Устройство защиты от импульсных помех

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 16 В 1 10 ЮЬь.)щч 1 1 Р тд ",Р 1 Ал САНИЕ ИЗОБРЕТЕН 1 т А ВТОРС КОМ СТВУ ДЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 788393, кл. Н 04 В 1/10, 1980.Авторское свидетельство СССР М 1424126, кл, Н 04 В 1/10, 1987,(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ИМПУЛ ЬСНЫХ ПОМЕХ(57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в составе радио- приемных устройств, работающих в условиях воздействия импульсных помех. Цель изобретения - уменьшение остатка импульсных помех с пологим передним фронтом. Устройство защиты от импульсных помех содержит первый элемент 1 задержки, прерыватель 2, блок 3 регулируемой задержки, усилитель-ограничитель 4, импульсный детектор 5, формирователь 6 прямоугольного импульса переменной длительности, усилитель 7 с регулируемым порогом ограничения, фильтр 8 биений, детектор 9 биений, блок 10 формирования напряжения, пропорционального крутизне переднего и заднего фронтов импульсной помехи, усилитель 11 с регулируемым коэффициентом усиления. Устройство позволяет сформировать блокирующий импульс с учетом длительности переднего и заднего фронтов импульсной помехи, чем и обеспечивается уменьшение остатка импульсной помехи на выходе устройства, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.55 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в составе радио- приемных устройств, работающих в условиях воздействия импульсных помех.Цель изобретения - уменьшение остатка импульсной помехи с пологим передним фронтом.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства защиты от импульсных помех; на фиг, 2 - структурная электрическая схема формирователя прямоугольного импульса переменной длительности; на фиг, 3 - структурная электрическая схема блока регулируемой задержки; на фиг. 4 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.Устройство защиты от импульсных помех содержит первый элемент 1 задержки, прерыватель 2, блок 3 регулируемой задержки, усилитель-ограничитель 4, импульсный детектор 5, формирователь 6 прямоугольного импульса переменной длительности, усилитель-ограничитель 7 с регулируемым порогом ограничения, фильтр 8 биений, детектор 9 биений, блок 10 формирования напряжения, пропорционального крутизне переднего и заднего фронтов импульсной помехи, усилитель 11 с регулируемым коэффициентом усиления.Формирователь 6 прямоугольного импульса содержит компаратор 12, второй элемент 13 задержки, первый сумматор 14, дифференцирующий элемент 15, двухполупериодный выпрямитель 16, расширитель 17 импульсов, распределитель 18 импульсов.Блок 3 регулируемой задержки содержит второй сумматор 19, первую 20 и вторую 21 линии задержки.Устройство работает следующим образом.При отсутствии импульсных помех и при наличии на зходе устройства сигнала и гармоническои помехи последние проходят через полосу пропускания усилителя-ограничителя 4 и в виде биений выделяются на импульсном детекторе 5, затем проходят через фильтр 8, имеющий необходимую частотную характеристику и полосу пропускания, Эти колебания детектируются детектором 9 и в виде медленно изменяющегося напряжения регулируют порог срабатывания усилителя-ограничителя 7 так, что с ростом амплитуды напряжения биений порог срабатывания усилителя-ограничителя 7 и, следовательно, формирователя 6 повышается, и при появлении гармонической помехи на входе устройства прерывающий импульс не вырабатывается. В этом случае полезный сигнал с входа устройства на его 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 выход через элемент 1, прерыватель 2 проходит без прерывания и, следовательно, неискажается,В случае появления импульсной помехи, превышающей величину автоматически установленного порога наусилителе-ограничителе 7, формирователь6 вырабатывает прерывающий импульс,расширенный на величину, пропорциональную управляющему напряжению, поступающему на его управляющий вход свыхода усилителя 11,На вход усилителя 11 поступает напряжение с выхода детектора 9. На управляющий вход усилителя 11 при этом поступаетнапряжение с выхода блока 10. Этот блоквырабатывает напряжение, пропорциональное скорости изменения переднего изаднего фронтов импульсной помехи, т.е.напряжение на выходе блока 10 прямо пропорционально крутизне фронтов импульсной помехи. Это напряжение определяетекоэффициент усиления усилителя 11, Отметим, что блок 10 вырабатывает управляощее по переднему и заднему фронтунапряжение импульсной помехи различнойполярности, однако коэффициент усиленияусилителя 11 определяется лишь абсолютной величиной этого напряжения и не зависит от знака.Таким образом, на управляющий входформирователя 6 с выхода усилителя 11 поступает управляющий сигнал, который учитывает величину усилителя-ограничителя 7,имеющую место в данный момент времени,и крутизну переднего и заднего фронтовимпульсной помехи,В соответствии с величиной этого управляющего сигнала на выходе формирователя 6 вырабатывается импульс,длительность которого равна длительностиимпульсной помехи, воздействующей наприемный тракт в любой произвольный момент времени.