Шумоподавитель

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 919096(23)Приорнтет(51)М. Кд. Н 04 В 1/10 Государственный комитет оо делам изобретений и открытийОпубликовано 07. 04,82, Бюллетень Я 13 Дата опубликования описания 07,04,82(54) ШУИОПОДАВ ИТЕЛЬ Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиоприемных устройствах для приема и регистрации сигналов с заранее заданным отношением сигнал/шум при , изменяющемся отношении сигнал/шум5 на входе.Известно устройство для подавления шумов в приемнике, включенное между детектором и усилителем звуко 1 О вой частоты и содержащее фильтр нижних частот, параллельно конденсатору которого подключены последовательно соединенные второй конденсатор и транзистор, работающий в режиме ключа 113 .Недостатком устройства является срабатывание ключевого транзистора от уровня входного сигнала, тогда как качество входного сигнала, как пра" вило, определяется отношением сигнал/ /шум. Кроме того, работа транзистора в ключевом режиме приводит к дискретному изменению частоты среза КС"фильтра и полоса пропускания устройства может принимать только два значения.Укаэанные недостатки снижают эффективность использования устройства для целей улучшения отношения сигнал/ум на выходе устройства при изменяющемся отношении сигнал/шум на входе,Известен также шумоподавител ь,содержащий последовательно соединенные генератор низкочастотного шума,управляемый аттенюатор, блок установки отношений сигнал/шум, аналоговый сумматор, формирователь, первый счетчик импульсов, первый логический блок, второй счетчик импульсов, выход которого подключен ко второму входу первого логического блока, третий вход которого одновременно подключен к вхо ду обнуления первого счетчика н к первому выходу блока тактирования, второй выход которого подключен к счетному входу второго счетчика, задаю. щий генератор, выход которого одновременно подключен к входу блока тактирования и к первому входу второгоНедсст ат ком устройства является ключевой режим работы, т,е. информационный сигнал, имеющий отношение сигнал/шум менее установленного оператором порогового значения не проходит на выход устройства, Таким об- д разом, устройство работает как пороговое к заданному отношению сигнал/ шум, т . е. обладает недостаточной помехоустойчивост ью.Цель изобретенияЗО помехоустойчивости.Для достижения цели в шумоподавителе, содержащем последовательно соединенные управляемый аттенюатор,блок установки отношений сигнал/шум, ана 35 логовый сумматор, аналого-цифровой преобразователь, первый счетчик импульс ов, первый логический блок и второй счетчик импульсов, а также второй логический блок генератор низкочастотного шума и задающий генератор, вход которого через блок тактирования соединен с другим входом первого логического блока и со счетным входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к третьему входу первого логического блока, выход которого соединен с управляющим входом аналогового ключа, сигнальный вход которого объединен5 О со вторым входом аналогового сумматора и с первым входом элемента сравнения, второй вход которого подключен к выходу управляемого аттенюатора, ко второму входу аналогового сумматораБ подключен выход первого регулируемого фильтра нижних частот, сигнальный вход которого подключен квходной шине, между его сигнальным входом и повышение 3 91909 логического блока, второй вход кс .орого одновременно подключен ко второму выходу первого логического блока, к управляющему входу аналогового ключа и ко второму входу управляемого аттенюатора, третий вход которого под. ключен к выходу второго логического блока, первый вход блока сравнения одновременно подключен ко второму входу аналогового сумматора, к сиг нальному входу аналогового ключа и является входом устройства, второй вход блока сравнения подключен к выходу управляемого аттенюатора, а выход блока сравнения подключен к 15 третьему входу второго логического блока, выходом устройства является выход аналогового ключа 2 . первым входом второ о логическогоблока включены последовательно фильтрнижних частот, дополнительный аналого-цифровой преобразователь и первыйдополнительный счетчик импульсов,между первым выходом второго логического блока и управляющими входамиуправляемого аттенюатора включены последовательно элемент запрета и первый распределитель импульсов, второйвход которого подключен к выходу элемента сравнения, между выходом генератора низкочастотного шума и сигнальным входом управляемого аттенюатора включен второй регулируемыйФильтр нижних частот, между выходомзадающего генератора и