Устройство приема зондирующего сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 173 О 19) 04 В 7/ 51)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР М ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВ Изо бретение относитс т использоваться ков зондирующего едачи дискретных еским зондирова х произвольных и к техн при и сигнал ообщ нием кажен ике связи остроении а в систеений с пеканала в ий формы ма устраммь структ ющего ные э второ ройст реклю делит и можпремнимах периодиусловисигналЦение поствия шпо спе ью изобретения является повехоустойчивости в условиях воирокополосных и сосредоточетру помех. 1 ШЕ- дей- ных(71) Самарский электротехнический институт связи(56) Авторское свидетельство СССРЬ 1566495, кл. Н 04 В 7/08, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ПРИЕМА ЗОНДИРУЮЩЕГО СИГНАЛА(57) Изобретение относится к технике связии может использоваться при построенииприемников зондирующего сигнала в системах передачи дискретных сообщений с периодическим зондированием канала вусловиях произвольных искажений формысигнала. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости в условиях воздействия широкополосных исосредоточенных по спектру помех. Устройство содержит блок 1 задержки, ключ 2, первый фильтр 3 верхних частот, первый гребенчатый фильтр 4, первый выпрямитель 5, первый фильтр 6 нижних частот, первый . блок 7 формирования, элемент ИЛИ 8, блок 9 фильтрации, первый блок 10 управления, второй гребенчатый фильтр 11, второй фильтр 12 верхних частот, второй выпрямитель 13, второй фильтр 14 нижних частот, второй блок 15 формирования, фильтрующе-детектирующий блок 16, пороговый блок 17, второй блок 18 управления, обнаружитель 19, переключатель 20 тактовых импульсов, делитель 21 частоты, Цель достигается за счет более точного определения начала и конца реакции канала связи на зондирующий сигнал. Это обеспечивается ф использованием гребенчатых фильтров, разнесенным приемом по двум параметрам - огибающей и мгновенной частоте, раздельной фильтрующей переднего и заднего фронтов сформированных управляющих импульсов, 6 ил. а фиг. 1 изображена структурная схеройства; на фиг. 2 - временные диаг- , поясняющие его работу; на фиг, 3 - урная схема фильтрующе-детектирублока; на фиг. 4, 5, 6 - принципиальлектрические схемы соответственно го блока управления, порогового уства и совокупности обнаружителя, печателя тактовых импульсов и еля частоты.1737740 10 Устройство содержит блок 1 задержки, ключ 2, первый фильтр 3 верхних частот, первый гребенчатый фильтр 4, первый выпрямитель 5, первый фильтр 6 нижних частот, первый блок 7 формирования, элемент ИЛИ 8, блок 9 фильтрации, первый блок 10 управления, второй гребенчатый фильтр 11, второй фильтр 12 верхних частот, второй выпрямитель 13, второй фильтр 14 нижних частот, второй блок 15 формирования, фильтрующе-детектирующий блок 16, пороговый блок 17, второй блок 18 управления, обнару- житель 19, переключатель 20 тактовых импульсов, делитель 21 частоты.Фильтрующе-детектирующий блок 16 содержит перемножители 22, 23, фильтры 24 и 25 нижних частот, управляемый генератор 26 фазорасщепитель 27, дифференциаторы 28 и 29, перемножители 30, 31, вычитатель 32, квадраторы 33 и 34, сумматор 35,Устройство для приема зондирующего сигнала работает следующим образом,Входной сигнал проходит на выход через блок 1 задержки и ключ 2, открываемый импульсами от блока 9 фильтрации, соответствующими по времени моменту действия реакции. канала на зондирующий сигнал, Т.о. здесь реализуется временная селекция реакции из канального сигнала, образованного реакцией канала связи на зондирующий сигнал и реакцией канала связи на информационный (модулированный) сигнал, передаваемый в промежутках между зондирующими сигналами,На фиг. 2 изображена временная структура обрабатываемого сигнала, Все остальные элементы 3 - 21 образуют схему для формирования управляющих импульсов блоком 9 фильтрации из входного сигнала,Из входного сигнала на выходе фильтрующе-детектирующего блока 16 образуется процесс изменений мгновенной частоты, поступающий на гребенчатый фильтр 11, На другом выходе фильтрующе-детектирующего блока 16 образуется процесс изменений амплитуды входного сигнала, поступающий через фильтр 3 верхних частот на гребенчатый фильтр 4, Выделенный гребенчатым фильтром 4 периодический процесс изменения амплитуды выпрямляется выпрямителем 5, фильтруется фильтром 6 нижних частот. В блоке 7 формирования формируется периодическая импульсная последовательность, соответствующая во времени реакции канала связи на зондирующий сигнал.