Устройство для приема многочастотных сигналов

,801448 А 1 1)4 Н 04 3/04 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГНИТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ е- ге Устр ), в ) 4 у арато(71) Куйбышевский электротехническийинститут связи(56) Авторское свидетельство СССРУ 949846, кл. Н 04 ( 3/04, 1979.Патент СССР У 656562,кл. Н 04 1 3/04, 1977.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА МНОГОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения - увелич ниединамического диапазона принимаемогомногочастотного сигнала. -во содержит полосовые Фильтры ыпрямители 2, блок анализа (БА ровнейвыходных напряжений комп ров 3,регистры 5 и 6 сдвига и последовательного приближения, ЦАП 7, блокуправления 8, управляемый делитель 9напряжения и блоки принятия решения(БПР) 10 по критерию "Ь из К", атакже г-р 11 тактовых импульсов иисточник 12 опорного напряжения, Вустр-ве БА 4 Фиксируют ложный приеммногочастотного сигнала как при приме одной частоты многочастотного синала, так и при приеме двух частот,а также при отсутствии приема многочастотного сигнала. Цель достигается путем исключения возможности ложного приема многочастотного сигналас помощью введенных БА 4, регистров5 и 6, ЦАП 7, блока управления 8,делителя 9 и БПР О. Устр-во но п. 2ф-лы отличается выполнением блокауправления 8, дана его ил. 1 э.п,ф-лы, 4 ил., 2 табл.Изобретение относится к электросвязи и может быть использонано н антоматической междугородной электро" связи для приема многочастотных сиг 5 налов, передаваемых в полосе частот стандартного телефонного канала.Цель изобретения - увеличение динамического диапазона принимаемого многочастотного сигнала. 10На Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для приема многочастотных сигналов; на Фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства для приемамногочастотных сигналов; на Фиг. 3- структурная электрическая схема блока управления величиной опсрного напряжения цифроаналогового преобразователя и формирования тактовых импульсов; на фиг. 4 - эпюры напряжений, поясняющие работу блока управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и формирования тактовых импульсов.Устройство для приема многочастот" ных сигналов содержит полосовые Фильтры 1, выпрямители 2, компараторы 3, блок 4 анализа уровней выходных напряжений компараторов, регистры 5 сдвига, регистр 6 последовательного приближения, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 7, блок ,8 управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и Формирования тактовых импульсон и импульсов сброса регистров сдвига, управляемый делитель 9 напря" жения, блоки 10 принятия решения по критерию "1. из К",Кроме того, на Фиг. 1 показаны генератор 11 тактовых импульсов и источник 12 опорного напряжения.Блок 8 управления величиной опорного напряжения циФроаналогового преобразователя и Формирования тактовых45 импульсов и импульсов сброса регистров сдвига содержит первый одновибратор 13, элемент И 14, второй 15 и третий 16 одновибраторы.50Устройство работает следующим образом.Для организации взаимодействиямежду автоматическими телефоннымистанциями (АТС) и автоматическимимеждугородными телефонными сганциями(АНТС) координатного и квазиэлектронного типа из одной станции к другой сигналы передаются многочастотным кодом, например кодом 2 из 6, т.е,сигналы различного назначения передаются различными комбинациями двухсинусоидальных сигналов различныхчастот из шести имеющихся. На принимающей АТС нли АМТС имеется приемниктакого многочастотного (в данномслучае двухчастотного) кода, на входкоторого поступают любые комбинациичастот, но только две частоты одновременно, Таким образом, входным с;гналом устройства является сумма двухсинусоидальных напряжений, соотвегстнующих двум частотам из шести разных частот, Форма такого суммарногосигнала известна и представляет собой биенияРассмотрим работу устройства дляслучая Н = 6,При появлении в момент с(Фиг, 2 а) входного сигнала, содержащего, например, частоты Е, и Е , навыходах соответствующих полосовыхФильтров 1 будут отдельно синусоидальные колебания соответствующихчастот. Выпрямители 2 осуществляютвыпрямление напряжений указанных частот и их сглаживание, Пусть на входах компараторов 3 двух цепей присутствуют напряжения 11 и 11 г(фиг. 2 а), пропорциональные напряжениям принимаемых частот Е, и Е. Вто же самое время на входах компараторов 3 остальных цепей присутствуютменьшие по величине напряжения 11,11, 11, 11, пропорциональные напряжениям помех, совпадающих по частотамс частотами Е , Е , Е , Е (Фиг, 2 а).