управляющимивходами регулируемых Фильтров нижнихчастот включены последовательно второй распределитель ипмульсов,оеверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразовател ь, между выходом которогои входом обнуления первого счетчи ка импул ьсов в ключе н упра вляемый генератор, а между выходом блока тактирования и вторым входом второго логического блока включенвторой дополни тельный счетчик импульсов, вход обнуления которого подключен ко второму вь:ходу второго логического блока, а сцетный вход объединен со входом обнуления первого дополнительногоо счетчика импульсов и стретьим входом второго логи-:ескогоблока, при этом выход задающего генератора подключен кс второму входуэлемента запрета, а выход первогосчетчика импульсов ко второму входувторого распределителя импульсов.На чертеже представлена с руктурная электрическая схема шумоподавителя,Устройство содержи последовательно соединенные Фильтр 1 нижних частот, аналого-цифровой преобразователь АЦП) 2, счетчик 3 импульсов,логический блок 1 и счетчик 5 имг,уль.сов, Выход сче;чика 5 подключен ковторому входу логического блока ч,третий вход коорого одновременноподключен к входу обнуления счетчика 3, к счетному входу счетчика 5и к выходу блока б тактирования,второй выход логического блока 1 подключен к первому входу элемента 7запрета, второй вход которого одновременно подключен к выходу задающего генератооа 3 и к входу блока6 тактирования, Выход элемента /З,зпр;та подкпючс 1 к первому в; дураспредли 1 .лл 9 импульсов, вороивход которого подключен к выходуэлемента 10 сравнения,Выходы распределителя 9 подключены к управляющим входам управляемогоаттенюатора 11, Аттенюатор представляет собой делитель напряжения сопряженный с реверсивным сцетцикомимпульсов. Выход управляемого аттеню-Оатора одновременно подключен к входублока 12 установки отношений сигнал/ум, 1 представляющему собой, например, масштабный усилитель), и к первому входу элемента 10 сравнения. 15Выход блока 12 установки отношенийсигнал/шум последовательно соединенс аналоговым сумматором 13, аналогоцифровым преобразователем (АЦП) 1 ч,счетчиком 15 импульсов, логическим 20блоком 16 и счетчиком 17 импульсов,Выход сцетчика 17 подключен к второму входу логического блока 16, тре"тий вход которого одновременно подклюцен к счетному входу счетчика 17 25и к выходу блока 6 тактирования,Выход управляемого генератора 18подключен к входу обнуления сцетчика 15, Первый вход распределителя19 импульсов подключен к выходу счет-зочика 15, второй - к выходу задающегогенератора 8, Выходы распределителя19 импульсов подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 20, выход которогоподключен к входу цифроаналоговогопреобразователя ЦАП) 2 1, выход которого одновременно подключен к входу управляемого генератора 18, куправляющему входу регулируемогофильтра 22 нижних цастот и к управляющему входу регулируемого Фильтра23 нижних частот, сигнальный входкоторого подключен к выходу генератора 2 низкочастотного шума а выход регулируемого Фильтра 23 нижнихчастот подключен к сигнальному входууправляемого аттенюатора 11. Выходрегулируемого фильтра 22 нижних частот одновременно подключен ко второму входу аналогового сумматора 13,ко второму входу элемента 10 сравнения и к сигнальному входу аналогово"го ключа 25, управляющий вход которого подключен ко второму выходу логического блока 16, а выход аналогового ключа 25 является выходом устройства, Точка соединения входа фильтра 1 нижних частот с входом регули ( 6руемого Фильтра 22 является входомустроиства,Устройство работает следующим образом.Входной сигнал, представляющийсобой смесь сигналнвум, поступает навход Фильтра 1 нижних частот с полосой пропускания, равной полосе пропускания стандартного радиотелефонного канала, При отсутствии информационного сигнала на входе устройства средняя частота шум 1 щр на выходе Фильтра 1 нижних частот определяется выражением 1 ыс 1 8 сгде С - частота среза Фильтра ПЧ, С выхода Фильтра 1 смесь сигнал+шум поступает на вход АЦП 2, вырабатывающего импульсы на каждое положительное пересечение входной смесью нулевой линии. Импульсы с выхода АЦП 2 поступают на счетный вход счетчика 3, который накапливает их в теение времени, определяемом периодом следования импульсов обнуления, поступающих на вход обнуленил сцетчика 3 с выхода блока 6 тактирования, Объем счетчика 3 выбран из условия Сч.ь -1 ш.ср.