Таким же образом в частотной ветви процесс изменений мгновенной частоты, прошедший гребенчатый фильтр 11, фильтр 15 20 25 30 35 40 45 50 55 4 12 верхних частот, выпрямляется в выпря мителе 13, фильтруется в фильтре 14 нижних частот, формируется в периодическую импульсную последовательность, соответствующую по времени реакции канала на зондирующий сигнал, в блоке 15 формирования,Амплитудная и частотная импульсные последовательности складываются в логическом элементе ИЛИ 8, образуя периодическую импульсную последовательность, более точно соответствующую по времени реакции канала на зондирующий сигнал. Большая точность обусловлена эффектом разнесения по амплитуде и частоте, Вероятность того, что в процессе интерференционных замираний сигнала одновременно будут отсутствовать изменения амплитуды сигнала и его мгновенной частоты гораздо ниже, чем вероятность пропадания этих изменений по отдельности. Отклонения несущей частоты зондирующего сигнала от номинального значения, задаваемого в фильтрующе-детектирующем блоке 16 с помощью управляемого по частоте генератора, в пороговом блоке 17 преобразуются в одно из логических состояний его выхода: "1" - при положительном отклонении, "0" - при отрицательном отклонении,При отсутствии периодической импульсной последовательности, определяемой обнаружителем 19, выход порогового блока 17 фиксируется в состоянии логического "0". Выход порогового блока 17 соединен с входом блока 18 управления, на другой вход которого подаются тактовые импульсы от блока 8 фильтрации через делитель 21 частоты и переключатель 20 тактовых импульсов,Фильтрующе-детектирующий блок 16, гребенчатый фильтр 11, пороговый блок 17, блок 18 управления, обнаружитель 19, образуют релейную систему радиоимпульсной частотной автоподстройки частоты с поиском сигнала по несущей частоте. Режим поиска осуществляется, когда на выходе блока 9 фильтрации отсутствует периодическая последовательность, управляющая ключом 2. В этом случае к блоку 18 управления через переключатель 20 тактовых импульсов непрерывно поступают тактовые импульсы. При обнаружении сигнала на выходе обнаружителя 9 действует логический потенциал "1", под воздействием которого тактовые импульсы к блоку 18 управления проходят через переключатель 20 тактовых импульсов только в моменты действия реакции канала связи на зондирующий сигнал. В эти моменты осуществляется автоподстройка частоты фильтрующе-детектирующе5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 го блока 16. Вариант его реализации представлен на фиг, 3.Перемножители 22 и 23, фильтры 24 и 25, нижних частот, управляемый по частоте генератор 26, фазорасщепитель 27 образуют квадратурный расщепитель, на выходах которого действуют процессы, отображающие квадратурные составляющие х(1) и у(т) комплексной огибающей входного сигнала. Последующие блоки реализуют алгоритм вычисления отклонений мгновенной частоты входного сигнала от номинала, задаваемого частотой управляемого генератора 26. Полоса частот, выделяемая фил ьтрующе-детектирующим блоком 16 из входного сигнала, полностью определяется частотой среза фильтров 24 и 25 нижних частот, процесс изменения амплитуды и мгновенной частоты которого вычисляются с помощью последующих блоков, имеет полосу, отнесенную к несущей частоте 2 Л Р. На этом обстоятельстве и основан эффект повышения помехоустойчивости приема, Этот эффект достигается за счет целесообразного выбора частоты среза Л Р фильтров 24, 25 нижних частотЛ = - ,Т.к. длительность зондирующего сигнала т, много больше длительности информационных посылок в рабочем пакете, то и полоса частот, занимаемая им - , много меньше1Тзполосы, занимаемой информационным сиг 1налом - . Т,о, предварительная селекция зондирующего сигнала по полосе частот уменьшает интенсивность помех до нелинейных преобразований в соответствии с ниже приведенными алгоритмами. Отклонения мгновенной частоты с точностью до изменений квадрата амплитуды А (1) вычисляются в соответствии с алгоритмоми(1) = х Д - у-"- при помощи дифференциаторов 28,29 пере- множителей 30, 31 и вычитателя 32 Квадрат изменений амплитуды А(1) вычисляется при помощи квадраторов 33, 34, в качестве которых используются перемножители с объединенными входами, и сумматора 35 в соответствии с алгоритмомА 2(с) = х 2(с) + у 2(т).Принципиальная электрическая схема узла управления 18 приведена на фиг. 4. Он представляет собой многоразрядный реверсивный счетчик (на элементах 564 ИЕ 11) и цифроаналоговый преобразователь (572 ПА 2), При поступлении тактовых импульсов, код реверсивного счетика меняется в сторону увеличения, если на знаковом входе действует логический потенциал "1" (от порогового устройства 17) или в сторону уменьшения при логическом "0" на этом входе. Состояние счетчика в цифроаналоговом преобразователе превращается в аналоговое управляющее напряжение. Если от переключателя 20 тактовых импульсов тактовые импульсы следуют пачками, то изменения кода происходят только в моменты действия пачек, В интервалах между ними управляющее напряжение запоминается. Непрерывное поступление тактовых импульсов соответствует режиму поиска, "пачкообразное" - режиму автоподстройки частоты,Принципиальная электрическая схема порогового устройства, которое может быть использовано в качестве блока 17, изображена на фиг. 5. Если сигнал обнаружен, то с.