Устройство защиты от интермодуляционных помех

ПИ ИЗОБРЕТЕН Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЬ ОТ ИНТЕРМОДУ 19) ШЗ (11) 2002368 С 151) 5 Н 04 В 1 10 ЛЯЦИОННЫХ ПОМЕХ(57) Использование: радиотехника радиоприемные устройства различного назначения. Сущность изобретения: в устройстве защиты от интермодулированных помех достигается повышение помехозащищенности без использования входного аттенюатора и автоматической настройки перестраиваемых режекторных фильтров на интермодупяционные составляющие помех 2 ил, 2002368Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для защиты от интермодуляционных помех радиоприемных устройств различного назначения,Известно устройство защиты от интер- модуляционных помех, содержащее аттенюатор, избирательные цепи, детекторы и преобразователь частоты,Однако данное устройство обладает недостаточной помехозащищенностью, обусловленной тем, что при обнаружении интермодуляционной помехи уменьшается коэффициент передачи тракта не только по отношению к помехе, но и к полезному сигналу,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты от интермодуляционных помех, содержащее амплитудный детектор, вычитатель, первый нелинейный элемент, первый полосовой фильтр, элемент управления аттенюатором, последовательно соединенные входной управляемый аттенюатор, управляющий вход которого соединен с выходом элемента управления аттенюатором, преселектор и преобразователь частоты, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные второй нелинейный элемент и второй поло- совой фильтр,Однако в данном устройстве при обнаружении помехи происходит уменьшение коэффициента передачи тракта как по помехе, так и по полезному сигналу, что приводит к недостаточной помехозащищенности;Для решения задач электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, т.е, борьбы с непреднамеренными помехами, необходимо соблюдать требования многих нормативно-технических документов по обеспечению параметров электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств, Однако при высокой насыщенности радиоэлектронных средств защита от интермодуляционных помех сильно усложняется, что вызывает необходимость в разработке специальных устройств для борьбы с интермодуляционными помехами,Целью изобретения является повышение помехозащищенности.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты от интермодуляционных помех, содержащее преселектор, преобразователь частоты, последовательно соединенные первый полосовой фильтр и первый нелинейный элемент, последовательно соединенные второй полосовой фильтр и второй нелинейный элемент, а также последовательно соединенные вычитатель и управляющий элемент, введены 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 последовательно соединенные первый и второй перестраиваемые по частоте режекторные фильтры, включенные между выходом преселектора и входом преобразователя частоты, последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, первый ключ, двоичный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и переключатель, первый выход которого подключен к управляющему входу первого перестраиваемого по частоте режекторного фильтра, последовательно .соединенные первый вентиль, первый инвертор, первый элемент ИЛИ, первый пороговый элемент, элемент дифференцирования, второй ключ и второй элемент ИЛИ, второй вход которого является установочным входом устройства, последовательно соединенные второй вентиль, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, второй пороговый элемент и ЙЯ-триггер, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, последовательно соединенные второй инвертор и сумматор, включенные между вторым выходом переключателя и управляющим входом второго перестраиваемого по частоте режекторного фильтра, источник постоянного напряжения, подключенный к второму входу сумматора, последовательно соединенные режекторный фильтр, вход которого подключен к выходу преобразователя частоты, и фильтр верхних частот, выход которого подключен к входу первого нелинейного элемента, первый амплитудный детектор, включенный между выходом первого полосового фильтра и первым входом вычитателя, фильтр нижних частот, включенный между выходом режекторного фильтра и входом второго нелинейного элемента, и второй амплитудный