Устройство приема сигналов с частотным разделением каналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9)ЯО)и) 5 Н 04 В ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ точенной помехи и нейных искажений. ния состоит в час перекрестных нели- Сущность изобретеотно-избирательном с локализацией.налязь,Основы мно мации. М,; ИСТВО ПРИЕМА СИГНАЛРАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛО(57) Изоб канальным В ногооситсявязи перетения стение о системам ч Це пью ние до йствии являетриема из ац ве и г ся повьпце при возде этого тенсивнои средо ран ичит системамвано в Изобвязи и ние относится ет быть испол язи пе е тема ус ча нафил жен СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМИ ГКНТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ(21) 4495200/09 (22) 1,7. 0.88 (46) 07, 02, 91. Бю (72) Б.И.Макаренк С,М,Кудинов и В.В (53) 621.396.6(08 (56) Борисов Ю.П. ной передачи инфо 1967, с. 422. миого), няльных сис х св Р дачи информации,Це ь изобретения - повышение достоверности приема при воздействии интенсивной сосредоточенной помехи и перекрестных нелинейных искажений.На фиг. 1 представлена блок-схемтройства; на фиг, 2 - блок-схемастотно-избирательного ограничителфиг. 3 - блок-схема адаптивногоьтра; на фиг, 4 - блок-схема фор мирователя опорного сигнала; на фиг. 5 - принципиальная схема одног из полосовых фильтров КК со встречн включенными диодами на входе; на фиг. 6 - выходные напря ия усилиспектра нелинеиных компонент при данном ограничении с последующей ре жекцией данной ограниченной помехи порожденных ею нелинейных компонент полезного сигнала, а также в подавлении перекрестных нелинейных искажений информационных канальных сигналов в каждом иэ ) каналов перестройкой адаптивного фильтра для оптимальной компенсации в УВ нелинейных искажений, вызванных ограничени гнала после канального ог- а3 з.п.ф-лы, 6 ил.М тели постоянного тока в зависимости от их порядкового номера (от 1 до й)Ус трой ство ЧРК (фиг. 1 ) содержит приемник 1, коммутатор 2, режекторный фильтр 3, частотно-избирательный ограничитель 4, частотный детектор 5, полосовые фильтры 6, ограничитель 7, формирователь 8 опорного сигнала, линию 9 задержки, адаптивный фильтр 10, вычитатель 11, цепь 12 обратной связи, канальный частотный детектор 13, усилитель 14 низкой частоты, частотно-избирательный ограничитель 4 содержит сумматор 15, блок 16 сравнения, полосовые фильтры 17, пороговые блоки 18, усилители 19, сумматор 20, адаптивный фильтр 10 содержит пере- множитель 21, генератор 22 и перем 1626410причемщФУ Дй =ДГ.1=Необходимое количество щ полосовых фильтров 17 выбирается из условияМ- -уД 1щ сса где Д 1 д - полоса частот, э ан имаемая спектром собственноселективных помех,Выполнение условия (4) позволяет в максимальной степени ограничить спектр нелинейных искажений И(С).В ограничителе 4 происходит частотно-избирательное ограничение входнык составляющих помех достаточно большого уровня с локализацией при этом порождаемых помех М(г.) нелинейных компонент Б в сравнительно узкой спектральной области (полосе поглощения ограничителя 4) в окрестности центральной частоты Гссп помех И. Эффект частотно-избирательного ограничения определяется в основном нелинейными искажениями третьего порядка. Целесообразность организации 35 40 ножитель 23, формирователь 8 опорного сигнала содержит перемножители 24, 25, полосовые фильтры 17 содержат диоды 26, 27 и контур 28 ЬС.Устройство работает следующим образом.Входное воздействиеЧ (с) = Б(г.) + М(г.) + п(г.) (1)10 после усиления в приемнике 1 поступает на вход ограничителя 4, входной сигнал фО которого 4 равенЯ 3 ЬЧ 1 ) ( ) 15 где К Й) - переходная функция приВЧемника 1.Сигнал(с) подается одновременйно на входы всех щ полосовых фильтров 17 со встречно включенными диода ми на их входах. Полосы пропуска. ния этих контуров 17 - 17 равны Д 1; и определяются номиналами индуктивности Ь и емкости С. Указанные поло 25 сы пропускания Д Йне перекрываются, но в совокупности они перекрывают всю полосу частот Д Г, в которой осуществляется передача полезного информационного сигнала Я(Т), т.