выхода обнаружителя 19 на другой вход порогового блока 17 поступает логический уровень "1". На выходе логического инвертора при этом действует логический "0", с которым и сравнивается входной сигнал, поступающий на инвертирующий вход компаратора 521 САЗ от гребенчатого фильтра 11, Эта ситуация соответствует режиму авто- подстройки частоты. Если с выхода обнару- . жителя 19 поступает "0", то на инвертирующем входе компаратора действует высокий потениал, соответствующий логической "1". Состояние компаратора в этой ситуации не зависит от входного сигнала с выхода гребенчатого фильтра 11 и соответствует логическому "0". Это соответствует режиму поиска системы авто- подстройки частоты,Принципиальная электрическая схема делителя 21 частоты, обнаружителя 19, переключателя 20 тактовых импульсов изображена на фиг, 6. Импульсы, следующие с выхода блока фильтрации 9, поддерживают ждущий мультивибратор 554 АГ 1, работающий в режиме перезапуска, в состоянии логической "1". Если эти импульсы пропадают(сигнал не обнаруживается), то через некоторое время, определяемое параметрами бС-цепи, на выходе обнаружителя 19 устанавливается логический "О". Необходимая частота тактовых импульсов обеспечивается делителем частоты на элементе 564 ТМ 2, Выходные импульсы поступают на логический переключатель на микросхеме 564 ЛА 7. Если обнаружитель находится в состоянии логической "1", то на выход логического переключателя проходят пачки импульсов в моменты прихода импульсов с выхода блока 9 фильтрации. В эти моменты осуществляется та автоподстройка частоты. Если обнаружитель находится в состоянии логического "0", то на выход логического переключателя проходят импульсы непрерывно, что соответствует режиму поиска системы автоподстройки частоты, поскольку при фиксированном знаке расстройки (на выходе порогового устройства) код реверсивного счетчика блока 18 управления. уменьшается, уменьшая частоту управляемого генератора фильтрующе-детектирующего блока. При заполнении реверсивного счетчика счет его начинается с максимального значения и частота управляемого генератора начинает изменяться с максимального значения.Т.о. последовательный поиск по частоте осуществляется по пилообразному закону до тех пор, пока сигнал не будет обнаружен,Формула изобретения Устройство приема зондирующего сигнала, содержащее последовательно соединенные блок задержки и ключ, выход которого является выходом устройства, а вход блока задержки - входом устройства, последовательно соединенные первый фильтр верхних. частот, первый гребенчатый фильтр, первый выпрямитель, первый фильтр нижних частот, первый блок формирования, элемент ИЛИ, блок фильтрации и первый блок управления, второй гребенчатый фильтр, второй фильтр верхних частот, и последовательно соединенные второй выпрямитель, второй фильтр нижних частот и второй блок формирования, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, второй выход блока фильтрации соединен с вторым входом ключа, а выходы первого блока управления подключены к соответст вующим входам первого и второго гребенчатыхфильтров, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости в условиях воздействия широкополосных и сосредоточенных по спектру помех в 10 него введены последовательно соединенные обнаружитель, пороговый блок, второй блок управления и фильтрующе-детектирующий блок, первый выход которого подключен к входу первого 15 фильтра верхних частот, а второй его выход- к первому входу второго гребенчатого фильтра, и последовательно соединенные делитель частоты и переключатель тактовых импульсов, выход которого 20 подключен к второму входу второго блокауправления, первый выход блока фильтрации соединен с входом делителя частоты, второй выход блока фильтрации подключен к второму входу переключателя тактовых 25 импульсов и к входу обнаружителя, выходкоторого соединен с третьим входом переключателя тактовых импульсов, выход второго гребенчатого фильтра подключен к второму входу порогового блока и к входу 30 второго фильтра верхних частот, выход которого соединен с входом второго выпрямителя, а вход блока задержки соединен с вторым входом фил ьтрующе-детектирующего блока.3513 1737740 14 569 ЛЕ 5 521 САЗ Составитель И,Котикоедактор Н.Коляда Техред М.Моргентал рректор Э,Лончако Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СС-35, Раушская наб 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 изводствен аказ 1907 Тираж ВНИИПИ Государственного комите 113035, Москва,