детектор, включенный между выходом второго полосового фильтра и вторым входом вычитателя, при этом выход управляющего элемента подключен к управляющему входу преселектора, выполненного перестраиваемым по частоте, входы первого и второго вентилей подключены к выходу вычитателя, управляющие входы первого и второю ключей подключены соответственно к выходу первого порогового элемента и первого инвертора, а выход второго элемента ИЛИ подключен к входу сброса двоичного счетчика и Р-входу ЯБ-триггера,На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - эпюры напряжений, поясняющие его работу,Устройство защиты от интермодуляционных помех содержит режекторный фильтр 1, настроенный на промежуточную частоту радиоприемника, фильтр 2 верхних10 15 20 25 30 35 40 50 55 частот с частотой среза, равной верхней границе полосы пропускания преселектора. первый и второй нелинейные элементы 3,1 и 3.2, первый и второй полосовые фильтры 4,1 и 4.2, настроенные на промежуточную частоту, первый и второй амплитудные детекторы 5,1 и 5.2, выполненные, например, на противоположно включенных диодах, преселектор 6, преобразователь 7 частоты, фильтр 8 нижних частот с частотой среза, равной нижней границе полосы пропускания преселектора, вычислитель 9, первый и второй вентили 10,1 и 10.2, выполненные, например, на диодах, элемент 11 управления частотой настройки, выполненный, например, в виде варикапа с усилителем постоянного тока, первый и второй инверторы 12,1 и 12.2, первый и второй элементы ИЛИ 13.1 и 13,2, первый и второй пороговые элементы 14.1 и 14.2, выполненные, например, в виде триггеров Шмитта, блок 15 дифференцирования, выполненный, например, в виде дифференцирующей цепи, первый и второй ключи 16.1 и 16.2, выполненные, например, на тиристорах, генератор 17 прямоугольных импульсов, двоичный счетчик 13, выполненный, например, на микросхеме типа К 155 ИЕ 5, цифроаналоговый преобразователь 19, выполненный, например, на микросхеме типа К 572 ПА 2, управляемый переключатель 20, выполненный, например, в виде высокочастотного реле, первый и второй управляемые режекторные фильтры 21.1 и 21.2, например, ЖИГ-фильтры, источник 22 напряжения, сумматор 23, выполненный, например, на резисторах, ВЗ-триггер 24,При этом последовательно соединены преобразователь 7 частоты, выход которого является выходом устройства, режекторный фильтр 1, фильтр 2 верхних частот, первый нелинейный элемент 3,1, первый полосовой фильтр 4.1, первый амплитудный детектор 5,1, вычитатель 9, элемент 11 управления частотой настройки и преселектор 6. вход которого является входом устройства, последовательно соединены фильтр 8 нижних частот, вход которого подключен к выходу режекторного фильтра 1, второй нелинейный элемент 3.2, второй полосовой фильтр 4.2 и второй амплитудный детектор 5.2, выход которого соединен с вторым входом вычитателя 9, последовательно соединены первый вентиль 10,1, вход которого подключен к выходу вычитателя 9, первый инвертор 12,1, первый элемент ИЛИ 13.1, первый пороговый элемент 14,1, блок 15 дифференцирования, первый электронный ключ 16.1, управляющий вход которого соединен с выходом первого инвертора, второй элемент ИЛИ 13, 2, первый пороговый элемент 14.1. двоичный счетчик 18, цифроаналоговый преобразователь 19, переключатель 20 и первый перестраиваемый режекторный фильтр 21.1, выход которого соединен с входом преобразователя 7 частоты,Последовательно соединены генератор 17 прямоугольных импульсов и второй ключ 16,2, управляющий вход которого подключен к выходу первого порогового элемента 14,1, а выход соединен со счетным входом двоичного счетчика 18, последовательно соединены второй вентиль 10,2, вход которого подключен к выходу вычитателя 9, а выход также соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 13,1, второй пороговый элемент 14.2 и ВЯ-триггер 24, выход которого подключен к управляющему входу переключателя 20, последовательно соединены второй инвертор 12.2, вход которого подключен к второму выходу переключателя 20, сумматор 23, второй вход которого соединен с выходом источника 22 напряжения, и второй перестраиваемый режекторный фильтр 21,2. информационный вход которого подключен к выходу преселектора 6, а выход соединен с информационным входом первого перестраиваемого режекторного фильтра 21,1, второй вход второго элемента ИЛИ 13.2 является установочным входом устройства, а В-вход ВЯ-триггера 24 соединен с выходом второго элемента ИЛИ 13.2.