цгде Т - период следования импульс"в обнуления,При переполнении счетчика 3 за время Т, импульс переполнения с его выхода поступает на первый вход логицеского блока М, который при этом злп рещает прохождение импульсов с выхода блока 6 тактирования на вход обнуления счетчика 5. Счетчик начинает накапливать импульсы, поступающие на его счетный вход с выхода блока 6 тактирования и соответствующие циклам обнуления счетчика 5. Объем счетцика выбран из условил где Тп - средняя продолжительность паузы речевого сигнала,Гсли счетчик 5 переполнлетсл за время Тп, то импульс переполнения с его выхода, поступая на второй вход логического блока ч, формирует на его втором выходе разрешающий уровень напряжения, который поступает на управляющий вход элемента запрета, Элемент запрета при этом разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода задающего генерато9 919Так как 11 ш д = 11 шсри при условии, что коэффициенты передачи аналогового сумматора 13 по первому и второму входам равны, тоРайш)пор = 1 + 1;;Х5 выхода аналогового сумматора 13результирующая смесь через ЙЦП 1 чпоступает на вход счетчика 15. Объемсчетчика равен 1 О Хсцз = О, 52 1 е (ЩТ(ц), где К- частота среза регулируемого Фильтра 22, какфункция от напряжения с 1 ьвыхода цифроаналоговогопреобразователя 21;Т(1 Ц - период следования импуль.сов обнуления с выходагенератора 18, как функ ция от напряжения с вы.. хода цифроаналоговогопреобразователя 21.Так как минимальная полоса пропускания регулируемого фильтра 22 равна 25 номинальной полосе пропускания Фильтра 1, то объем счетчика 15 может быть равен объему счетчика 3 при р 1 Ц 1, Т (Ц) сонг сигнал/шум, то частота результирующе 1 смеси вызывает переполнение счетчика 15 и импульс переполнения с его ЗОВ том случае когда на выходе регулируемого фильтра 22 присутствует тольтолько шум или смесь сигнал+шум с отношением сигнал/шум менее установленного порогового отношения 1 + К3.средняя частота результирующей смесина выходе аналогового сумматора 13такова, что счетчик 15 переполняетсяза время Т(Щ, определяемое периодомследования импульсов обнуления, посту-опающих на вход обнуления счетчика 15с выхода управляемого генератора 18.Импульс переполнения с выхода счетчика 15 поступает на управляющий входраспределителя 19 импульсов, приэтом распределитель 19 направляеттактовые импульсы с выхода генератора 8 на тот выход распределителя19, который подключен к входу "Вычитание" реверсивного счетчика 20. Каждый импульс, поступающий на вход "Вычитание реверсивного счетчика 20, на одну ступеньку уменьшает уровень напряжения на выходе цифроанало- гового преобразователя 21. Уменьше-. ние напряжения на выходе цифроаналогового преобразователя приводит к уменьшению полос пропускания синхронно регулируемых фильтров 22 и 23 и к 096 10 одновременному увеличению периодаследования импульсов обнуления с выхода управляемого генератора 18,поступающих на вход обнуления счетчика 15, т.е. к выполнению условияХ(ц)ТЩсапс. Уменьшение полосыпропускания регулируемого фильтра 22приводит к увеличению отношениясигнал/шум на его выходе и на выходеустройства в целом, до значенияК+ к.В том случае, когда отношение сигнал/шум на выходе регулируемогофильтра 22 больше установленного.порогового отношения ф + К, средняячастота результирующей смеси на выходе аналогового сумматора 13 такова,что счетчик 15 не успевает псрепол.ниться за время ТЯ . При этом нулевой логический уровень с выхода счсгчика 15 поступает на управляющий входраспределителя 19 импульсов и направляет тактовые импульсы с выхода генератора 8 на вход "Сложение" реверсивного счетчика 20. Каждый импульс,поступающий на вход "Сложение реверсивного счетчика 20 на одну ступень.увеличивает уровень напряжения навыходе цифроаналогового преобразователя 21. Увеличение уровня напряженяна выходе цифроаналогового преобразователя 21 приводит к си хронномурасширению полос пропускания регулируемых фильтров 22 и 23 и одноврсменно к уменьшению периода следования импульсов обнуления с выходауправляемого генератора 18 на входобнуления счетчика 15.Таким образом, регулируемый фильтр 22, аналоговый сумматор 13, дЦП 1(, счетчик 15, задающий генератор 8, распределитель 19 импульсов, ревсрсивный счетчик 20, цифроаналоговый преобразователь 21 и управляемый генератор 18 образуют систему автоматического регулирования, следящую за установленным отношением сигнал/шум и поддерживающую заданное отношение сигнал/шум на выходе шумоподавителя путем плавного регулирования полосы пропускания регулируемого фильтра 22,Когда отношение сигнал/шум на выходе регулируемого фильтра 22, а следовательно, и на выходе шумоподави. теля, при самой узкой полосе фильтра 22 все же меньше заданного отношениявыхода поступает на вход логического блока 16, который при этом запрещает прохождение обнуляющих импульсов с выхода блока 6 тактирования на входФобнуления с цет цика 17, С цет цик накап- ь ливает импульсы, поступающие на его счетный вход с выхода блока 6 тактирования и соответствующие циклам Обну. пения счетчика 17, Объем этого сцетцика равен объему счетчика 5,Через время Тд, равное длительности естественной паузы рецевого сигнала, импульс переполнения с Выхода сцетцика 17 поступает на вход логического блока 16 и Формирует на его втором выходе уровень напряжения,который поступая на вход управления аналогового ключа 25, переводит его в состояние "Закрыто". При этомьсмесь сигнал+шум не проходит наЩ выход устройства.