляющий вход блока б сравнения. По мере увеличения уровня дополнительного шума 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 40 6 сравнения, который соответствует каналу с наименьшим отношением сигнал/шум, Уровень логического нуля с выхода блока 6 сравнения, поступая на управляющий вход соответствующего ключа 4, отключает прохождение сигнала от данного канала разнесения на выход сумматора 1.Одновременно уровни напряжения с выхода блока 6 сравнения поступают на входы блока 7 принятия решения. Каждый уровень,50 соответствующий логической единице, с выхода блока б сравнения, увеличивает уровень иапряжения на выходе входного сумматора 14 на величину ЬО, Напряжение с выхода й-входного сумматора 14 поступает на входы порогового элемента 15 и компаратора 1 б. Компаратор 16 представляет собой сдвоенный ком. паратор с допусковой зоной входного сигнала, равной 0,8 - 1,2 ЬО. Если уровень выходного 04 6напряжения й-входового сумматора 14 нахо.дится в указанной допусковой зоне компаратора 16, что соответствует одному включенному каналу, то на выходе компаратора 16формируется уровень напряжения, которыйзакрывает дополнительный ключ 12 и одновременно запрещает прохождение через эле.мент 17 запрета тактовых импульсов на счетный вход реверсивного счетчика 11,Если в выбранном канале связи отношение сигнал/шум снижается ниже уровня, определяемого введенным в блок б сравненияуровнем шума, то на выходах 1 ч-входовогосумматора 14 и порогового элемента 15 уровень выходного напряжения близок к нулю.Уровень логического нуля с выхода дорогового элемента 15 поступает на обнулениереверсивного счеиика 11. При обнулении ревер.сивного счетчика 11 на выходе управляемогоаттенюатора 10 уровень шума близок к ну.люПри этом на выходах блока 6 сравненияпоявляются уровни логической единицы, соот.ветствующие каналам разнесения, в которыхотношение сигнал/шум превышает уровеньпороговой чувствительности устройства к отношению сигнал/шум. На выходе М-входовогосумматора 14 уровень напряжения определя.ется выражениемО,ум =М ЛО,где М - количество каналов, отношения сигнал/шум в которых превышает пороговуючувствительность устройства к отношению сиг.нал/шум. При Ос мм ) ЬО на выходе поро.гового элемента 15 появляется уровень логи.ческой единицы. Одновременно на выходекомпаратора 16 формируется управляющийуровень напряжения, разрешающий прохождениечерез элемент 17 запрета на счетный вход ре.версивного счетчика 11 импульсов с выходагенератора 13 и открывающий дополнительныйключ 12. При этом период следования импульсов генератора 13 определяется выражениемТ= МОЛОТ,/Кгде Кг - крутизна управления генератора 13;То - период следования импульсов генератора 13 при отсутствии управляющего напряжения. Каждый импульс, поступающий на счетный вход реверсивного счетчика 11, на одну ступеньку 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 М.входового сумматора 14 дискретно уменьшается на величину ЬО. Одновременно с уменьшением напряжения на выходе й-вхолового сумматора 14 обратно про7 9822порционально регулируется период следованиятактовых импульсов генератора 13 и прямопропорционально меняется частота среза фильтра 9 с целью регулировки полосы шумадля выполнения условия 5Т 1, с;- сопзт,где 1, е, - средняя частота шума на выходефильтра 9,Выполнение этого необходимо для того,чтобы при изменяющемся периоде следова. Ония тактовых импульсов среднее число пересечений шумом нулевой линии за время меж.,ду двумя тактовыми импульсами оставалосьпостояннымУровень напряжения на выходе М-входового 15сумматора 14 уменьшается до тех пор, покане попадет в допусковую зону компаратора16, который при этом запрещает прохождениетактовых импульсов через элемент 17 запретаи переводит дополнительный ключ 12 в состояние "закрыто". На этом заканчиваетсяпроцесс выбора канала с наибольшим отноше.нием сигнал/шум.Технико- экономический эффект предлагае.мого изобретения заключается в повышениибыстродействия устройства в процессевыбораканалов.В устройстве. прототипе максимально возможное время выбора каналов составляетТв = (Х" - 1) То и при и = 8 и Т40,10-з с Тв - 10 с,В предлагаемом устройстве время выбораканалов определяется выражениемМ7 Й -1 "оЬ.И МХОМ 351=1 г ари и = 8, й = 5, К. = 7,5 Гц/В, Т(В приведенной выше формуле,для времениОвыбора канала в предлагаемом устройстве,для простоты предполагается, что каналы разнесения по всему диапазону изменения отношения сигнал/шум распределены равномерно). 04 8В предлагаемом устройстве, по сравнениюс устройством-прототипом, за счет измененияалгоритма работы блока принятия решенияустранены потери информации на время вы.бора каналов. Формула изобретения 1. Устройство для автовыбора каналов приразнесенном приеме по авт. св. 879795, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повы.щения быстродействия, между первым дополнительным выходом блока принятия решенияи управляющим входом генератора тактовыхимпульсов включен дополнительный ключ,управляющий вход которого соединен с вто.рым дополнительным выходом блока принятиярешения, выход генератора шума соединен свходом управляемого аттенюатора через фильтрс перестраиваемой полосой пропускания, управ.ляющий вход которого соединен с выходомдополнительного ключа, а обнуляющий и вычитающий входы реверсивного счетчика объе.ди иены,2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е.е с я тем, что блок принятия решения выполнен в виде соединенных последовательно М-вхо.дового сумматора, входы которого являютсявходами, а выход - первым дополнительнымвыходом блока принятия решения, компаратор,выход которого является вторым дополнительным входом блока принятия решения и элемента запрета, другой вход которого является тактовым входом блока принятия реше.ния, к выходу И.входового сумматора под.ключен пороговый элемент, причем выходыэлемента запрета и порогового элементаявляются соответствующими выходами блокапринятия решения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 879795,кл. Н 04 В 7/02, 1981,