Цифровой согласованный фильтр сигналов с дискретной частотной манипуляцией

 

Изобретение относится к радиотехнике . Повышается помехоустойчивость . Устройство содержит частотный рециркулятор 1, запоминающий блок 2, два коммутатора 3 и 9, временной селект.ор 4, блок в ьгчисления среднего значения амплитуды (БВСЗА) 5, блок выполнения среднеквадратического отклонения (БВСО) 6, пороговый блок 7, блок ключей- 8, три сумматора-накопителя 10, 12 и 13, блок выбора максимального числа (БВМЧ) 11. и блок синхронизации 14. Сигнал с выхода частотного рециркулятора 1 в цифровой форме подается на вход запоминающего блока 2, из которого коммутатор 9 вьшодит навход временного селектора 4 двоичные числа А.- . Числа А суммируются в БВСЗА 5, вычисляются в БВСО бив виде двоичного числа поступают на вход порогового блока 7. Его разрешающий потенциал подается на управлякицие входы блока ключей 8, которые открываются, и через коммутатор 3 число А (А|, А, А) из запоминающего блока 2 заносится в сумматоры-накопители 10, 12 и 13. Числа с выходов всех сумматоров-накопителей 10, 12 и 13 сравниваются, между собой в БВМЧ 11 и выбранное им число В- является выходным сигналом. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (50 4 Н 04 Ь 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3801639/24-09 (22) 12.10.84 (46) 15.04.86. Бюл. Ф 14 (72) В.А. Сивов, В.И. Прытков, С.Н. Чистяков, M.Ã. Вяткин, О.Ф.Бокк, В.И. Борисов, Л.А. Волошин и Н.Е.Коротков (53) 621.391.266(088.8) (56) Кук И.и др. Радиолокационные сигналы. M. Советское радио, 1971, с. 306.

Авторское свидетельство СССР

У 1092751,кл. Н 04 L 27/26., 1982. (54) ЦИФРОВОЙ СОГЛАСОВАННЫЙ ФИЛЬТР

СИГНАЛОВ С ДИСКРЕТНОЙ ЧАСТОТНОЙ NAНИПУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Повышается помехоустойчивость. Устройство содержит частотный рециркулятор 1, запоминающий блок 2, два коммутатора 3 и 9, временной селектор 4, блок вычисления среднего значения амплитуды (БВСЗА) 5, блок выполнения среднеквадратического

„„SU,, 1225040 A отклонения (БВСО) 6, пороговый блок

7, блок ключей 8, три сумматора-накопителя 10, 12 и 13, блок выбора максимального числа (БВМЧ) 1 I.è блок . синхронизации 14. Сигнал с выхода частотного рециркулятора 1 в цифровой форме подается на вход запоминающего блока 2, из которого коммутатор 9 выводит на. вход временного селектора 4 двоичные числа А. . Чис-! ла А суммируются в БВСЗА 5, вычисляются в БВСО 6 и в виде двоичного числа поступают на вход порогового блока 7. Его разрешающий потенциал подается на управляющие входы блока ключей 8, которые открываются, и че- . Е рез коммутатор 3 число А; (А, А

A ) из запоминающего блока 2 заноЭ сится в сумматоры-накопители 10, 12 и 13. Числа с выходов всех сумматоров-накопителей 10, 12 и 13 сравниваются между собой в БВИЧ 11 и выбранное им число В; является выходным сигналом. 2 ил.

1225040

G =

Изобретение относится к радиотехнике и может найти применение в цифровых системах передачи информации по радио илй проводным каналам связи с использованием сигналов с 5 дискретной частотной манипуляцией.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

На фиг. 1 изображена структурноэлектрическая схема устройства; на 10 фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Цифровой согласованный фильтр сигналов с дискретной частотной манипуляцией содержит частотный рецир- 15 кулятор 1, запоминакиций блок 2,первый коммутатор 3, временной селектор 4, блок 5 вычисления среднего значения амплитуды, блок 6 вычисления,среднеквадратического отклоиения, 20 пороговый блок 7, блок 8 ключей, вто" рой коммутатор 9, перый сумматор-нако- питель 10, блок выбора максимального числа 11, второй сумматор-накопитель

12 и третий сумматор-накопитель 13, блок синхронизации 14.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал поступает на вход частотного рециркулятора 1, с выхода которого