Рассмотрим подробнее алгоритм формирования длительности прерывающегоимпульса на выходе блока 3.Будем исходить из условия, что прерывающий основной тракт импульс бланкиро-вания должен быть равен длительностиимпульсной помехи, Тогда можно записать(фиг, 4) где хип - длительность бланкирующего импульса с выхода блока 3;Тби - ДЛИтЕЛЬНОСтЬ ЧаСтИ ИМПУЛЬСНОЙ помехи выше порога;тяф - длительность части переднего фронта импульсной помехи ниже уровня порога;тзф - длительность части заднего фронта импульсной помехи ниже уровня порога, 5Импульс длительностью тви вырабатывается компаратором 12 Таким образом, задача заключается в определении длительности тиф и тзф и удлинении на эту величину длительности тьи , 10Иэ фиг. 4 а видно, чтоЬО 1(2)т 9 а 1О ЬО 2тзф =92т 9 а 2 тзгде ЛО - управляющее напряжение на выходе блока 1 О при измерении крутизны 1-го фронта;тз- время задержки в блоке 10.Тогдат,ф -- т, Хр, (4)(5) тзф=тз Х или тиф тз ХОлор Х К 1; (6)тзф =тз ХОпор ХК 2 (7) где К 1=р - , К 2 =д - ,1, 1(8) 30Так как длительность т, является величиной постоянной, то для определения т,ф и т,ф необходимо знать величинуОпооДанную величину можно определить, 35 используя усилитель 11 с переменным (регулируемым) коэффициентом усиления.На один вход такого усилителя должно поступать напряжение Опор, а на другой - напряжение ЛО, которое управляет коэф фициентом усиления, тогда выходное напряжение усилителя 11. будет равно величине - ,(, т.е. К = Юо, где К -коэфОпорфициент усиления усилителя 11.Зная величину -(, можно опредеОпорлить длительность тзф и т,ф путем расширения длительности т, враз, а 50Оиф увеличивая длительность тви на величины тиф и тзф, получаем длительность прерывающего импульса, равную длительности импульсной помехи. 55В предлагаемом устройстве с детектора 9 биений на вход усилителя 11 поступает напряжение, которое управляет коэффициентом усиления усилителя 11. На управляющий вход формирователя поступает напряжение с выхода усилителя 11, которое определяет длительности тф и тзф.Рассмотрим работу формирователя 6 и блока 3,Эпюра фиг. 4 а изображает одиночную импульсную помеху, а фиг. 46 - бланкирующий импульс, вырабатываемый трактом обнаружения помеховых импульсов без учета длительностей фронтов помехи. Из сравнения этих эпюр ясно виден нескомпенсированный остаток импульсной помехи,При превышении импульсной помехой порога усилителя-ограничителя 7 компаратор 12 вырабатывает прямоугольный импульс длительностью ть (фиг. 46), который через элемент 13 и сумматор 14 поступает на первый выход формирователя 6 (фиг. 4 в). Продифференцированные дифференцирующим элементом 15 передний и задний фронты этого импульса (фиг, 4 г) поступают через двухполупериодный выпрямитель 16 на вход расширителя 17 (фиг. 4 д). Расширитель 17 вырабатывает прямоугольные импульсы (фиг. 4 ж), длительность которых определяется величиной выходного напряжения с усилителя 11 (фиг. 4 е) и равна величине, определяемой выражением (4) и (5).Эти импульсы поступают на вход распределителя 18, в котором в исходном состоянии вход соединен с вторым выходом, Импульс тиф, соответствующий переднему фронту импульсной помехи, поступает на второй выход распределителя 18 и далее на второй вход блока 3 (фиг. 4 з). Этот импульс устанавливает величины задержки: на первой линии 20 тиф, на второй линии 21 тз, Кроме того, указанный импульс поступает на первый вход линии 21 через сумматор 19.Величина тз определяется из следующих соображений. Поскольку элемент 1 задержки желательно выполнить в виде постоянной линии задержки (так как она аналоговая), то время задержки выбирается равным 2 то+Ьтз, где Ьтз - постоянная задержка в элементе 13; то- максимально возможная длительность переднего фронта импульсной помехи, реально действующей в канале,Тогда для того, чтобы импульс бланкирования точно совпадал по времени с моментом прохождения помехи через прерыватель 2, необходимо, чтобы в линии 21 устанавливалась величина задержки, равная тз=2 то - т,ф (фиг. 4 к).При выполнении этого условия для любой возможной величины длительности переднего фронта тиф задержка в блоке Ь всегда постоянна и равна 2 то . Тогда суммарная задержка в формирователе 6 и блоке3 равна 2 го+Лт что обеспечивает норми. ровку по времени (фиг. 4 к, м).