Анализ принимаемых сигналов нпредлагаемом устройстве осуществляется за время Т, (интервал времени), которое значительно меньшевремени существования многочастотного сигнала Т(интернал времениг.- т), Время Т о разбито на два интервала; Т (интервал времени (Сд-Й)и Тг (интервал времени г., -).На входы опорного напряжениякомпараторов 3 с выхода ЦАП 7 н исходном состоянии поступает напряжение, равное нулю, Следовательно, напряжения 11, - 11, поступающие на входы компараторов 3 больше нуля, поэтому на выходах всех компараторов 3имеются лог "1", На всех входахблока 4 присутствует уровень лог. "1",В соответствии с табл. 1 истинностиработы блока 4 на его выходе напря 1448418жения нулевого уровня при наличии напряжения единичного уровня на выходах двух компараторов (первый выход) присутствует уровень лог, "1",Блок 4 представляет программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).Первый выход блока 4 подключен к информационному входу регистра б и служит для адаптивного поиска второго по амплитуде напряжения в течение интервала Т,.При наличии уровня лог. "1" на первом выходе блока 4 он поступает на информационный вход регистра б. Поэтому после 1 - с первым тактом генератора 11 на выходе старшего разряда регистра б устанавливается уровень лог. . Этот сигнал в ЦАП 7 преобразуется в аналоговое напряжение, которое с выхода ЦАП 7 подает- ся на входы опорного напряжения компараторов 3. По величине это напряжение на выходе ЦАП 7 равно половине максимально возможного напряжения.В этом случае напряжения Из- И окажутся меньше напряжения, подаваемого на входы опорного напряжения компараторов 3, и на выходах компараторов 3 третьей - шестой цепей появятся уровни лог. "О".ФДальнейшая работа устройства зависит от соотношения напряжений И, И и напряжения, подаваемого с выхода ЦАП 7 на входы опорного напряжения. компараторов 3. Предположим, что И , ц оказалось больше, чем0 1.и И(фиг. 2 а, непосредственно после момента времени). Тогда на всех входах блока 4 присутствуют уровни лог. "О". В соответствии с табл. 1 на первом входе блока 4 появляется уровень лог. "О" (фиг. 2 б). Это приводит к смене "1" на "О" на выходе старшего разряда регистра 6 и установке "1"на выходе следующего после старшего регистра разряда. На выходах ЦАП 7 устанавливается напряжение, равное 0,25 максимально возможного напряжения. В зависимости от потенциалов на выходах компараторов 3 первой и в.эрой цепей продолжается дальнейшее приближение напряжения на выхбде ЦАП 7, которое подается на входы опорного напряжения компараторов 3, к второму по величине напряжению из напряжений И, и И Приближение заканчивается с устаневкой в определенное состояние самого младшего разряда регистра б.Поэтому после окончания приближения5напряжение на выходе ЦАП 7 Иве.цлоказывается равным второму по величине напряжению аналогового сигнала навходах компараторов 3 (фиг. 2 а), Приэтом на выходе "Завершение преобра 1 О зования" регистра б появляетсялог. "О",Таким образом, в течение времениТ, за М периодов тактовой частотыгенератора 11 осуществляется поисквторого по амплитуде напряжения методом поразрядного взвешивания, гдеМ - число разрядов ЦАП 7.После завершения поразрядноговзвешивания аналоговое напряжение,поступающее с выхода ЦАП 7 на входыопорного напряжечия компараторов 3,может оказаться не точно равном напряжению И,. Если окажется, чтоИ вы. ц 4 с И, то на выходах компара 25 1 оров 3 первой н второй цепей будутприсутствовать уровни лог. "1", которые поступают на информационныевходы регистров 5 для записи.