Устройство работает следующим образом,В начальный момент времени через второй элемент ИЛИ 13.2 двоичный счетчик 18 и ВЯ-триггер 24 переводятся в начальное состояние. При этом на выходе цифроаналогового преобразователя 19 напряжение О (см. фиг. 2,а) и на прямом выходе ВЗ-триггера 24 напряжение О 2(см, фиг. 2,б) становятся равными нулю, а первый и второй перестраиваемые режекторные фильтры 21.1 и 21.2 перестраиваются за пределы нижней и верхней границ полосы пропускания преселектора 6 соответственно,Предполагается, что на вход устройства поступают полезный сигнал О частотой 1 о и две помехи Ол 1 и Оп 2 частотами 11 и 12 соответственно. При прохождении помех Ол 1 и Олг через преселектор 6 и равенстве суммы 11 + 12 или разности 11 - 12 частот этих помех частоте полезного сигнала 5 о на выходе преобразователя 7 частот формируется интер- модуляционная помеха на промежуточной частоте Ь, и образуются помехи Ол 1 и О 2, частоты которых находятся либо выше, либо ниже промежуточной частоты Ьч в зависи- МОСТИ От ЧаСтст т 1 И 12 ПОМЕХ Ол 1 И Опг, С выхода преобразователя 7 частот сформи 20023685 10 15 20 25 30 35 40 45 50 рованные сигналы Оп 1 и Ол 2 подаются на вход режекторного фильтра 1, настроенного на промежуточную частоту Ьч. Сигнал с промежуточной частотой 1 пч режекторным фильтром 1 подавляется, а сформированные преобразователем 7 частот сигналы Оп 1 иОп 2 поступают на входы фильтров1 1верхних и нижних частот 2 и 8 соответственно.Если частоты сигналов Оп 1 и Оп 2 нахо 1 дятся выше промежуточной частоты Ьч, то на выходе первого нелинейного элемента 3,1 вырабатывается сигнал промежуточной частоты 1 пч, который через первый полосовой фильтр 4.1 подается на вход первого амплитудного детектора 5,1, нелинейный элемент которого включен в прямом направлении прохождения тока, образуется положительное напряжение Оз(см, фиг, 2,в), которое поступает на первый вход вычитателя 9. На выходе вычитателя 9 также формируется положительное напряжение Оз, которое поступает на вход элемента 11 управления частотой настройки преселектора 6 и входы первого и второго вентилей 10.1 и 10,2. Частота настройки преселектора 6 изменяется и правый склон его амплитудно- частотной характеристики смещается влево от начального положения, что приводит к подавлению интермодуляционных составляющих помехового сигнала,Одновременно с выхода вычитателя 9 напряжение Оз через второй вентиль 10.2 и первый элемент ИЛИ 13.1 поступает на вход первого 1 орогового элемента 14.1, а через второй вентиль 10,2 - на вход второго порогового элемента 14.2. Первый и второй пороговые элементы 14,1 и 14.2 срабатывают и на их выходах формируются напряжения логических "1" 04 и 05 (см, фиг, 2,г,д), которые поступают на управляющий вход первого ключа 16,1, блок 15 дифференцирования и Я-вход ВЯ-триггера 24 соответственно, Первый электронный ключ 16,1 открывается и выход генератора 17 прямоугольных импульсов к счетному входу двоичного счетчика 18 подключается, ВЯ-триггер 24 переводится в положение логической "1" и нормально разомкнутые контакты переключателя 20 замыкаются, осуществляя подключение выхода цифроаналогового преобразователя 19 к входу второго инвертора 21.2, а фронт напряжения 04 (см. фиг.2,г) блоком 15 дифференцирования дифференцируется. На выходе блока 15 вырабатывается положительный импульс 01 о (фиг,2,к, который поступает на информационный вход закрытого второго ключа 16,2. Если смещение амплитудно-частотнойхарактеристики преселектора 6 осуществляет достаточное подавление интермодуляционных составляющих Оп 1 и Оп 2, то нд выходе амплитудного детектора 5.1 напряжение Оз (см, фиг. 2,в) значительно падает и первый и второй пороговые элементы 14.1 и 14.2 возвращаются в положение логического "0", нормально разомкнутые контакты переключателя 20 размыкаются, ключ 16.1 закрывается и выход генератора 17 прямоугольных импульсов от счетного входа двоичного счетчика 18 отключается.