С поступлением импульса г,ф на второй зход блока 3 на его первый вход подается импульс гъ с выхода сумматора 14 (фиг. 4 и). Одновременность их поступления обеспечивается элементом 13. Импульс гъ задерживается на величину т,ф в линии 20, в результате чего он поступает на первый вход линии 21 с окончанием импульса г,ф и складывается с ним по длительности (фи-, 4 к),Импульс, соответствующий заднему фронту т,ф (фиг. 4 ж), поступает на выход расширителя 17, на первый выход распределителя 18 (пос прохождения импульса, соответствующего переднему фронту помехи тиф, распределитель 18 переключился на первый выход) и да.1 ее складывается по времени в сумматоре 14 с даби,Таким образом, через линию 21 проходит один импульс, длительность которого равна действительной длительности импульсной помехи: тип =гиф+тби+тф . Указанный импульс на выходе блока 3 задержан относительно импульсной помехи на входе устройства на постоянную величину 2 то+Лг, . Поскольку эта постоянная задержха учтена в блоке 1, то прерывание происходит только в необходимый момент времени, Максимальное время задержки линии 21 выбрано равным 2 го, чтобы обеспечить возможность регулировки времени задержки и работу описанного алгоритма при минимальной крутизне переднего фронта помехи, т.е. когда тиф =го. Таким образом, задержка в линии 21 складывается из двух частей: постоянной то и переменной г, . При этом т, может регулироваться в поеделах от 0 до Го.Величи а задержки в линии 20 ьф может регулироваться в пределах от 0 до то . Как указывалось, регулировка линий 20 и 21 напряжением с второго входа блока 3 осушествляется так, чтобы выполнялось условие: тиф+т =2 то, Линии 20 и 21 могут быть выполнены в виде дискретных линий задержки с блоками управления или в виде управляемых регистров двига, Сумматор 19 предназначен для развязки цепей,Сигнал на выходе блока 3 показан на фиг, 4 л.Таким образом, устройство позволяет сфромировать бланкирующий импульс с учетом длительности переднего и заднего фронтов импульсной помехи, чем и обес5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 печиваегся уменьшение остатка импульсной помехи на выходе устройства.Формула изобретения 1. Устройство защиты от импульсных помех, содержащее соединенные последовательно первый элемент задержки, вход которого является входом устройства, и прерыватель, выход которого является выходом устройства, соединенные последовательно усилитель-ограничитель, вход которого соединен с входом устройства, импульсный детектор, усилитель-ограничитель с регулируемым порогом ограничения и формирователь прямоугольного импульса переменной длительности, соединенные последовательно фильтр биений, вход которого соединен с выходом импульсного детектора, и детектор биений, выход которого соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления и управляющим входом усилителя-ограничителя с регулируемым порогом ограничения, выход усилителя с регулируемым коэффициентом усиления соединен с управляющим входом формирователя прямоугольного импульса переменной длительности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения остатка импульсной помехи с пологим передним фронтом, в него введены блок регулируемом задержки, первый и второй входы которого соединены с первым и вторым выходами формирователя прямоугольного импульса переменной длительности соответственно, а выход соединен с управляющим входом прерывателя, и блок формирования напряжен;1 я, пропорционального крутизне переднего и заднего фронтов импульсной помехи, вход которого соединен с выходом импульсного детектора, а выход соединен с сигнальным входом усилкгеля с регулируемым коэффициентом усиления,2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что формирователь прямоугольного импульса переменной длительности содержит соединенные последовательно компаратор, вход которого является входом формирователя прямоугольного импульса переменной длительности, второй элемент задержки и первый сумматор, выход которого является первым выходом формирователя прямоугольного импульса переменной длительности, соединенные последовательно дифференцирующий элемент, вход которого соединен с выходом компаратора, двухполупериодный выпрямитель, расширитель импульсов, управляющий вход которого является управляющим входом формирователя прямоугольного импульса переменной длительности, и распредели1626388 10 Уиг. 3 тель импульсов, первый выход которого соединен с другим входом первого сумматора, а второй выход является вторым выходом формирователя прямоугольного импульса переменной длительности. 53. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок регулируемой задержки содержит соединенные последовательно первую линию задержки с регулируемой ве юС личиной задержки, вход которой является первым входом блока регулируемой задержки, второй сумматор и вторую линию задержки, выход которой является выходом блока регулируемоЯ задержки, другой вход сумматора и входы регулируемого сигнала первой и второй линиЯ задержки являются вторым входом блока регулируемоЯ задержки,1626388 М Составитель Н. Мельниковдактор В. Данко Техред М,Моргентал Корректор С. Лисин рои;.водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина каз 286 ВНИИПИ Госуд Тираж 388 Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 13035, Москва, Ж, Раушская нэб., 4/5