Если окажется, что И вых липИ с3 О то на выходе компаратора 3 первой цепи будет лог. "1", а второй цепи -лог, "О". Такую неправильную информацию записывать в регистры 5 нельзя.Поэтому в момент времени С, опорноенапряжение, подаваемое из управляемо 35го делителя 9, который делит напряжения источника 2, в ЦАП 7 уменьшается в 1 раз до значения И , цдд(например, в 2 раза) и в течение ин 4 О тервала времени Т 1 поддерживаетсяуменьшенным. Тогда напряжение И 1 в цАпоказывается меньше И, и на выходекомпаратора 3 второй цепи тоже появляется лог. "1", Такую информацию45 можно записывать в регистры 5.Блок 8 служит для формированияимпульсов для управляемого делителя9 в конце каждого цикла Т (2 Тц, ЗТ,4 Т и т,д.), тактовых импульсов дляц5 О записи информации в регистры 5 сдвига в конце каждого цикла и импульсов"Сброс для сброса регистров 5 сдвига в "О" при неправильной информациина выходах компараторов 3.Прием неправильной информации обнаруживается блоком 4 и выдается наего выход, Таблица источника работыдешифратора по управляющему выходунапряжения единичного уровня при5 14484наличии напряжения единичного уровня на выходах двух и более компараторов (второму выходу) приведена втабл. 2,5На второй вход блока 8 с второговыхода блока 4 поступает уровень1 3лог. 1 только при гриеме неправильной информации (фиг, 4 д). С выхода "Завершение преобразования" регистра б на первый вход блока В после каждого цикла поразрядного взвешивания поступает лог, "0" (фиг. 4 а),от которого срабатывает одновибратор 13, на выходе которого появляетСя импульс положительной полярности (фиг, 46), используемый для уменьшения опорного напряжения в управляемом делителе 9 в моменты времениЕ, С - 4,-(фиг. 26) иодновременно поступающий на входэлемента И 14, разрешая формированиеимпульса сброса (фиг. 2 г, фиг. 4 е)при принятии неправильной информации.Одновибраторы 15 и 16 формируют сигналы Фиг. 2 в, 4 в,г и служат для формирования импульса записи информации"О" регистров 5 имеет большую дли- ЗОтельность, чем импульс записи, в результате чего регистры 5 обнуляютсяТак как одновременно принимают"ся сигналы двух частот, на фиг. 2 д,епоказаны графики записанной информации в два регистра 5,В новом цикле анализа предыдущийрезультат записывается в освободившуюся первую ячейку. Рещение о приеме многочастотного сигнала формиру" 40ется на выходах блоков 10 (фиг. 2 ж,з)в том случае, если за 4 цикла анализа в двух соответствующих регистрах 5 записаны по 4.лог"1" (здесь4 - разрядность регистров 5). 45При приеме, кроме сигнала полезных частот Й, и К, сигнала помехи счастотой Г, совпадающей с одной изчастот Е 1. Г многочастотного сигнала, эа время Т, устройство находитвторое по величине напряжение и в течение времени Тпри сниженном опорном напряжении напряжение на выходеЦАП " овык ц,д становится меньшенапряжения помехи (интервал времений - С, Фиг. 2 а). При этом количествосработавших компараторов 3 равнотрем. На трех входах блока 4 появятся лог. "1", на его втором выходе 18 6сформируется уровень лог. "1", который поступит на второй вход блока 8, на выходе "Сброс" в конце цикла сформируется импульс сброса регистров 5 в "О", тем самым исключается возможность ложного приема многочастотного сигнала,Таким образом, устройство фиксирует ложный прием многочастотного сигнала как при приеме одной частоты многочастотного сигнала, так и при приеме более двух частот, а также при отсутствии приема многочастотного сигнала,Временные диаграммы работы устройства для приема многочастотных сигналов не изменяются, если уровень максимального сигнала превышает второй уровень сигнала на величину, большую 5 дБ (1.1 фиг, 2 а).