е.30ЬГ ПДй = , Ч;ф 1; 1,3 Е 11 щ 1, (3) непе ре се кающихся (непе ре крывающихся между собой в частотной области) по-лос поглощения обусловлена необходимостью обеспечения частотно-избирательного ограничения интенсивной помехи М(Т) во всей полосе полезного сигнала Д 1 (т.е, при любой частотной настройке ССП М(с).При попадании интенсивной помехи М(С) в полосу пропускания любого полосового фильтра 17 происходит частотно-иэ бирательиое ограничение данной помехи М(г.). Выход каждого из полосовых фильтров 17 щ подключен к отдельному входу сумматора 15, на выходе которого формируется выходной сигнал Чэ(г.), в спектре которого имеется ограниченная помеха М(С)Ч (с)=Б(с)+М (с)+п(г.)+И(с). (5)Сигнал Чэ(т) поступает на сигнальный вход режекторного фильтра 3. Выход каждого полосового фильтра 17 щ подключен к входу отдельного порогового блока 18.1 - 18.щ. В случае присутствия помехи М(с) во входном воздействии Ч(С) выходной откликЮ,;," полосового фильтра 17., в полосе ограничения которого действует помеха М(й), отличен от выходных откликов остальных полосовых фильтров 17. Пороговые блоки 18.щ настраиваются таким образом, что их выходное напряжениеКв,; соответствует логическому О при отсутствии помехи М(г.) и соответствует логической "1" при появлении помехи М(г.) на входе порогового блока 18,щ. Выход каждого порогового блока 18 соединен одновременно с входом отдельного усилителя 19.1-19 щ и с отдельным входом сумматора 16. При появлении на входах усилителя 19 напряжения, соответствующего логической "1", их выходные напряжения равными)мя.Входные напряжения Ю; остальных усилителей также строго фиксированы и находятся в пределах от 04 ця до Ум,кс причем ни одно из выходных напряжений 1)Чв, не равно О, так как этот случай соответствует отсутствию помехи М(С) во входном воздействии. Это поясняется соответствующей записью и графиком (фиг, 6)Ъакс Опт 1) мик Ф(щ 16Уа, 1 О при наличии ССП Г(г.) (33сопзС); (6)= 0 при отсутствии ССП М(С);Ас Ф О в случае воздействия 40 ССП МИ)(7) . амплитуды. Н - Н, = ИЧ;ф 1 -1).Выход каждого усилителя подключен к отдельному входу второго сумматора 20 для развязки выходов усилителя 19. Коэффициент передачи по напряжению второго сумматора 20 равен 1, Напряжение Н с сумматора 20 подается на управляющий вход режекториого фильтра 3 для перестройки центральной частоты Г полосы режекции режекторного фильтра 3 под центральную частоту Г пмешающего воздействия М(г.)При появлении помехи М(г) на входе заявляемой системы на выходе соответствующего порогового блока 18 появляется напряжение Н в соответствующее логической "1", на выходе ос в 20 тальных блоков 18.1 - 18,ш будет напряжение Н к соответствующее логическому 0 . Набор логических "01 и логической "1" поступает на ш входов блока 16, причем каждое напряжение 25 Н , строго на определенный вход. Если помеха М(г.) отсутствует, то на всех М входах блока 16 установится напряжение Нп соответствующее ло 11 11г иче с кому О , при этом н а выходе 30 блока 1 6 будет также напряжение Н к, , соответствующее логическому0 " . При появлении хотя бы одной логической " 1 " на входах блока 1 6 и а е го выходе установится напряжение Н к я, , с о отв е т 11 1 35 ствующее логической 1Таким образом, Сигнал Ц (Г) насс выходе блока равен Выход блока 16, являющийся вторым управляющим выходом ограничителя 4 соединен с управляющим входом коммутатора 2.При появлении на управляющем входе коммутатора 2 напряжения Н соответствующего логическому О (ССП М(С) отсутствует), входное У (") возя действие подается на вход частотного детектора 5. В случае появления логической "1" на управляющем входе коммутатора 2 (ССП М(С) присутствует) на вход частотного детектора 5 подается сигнал 7(г) с выхода режекторного фильтра 3.