В случае недостаточного подавления интермодуляционных. составляющих Оп 1 и Оп 2 за счет смещения амплитудно-частотной характеристики преселектора 6, напряжение Оз на выходе первого амплитудного детектора 5,1 изменяется незначительно, состояния первого и второго пороговых элементов 14.1 и 14,2 не изменяется, нормально разомкнутые контакты переключателя 20 остаются в замкнутом состоянии, а первый ключ 16,1 не закрывается, При этом на разрядных выходах двоичного счетчика 18 в двоичном коде текущее числовое значение поступающих на его счетный вход прямоугольных импульсов генератора 17 плавно увеличивается, что вызывает и плавный рост напряжения 01(см. фиг, 2,а) на выходе цифроаналогового преобразователя 19 и входе второго инвертора 12,2 соответственно. На выходе второго инвертора 12,2 формируется отрицательное напряжение 07 (см. фиг.2,ж), которое поступает на первый вход сумматора 23, на второй вход которого подается положительное напряжение Ов (см, фиг, 2,з) с выхода источника 22 напряжения, На выходе сумматора 23 вырабатывается напряжение 09 (см, фиг. 2,и), которое, поступая на управляющий вход второго перестраиваемого режекторного фильтра 21,2, осуществляет его перестройку от начального положения до частоты ближайшей интермодуляционной составляющей помехового сигнала.При совпадении частоты второго перестраиваемого режекторного фильтра 21.2 с частотой интермодуляционной составляющей помехового сигнала уровень его значительно снижается и напряжение Оз на выходе первого амплитудного детектора 5.1 также значительно уменьшается, Напряжения 04 и 05(см, фиг, 2,г,д) первого и второго пороговых элементов 14,1 и 14,2 становятся равными логическому "0", первый электронный ключ 16.1 закрывается, рост напряжения 01 (см, фиг, 2,а) прекращается, а ЯЯ-триггер 24 остается в положении логической "1", сохраняя неизменным положение контактов переключателя 20 и частоту на10 2002368 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стройки второго перестраиваемого режекторного фильтра 21,2,При расположении частот помеховых сигналов Оп 1 и Опг ниже промежуточной частоты 1 пч на выходе второго нелинейного элемента 3,2 также вырабатывается сигнал промежуточной частоты, который через второй полосовой фильтр 4.2 подается на вход второго амплитудного детектора 5,2. На выходе второго амплитудного детектора 5.2, нелинейный элемент которого включен в обратном направлении прохождения тока, формируется напряжение 01 о(см, фиг, 2,к), которое подается на второй вход вычитателя 9. На выходе вычитателя 9 образуется отрицательное напряжение, которое поступает на входы первого и второго вентилей 10,1 и 10,2 и элемента 11 управления частотой настройки преселектора 6. Частота настройки преселектора 6 изменяется и левый склон его амплитудно-частотной характеристики смещается вправо, что приводит к подавлению интермодуляционных составляющих помехового сигнала.Одновременно с выхода вычитателя 9 отрицательное напряжение 01 о через первый вентиль 10.1 поступает на вход первогоинвертора 12,1. На выходе первого инверто- .ра 21,1 формируется положительное напряжение 011(см. фиг. 2,л), которое поступает на управляющий вход второго ключа 16.2 непосредственно, а на вход первого порогового элемента 14.1 - через первый элемент ИЛИ 13.1. Второй ключ 16.2 открывается, а первый пороговый элемент 14.1 срабатывает и на его выходе образуется напряжение логической "1" 04 (см. фиг. 2,г), которое поступает на управляющий вход первого ключа 16.1 и вход блока 15 дифференцирования, Фронт импульса 04 блоком 15 дифференцирования дифференцируется и в виде второго положительного импульса Об(см, фиг. 2,е) подается на информационный вход второго ключа 16.2, а первый ключ 16.1 открывается и подключает выход генератора 17 прямоугольных импульсов к счетному входу двоичного счетчика 18, а с выхода второго ключа 16.2 второй положительный импульс Оь через второй элемент ИЛИ 13,2 поступает на установочный вход двоичного счетчика 18 и й-вход В 5-триггера 24, Двоичный счетчик 18 устанавливается в начальное состояние, ЙЯ- триггер 24 переводится в положение логиФормула изобретения УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ. ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ ПОМЕХ, содержащее преселектор, преобразователь частоты, последовательно соединенные первые полоческого "0". Нормально замкнутые контакты управляемого переключателя 20 замыкаются и выход цифроаналогового преобразователя 19 подключается к управляющему входу первого перестраиваемого фильтра 21.1. При этом на разрядных выходах двоичного счетчика 18 в двоичном коде числовое значение поступающих на его счетный вход прямоугольных импульсов генератора 17 плавно увеличивается, что на выходе цифроаналогового преобразователя 19 и управляющем входе первого перестраиваемого фильтра 21.1 опять вызывает плавный рост напряжения О, которое осуществляет перестройку первого режекторного фильтра 21,1 до частоты ближайшей интермодуляционной составляющей, расположенной ниже частоты основного канала приема,При совпадении частоты первого режекторного фильтра 21.1 с частотой интермодуляционной составляющей помехового сигнала уровень ее значительно снижается и напряжение О 1 о (см, фиг, 2,к) на выходе второго амплитудного детектора 5,2 также уменьшается значительно. Напряжения 04 и Оь(фиг. 2,г,д) первого и второго пороговых элементов 14,1 и 14,2 становятся равными логическому "0", первый ключ 16.1 закрывается, рост напряжение 01 прекращается, а ВЯ-триггер 24 остается в состоянии логического "0", сохраняя неизменным положение контактов переключателя 20 и частоту настройки первого перестраиваемого режекторного фильтра 21.1 соответственно,В случае появления на входе преселектора других интермодуляционных составляющих помехи процесс защиты от этой помехи повторяется.Таим образом, предложенное устройство позволяет повысить помехозащищенность радиоприемных устройств различного назначения при сохранении заданного соотношения сигнал/помеха за счет исключения входного управляемого аттенюатора и автоматической настройки перестраиваемых режекторных фильтров на интермодуляционные составляющие помех, обеспечивающих дополнительное подавление интермодуляционных составляющих помехи примерно на 60 дБ,(56) Авторское свидетельство СССРМ 926772, кл, Н 04 В 1/10,совой фильтр и нелинейный элемент, последовательно соединенные вторые полосовой фильтр и нелинейный элемент, а также последовательно соединенные вычитатель и управляющий элемент, отличающееся тем, что, с целью повышенияпомехозащищенности, в него введены последовательно соединенные первый и второй перестраиваемые по частоте режекторные фильтры, включенные между выходом преселектора и входом преобразователя частоты, последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, первый ключ, двоичный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и переключатель, первый выход которого подключен к управляющему входу первого перестраиваемого по частоте режекторного фильтра, последовательно соединенные первый вентиль, первый инвертор, первый элемент ИЛИ, первый пороговый элемент, элемент дифференцирования, второй ключ и второй элемент ИЛИ, второй вход которого является установочным входом устройства, последовательно соединенные второй вентиль, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ. второй пороговый элемент и Я 5-триггер, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, последовательно соединенные второй инвертор и сумматор, включенные между вторым выходом переключателя и управляющим входом второго перестраиваемого по частоте режекторного фильтра, источник постоянного напряжения, подключенный к второму входу5 сумматора, последовательно соединенные режекторный фильтр, вход которого под- ключен к выходу преобразования частоты, и фильтр верхних частот, выход которого подключен к входу первого нелинейногоэлемента, первый амплитудный детектор, включенный между выходом первого полосового фильтра и первым входом вычитателя, фильтр нижних частот, включенныймежду выходом режекторного фильтра и входом второго нелинейного элемента, и второй амплитудный детектор, включенный между выходом второго полосового фильтра и вторым входом вычитателя, при этом выход управляющего элемента подр, ключен к управляющему входу преселектора, выполненного перестраиваем ым по частоте, входы первого и второго вентилей подключены к выходу вычитателя, управляющие входы первого и второго ключей25 подключены соответственно к выходу первого порогового элемента и первого инвертора, а выход второго элемента ИЛИ подключен к входу сброса двоичного счетчика и Я-входу ЯЯ-триггера,2002368 б) гг,г) 9 Флг Г дакто аз 3177 Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 И(аК) оставитель Э.Сошниковехред М.Моргентал Корректор Н,Кешеля Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5