Если на выходе регулируемого Фильтра 22 вновь появился информационный сигнал с заданным отношением сигнал/шум, результирующая частота смеси не будет вызывать переполне" ния счетчика 15. Нулевой логический уровень с его выхода, поступая на Вход логического блока 16, разрешает прохождение на вход обнуления счетчика 17 обнуляющих импульсов с выхода блока 6 тактирования. Ври этом нулевой логический уровень с выхода счетчика 17 поступает на вход логи ческого блока 16 и Формирует н-. Вгс выходе уровень напряжений, который, поступая на управляющий Вход аналогового ключа 25 переводит его В состояние "Открыто" и смесь сигнал+ -Ивум с заданным отношением сиг ал/4 В шум с выхода регулируемого Фильтоа22 проходит на выход шумоподавителяТаким образом, шумоподавитель автоматически регулирует полосу пропускания в зависимости от отношения45 сигнал/шум Входной смеси, что исключает потерю информации при приеме слабых сигналов с высоким отношением сигнал/шум и исключает возможность ложного срабатывания.Формула изобретенияШумоподавитель, содержащий последовательно соединенные управляемый55 аттенюатор, блок установки отношений сигнал/шум, аналоговый сумматор, аналого-циФровой преобразователь, первый счетчик импульсов, первый логический блокВторой сет- к импульсов д такжс Второй лОГи Вес кий блок, генератор низкочастотного шума и задающий генератор, Вход которого через блок тактирования :Оединен с другим входом первого логицеского блока и со счетным Входом второго счетцика импульсоз, Выход которого подключен к третьему Входу первого логического блока, Выход которого соединен с управляющим входом аналогового клюца, сигнальный вход, которого объединен со Вторым входом аналогового сумматора и с с первым Входом элемента сравнения, втооой вход которого подключен к выходу управляемого аттенюатора, о т л и ц а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения поме.:оустойцивос"ти ко Второму Входу аналОГОВОсумматора подключен Выход первого регулируемого фильтра нижних ча:тот, сигнальный вход которого подключен к входной шине, между его сигнальным входом и первым Входом Вторс го логицеского блока аклоцены ггосле;.Овательно Фильтр нижних .;астот, допслнитель. ный аналого-циФровой Г:реобразовател. - и г 1 ервый дополнительнь,й счетчик импул. ов, между первым Выходом ьторого логичЕского блока и у .равляющимиВходами управляемого аттенюато;.а включены последовательна эленев ЗВПВЕта И ПЕРВЫИ ОВСПРРПРЛИТЕЛЬ ИМ,. пульсов, Второй вход ко-срого подклюк Вь 1 ходу элемента сравнениямежду ВЫХОЦО ГЕН Ратооа НИЗКОЦВСТОТОГО шума и сигнальным Входом уъавляемогэ аттенюа:Ора включен Второй ре;улруе мцй фильтр нижних частот: между Бы" ходом задающего генератора и уг.являющими входами регулируемых О: льтров нижних частот Включены последое;.- тельно второй распределитель имг;ульсов реверсивный счетчик .и цифроаналоговый преобразователь, между Выходом которого и входом Обнуления пер- ВОГО счетчика импульсОВ Включен управ гяел 1 ый генератор, а между Выходом блока такирования и вторым Вхсдом Второго логического блока Вклюценвторой дополнительный сцетчик импульсов Вход обнуления которОГС подклю цен ко второму Выходу Второго логического блока, а с етный Вход Объеди нен со входом обнуления первого допол - нительного счетчика импульсов " с третьим Входом Втсрого логического блока, при этом Выход задающего гене.919096 1. Заявка ФРГ И 252360,кл. Н 01 В 1/11, 1971,Составитель Г, ЛфанасьеваРедактор Е.Лушникова Техред и, Тепер Корректор Л, Ференц Заказ 2163/10 Тираж 605 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушскал наб д. Ъ 5ееюем Филиал ПП П "Патент", гУжгород, ул. П роект ная,ратора подключен ко второму входу элемента запрета, а выход первого сцетчика импульсов ко второму входу вто" рого распределителя импульсов.Истоцники информации, 5 принятые во внимание при экспертизе 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2671590/09,кл,И 01 В 1/10,1973 прототип),