После локализации нелинейных компонент И(с) в сравнительно узкой (по 10 6сравнению с полосой сигнала О г) спектральной области Г, посредством частотно-избирательного ограничения мощных составляющих ССП М(г.) перед детектированием осуществляется частотная резекция указанных компонент М(С), при режекции происходит подавление помехи М(С), частота которой Гсср совпадает с центральной частотой его настройки г 0 . Полоса режекции выбирается иэ соображений нетолько подавления уже ограниченнойинтенсивной ССП М(С) в ограничителе, но и для подавления возможных спектральных составляющих нелинейных искажений, возникающих при данном частотно-избирательном ограничении помехи, На сигнальный вход фильтра 3 подается сигнал с выхода ограничителя 4. Поскольку полосы локализации нелинейных компонент И(г.) определяются полосой полосового фильтра 17, то и полоса режекции Й должна быть выбрана равной полосе данного контураПосле такого подавления линейного и нелинейного влияния помехи М(1) "очищенный" сигнал имеет видЧ(С) - Б (С) + п(С), (В) где Я (с) - это Б(с) с вырезаннымучастком спектра, которыйпоражен линейным и локализованным нелинейнымвлиянием помехи М(С),поступает на второй сигнальный входкоммутатора 2и далее с его выхода навход детектора 5, являющегося некогерентным демодулятором, и выделяетинформацию, заключающуюсяв законе изменения мгновенной частоты й;(С) полезного сигнала Б(С).На выходе демодулятора выделяется многоканальное сообщение г(С)М7 И) = Е. 7;(с) + пЫ, (9);:1где г ;(с) - сообщение в 1-м канале;знак л - обозначение принятогосообщения.Ограничитель 4 обеспечивает постоянство амплитуды колебаний на входе детектора 5. При таком условии напряжение на выходе детектора 5 /4 в определяется только отклонением ч".стоты Ч 1-сигнала и не зависит от егоФильтры 6 настроены каждый на частоту своего канала (разделение всех каналов происходит одновременно). Спектры сообщений Б,( Б , подлежащие приему во всех каналах системы связи с ЧРК, размещаются по оси частот так,.чтобы они не перекрывались. Фильтры 6 пропускают все спектральнйе компоненты соответствующего модулированного колебания Б Б(вместе с соответствующей поднесущей Е(а, данного канала. На выходе каждого фильтра 6.1 - 6.И образуется соответствующий канальный сигнал Б К а15 также продукты взаимных помех и шумы,С выхода фильтра 6 через ограничитель 7.1 входное воздействие Ча , (Е) поступает одновременно на вход линии 9 и вход формирователя 8.Сигнал на выходе 1-го ограничителя 7.1 - 7.Н можно представить в видес)щ ) (с)=к(с-") як; Ф)Ж, И о)Ос)25 где К , (С) - переходная функция ограничителя 7.В линии 9 входное воздействие Ч (С) задерживается на время равное времени прохождения сигнала Чаг(С) через формирователь 8. Задержанное на время Т воздействие Ч (С)о(р с выхода линий 9 поступает на неинвертирующий вход вычитателя 11, формирователь 8 представляет собой устройство возведения в третью степень - 35 кубатор (фиг. 4), Входное воздействие Ч (Г) поступает одновременно на оба входа первого перемножителя 24 и на второй вход второго перемножителя 25,гСигнал Ч рр (С) с выхода первого пере множителя 24 умножается во втором перемножителе 25 раэ на сигнал Ча (г.), чем обеспечивается возведение в третью степень входного воздействия Ч (С) .агр Сигнал Ча .) поступает на сигналь ный вход адаптивного фильтра 10, Формирование сигнала Ч:) связано согртем, что нелинейные искажения Б (Г), возникающие во входном воздействии Чар (Г), после огРаничителЯ 7 обУс ловлены в основном нелинейными эф - фектами третьего порядка. На выходе адаптивного фильтра 10 формируется сигнал 2(г), в максимальной степенипохожий на подавляемые нелинейные 55компоненты 1 с (Г) сигнала Чогр (Т) причем)2 = Е Ч, где )Т) - изменяемая во времени импульсная характеристикаадаптивного фильтра 10,Можно показать, чтоУ, 2(с)=с; Ы(с)Ч, (г)=1 Я,(с). (12)1 -)оэ-одПри подаче сигнала ощибки ( Сс) свыхода цепи 12 на управляющий входадаптивного фильтра 10 передаточнаяфункция И(с) последнего изменяетсятаким образом, что в вычитателе 11обеспечивается оптимальное (по критерию минимума среднеквадратическойошибки) подавление нелинейных компонент Бс), возникающих во входномвоздействии Ч(г.) после ограничителя 7. Действительно, совокупность изпоследовательно соединенных первогоперемнояителя 21 и интегратора 22(фиг. 3) образует коррелятор, выходной отклик которого 2(С) характеризует степень линейной стохастическойвзаимосвязи между воздействиямиЧогр (С) на сигнальном и управляющем3входах адаптивного фильтра 10.