Формула изобретения1. Устройство для приема многочастотных сигналов, сОдержащее Н цепей, состоящих из последовательно соединенных полосового фильтра, выпрямителя и компаратора (где М - число принимаемых частот), причем входы полосовых фильтров являются входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения динамического диапазона принимаемого многочастотного сигнала, в него введены блок анализа уровней выходных напряжений компараторов, каждый вход которого соединен с выходом соответствующего компаратора, регистр последовательного приближения, информационный вход которого соединен с выходом напряжения нулевого уровня при наличии напряжения единичного уровня на выходах двух компараторов блока анализа уровней выходных напряжений компараторов, а тактовый вход является входом тактовых импульсов устройства цифроаналоговый преобразователь, каждый вход кото ого соединен с выходом соответствующего разряда регистра последовательного приближения, а выход соединен с входами опорного напряжения компараторов, Н регистров сдвига, информационный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего компаратора, И блоков принятия решения по критерию "1. из К", каждый вход которого соединен с выходом соответст1 484 В 30 Та блица 1 Таблица истинности работы блока 4 Первый Входы блока 4 выходВх. 1 Вх. 2 Вх. 3 Вх. 4 Вх. 5 Вх. 6 блока 4 О О О О О О О О О О О О О О О О 1 О О О О О О О 1 О О О О О О О О О О О О О О О О ЕЕУЕС)Е О Р З ЕЯ;1 Г ООТ 1 СТО ТЕЗ УоС ГО РовГИ Тра гдЕЕИГ;1, ИЛОК Упранлгция ВЕличи 10 Й ОлОр 1 Оо алряже 11 ия цифроаналогового преобразователя и фор(мироваиия тактовых имлульсов и импульсов сброса регистров сдвига выход тактовых импульсов которого соединен с входами тактовых импульсоврегистров сдвига, выход импульсовсброса регистров сдвига соединен свходами импульсов сброса регистровсдвига, первый вход соединен с выходом "Заверпение преобразования"регистра последовательного приближения, а второй вход соединен с выходом напряжения единичного уровняпри наличии напряжения единичногоуровня на выходах двух и более компараторов блока анализа уровней выходных напряжений компараторов,управляемый делитель напряжения,управляющий вход которого соединенс выходом управления величиной опорного напряжения цифроаналогового 25преобразователя блока управлениявеличиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и Формирования тактовых импульсов и импульсов сброса регистров сдвига, а входопорного напряжения является входомопорного напряжения устройства, выходы блоков принятия решения по критерию Е из К" являются соответствующими выходами устройства.35 Все остальные комбинации 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и формирования тактовых импульсов и импульсов сброса регистров сдвига содержит элемент И, первый вход которого является вторым входом блока управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и Формирования тактовых импульсов и импульсов сброса регистров сдвига, а выход является выходом сброса регистров сдвига блока управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и Формирования тактовых импульсов и импульсов сброса регистров сдига, соединенные последовательно первый одновибратор, вход которого является первым входом, а выход является выходом управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя блока управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и формирования тактовых импульсов и импульсов сброса регистров сдвига и соединен с вторым входом элемента И, второй одновибратор и третий одновибратор, выход которого является выходом тактовых импульсов блока управления величиной опорного напряжения тактовых импульсов и импульсов сброса регистров сдвига.3448418 Таблица истииности работы дешифратора 4 Второйныходблока 4 Вх, 1 Вх. 2 Вх. 3 Вх. 4 Вх. 5 Вх, 6 0 О 0 О О 01 1 0 0 0 0 1 0 О 1. 0Ю 0 О 0 1 0 1 О О 0 О 1 1 0 О 0 0 О О. О 3 01 0 0 О О 0 Все остальные комбинации 0 О 0 0 0 0 О 0 1 О 3 0 О 0 1 О 1 О 1 0 О 0 О 3 0 1 О 3 0 О О1 1 0 0 0 О О1448418СоставиТехред ель Н. МельниковДидик Корректор М. Демчик тров едакто раж ббО аказ 6854 дписно зводственно-полиграфическое предприятие, г, Уж л. Проектна ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР. 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45