Этим о бе спе чив ае тс я фо рмиров ание выходного сигнала 2(г.) адаптивногофильтра 10, в максимальной степенипохожегона подавляемые нелинейныекомпоненть( М 4(г.),Выходной сигнал 2(с) адаптивногофильтра 10 поступает на инвертирующий вход вычитателя 11, на выходекоторого формируется сигналЧцб(с) = Чогр2(т,) = Б ++ Ис) + и (с) - 2(с), (13) на неинвертирующем входе вычитателя11 и уменьшать отношение Ь сигСнал/шум Ч,(р (с)Ь(15) в котором скомпенсированы нелинейные искажения Мс).Сигнал Б (с), не коррелированный с Б 1(с), остается нескомпенсированным, Действительно, сигнал Б (г,) проходит на выход вычитателя 11 практически без искажения, так как передаточная функция для сигнала равна 1 согласно (5), Для минимизации искажения сигнала Б (с) необходимо повышать отно(шение Ь ( сигнал/шумБ(с)Ь (14)на сигнальном входе адаптивного фильтра 11.11 иОчищенный указанным образом от нелинейных компонент сигнал Чб(С) поступает с выхода вычитателя 11 на вход детектора 13, в котором осуществляется демодуляция канального сообщения г (С). Ограничитель 7 обеспечивает постоянство амплитуды колебаний на входе детектора 13. При таком условии напряжение на выходе детектора 13 (дискриминатора) Ю определяется только отклонениями частоты ЧМ-сигнала и не зависит от его 1 О 15 амплитуды,Величину полезного сообщения на выходе отдельного канала рассматриваемой системы можно представить в виде(16) лг, =апк аЧпкь 1 к, ( коэффициент передачи канального ЧД;коэффициент передачи УНЧ; 25девиация поднесущей;многоканальное сообщение. где а а чаека,к формула изобретения 30 1. Устройство приема сигналов с частотным разделением каналов, содержащее ее линейную часть приемника, частотный детектор, выход которого35 соединен с входами и ветвей приема, каждая из которых состоит из последовательно соединенных полосового фильтра и ограничителя и последовательно соединенных канального частот ного детектора и усилителя нижних час - тот, выход которого является выходом ветви приема, а вход полосового фильтра - входом ветви приема о т л ич а В щ е е с я тем что с целью по 45 вышения достоверности приема при воздействии интенсивной сосредоточенной помехи и перекрестных нелинейных искажений, введены последовательно соединенные частотно в избирательн ограничитель, режекторный фильтр и ком 50 мутатор, а в каждую ветвь приема введены последовательно соединенные линия задержки, вычитатель, цепь обратной связи и адаптивный фильтр,55 выход которого соединен с вторым входом вычитателя, а также формирователь опорного сигнала, вход которогообъединен с входом линий задержки исоединен с выходом ограничителя, авход - с сигнальным входом адаптивного фильтра, выход вычитателя соединен с входом канального частотного детектора, выход приемника соединенс входом частотно-избирательного ограничителя и вторым входом коммутатора, выход частотно-избирательного ограничителя соединен с входом управления коммутатора, выход которого соединен с входом частотного детектора.2Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что частотноиэ бира тельный о гран ичитель выполнен в виде и цепей, состоящих из последовательно соединенных полосового фильтра, порогового блока и усилителя, выходы усилителей и цепей соединены с входами первого сумматора, выходы полосовых фильтров соединены с входами второго сумматора, выходы пороговых блоков и цепей соединены с входами блока сравнения, входы полосовых фильтров и цепей объединены между собой и являются входом частотно-избирательного ограничителя, выходы первого сумматора, второго сумматора и блока сравнения являются выходами частотно-из бирательно го ограничителя.3. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что адаптивный фильтр выполнен в виде последовательно соединенных первого перемножителя, интегратора и второго перемножителя, второй вход которого соединен с первым входом первого перемножителя, второй вход которого является опорным входом адаптивного фильтра.4, Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что формирователь опорного сигнала выполнен в виде последовательно соединенных первого и второго перемножителя, выход которого является выходом формирователя опорного сигнала, вход формирователя опорного сигнала соединен с входами первого перемножителя и вторым входом второго перемножителя.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 287 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР35, Раушская наб., д, 4/5