30 сигнал в цифровой форме подается на вход запоминающего блока 2. Частотный рециркулятор 1 осуществляет накопление амплитуд гармонических составляющих в полосе анализа с разрешающей способностью, определяемой расстановкой частот в полосе сигнала, а аппара1урно — числом,рециркуляций за время 7, равное длительности посылки ии сигнала. Оценки амплитуд гармоник после заданного числа циклов выдаются в цифровой форме последовательно, .начиная с первой, в запоминающий блок

2. Вместимость запоминающего блока должна быть такова, чтобы в него мог- 45 ли быть записаны N двоичных чисел установленной разрядности, где каждое число представляет оценку амплитуды частотной составляющей сигнала с дисперсной частотной манипуляцией (N — число анализируемых частотных позиций сигнала, равное числу используемых частот). Двоичные числа А; хранятся в запоминающем блоке 2 в течение времени Т„„, пока частотным 55 рецикулятором 1 осуществляется новое накопление амплитуд на всех N частотах. Подключая выходы запоминаю2 щего блока 2, второй коммутатор 9 выводит двоичные числа А; на вход временного селектора 4. Второй коммутатор 9 .и временный селектор 4 в работе синхронизированы между собой: временный селектор 4 не изменит своего состояния до тех нор, пока второй коммутатор 9 не подключит к нему все двоичные слова А,, хранящиеся в запоминающем блоке 2.

Первый выход временного селектора

4 соединен с входом блока 5 вычисления среднего значения амплитуды, который суммирует поступающие íà его вход числа А с первого по Б-ное. В

1 том случае, когда число И представляет степень числа 2, на выход блока

5 вычисления среднего значения амплитуды подаются только старшие разряды накопленного числа с тем, чтобы за счет этого осуществилось деление суммы чисел на К и

А — 2». А ;

Выход блока 5 вычисления среднего значения амплитуды соединен с входом блока 6 вычисления среднеквадратического отклонения, второй вход которого соединен с вторым выходом временного селектора 4. С переходом временного селектора 4 во второе положение второй коммутатор 9 снова поочередно, начиная с первого, подключает выходы запоминающего блока 2 к второму входу блока 6 вычисления среднеквадратического отклонения, который вычисляет результат по формуле

Значение Gд умножается на весовой коэффициент, выбираемый опытным путем при настройке в условиях реальной обстановки. Весовой коэффициент поступает на третий вход блока 6 вычисления среднеквадратического отклонения в виде калибро- ванного напряжения.

Выходное напряжение с блока 6 вычисления среднеквадратического отклонения в виде двоичного числа поступает на первый вход порогового блока 7, второй вход которого соединен с третьим выходом временного селектора 4. После завершения вычисления числа временный селектор 4 переключается в третье положение, прн этом второй коммутатор 9 подклю1225040

1О чает поочередно выходы запоминающего блока 2 к второму входу порогового блока 7 и одновременно к сигнальным выходам блока ключей 8. В том случае, когда А; с ь„, разрешающий потенциал с выхода порогового блока 7 подается на управляющие входы блока 8 ключей, при этом ключи открываются и число А; с запоминающего блока 2 проходит на вход первого коммутатора 3, который работает синхронно с вторым коммутатором 9: первое число А; из запоминающего блока 2 заносится в первый сумматор-накопитель 10., второе число А — во второй сумматорнакопитель 12, а третье — в третий сумматор-накопитель 13.

Во втором цикле работы фильтра (длина цикла равна Т1„) все его элеиенты работают аналогично. Но с каждым новым циклом первый коммутатор

3 изменяет свое начальное состояние таким образом, чтобы к первому по порядку сумматору-накопителю подключался тот выход первого коммутатора

3, порядковый номер которого меняется в соответствии с порядком перебора частот в сигнале. Если, например, частоты следуют во времени в порядке их возрастания, и согласованный фильтр случайно включился так, что эа время существования первой частоты накопленный сигнал записан первым в запоминающий блок 2, то во втором .цикле накопления полезный сигнал записывается в запоминающий блок 2 вторым как число А, и так далее — с кажлым циклом ой заносится в соответствующие ячейки запоьщнающего блока 2. Через N циклов полезный сигнал снова записывается в запоминающий блок 2 как число А

Первый коммутатор 3 должен с каждым циклом изменять свое начальное состояние: при начале работы его первый выход бып соединен с первым сумматором — накопителем 10, куда и запишется число А, первого цикла. При втором цикле нужно установить начальное состояние первого коммутатора 3 так, чтобы его второй вход был соединен с входом первого сумматора-накопителя

10, при этом полезный сигнал,запиаанный как Л в запоминающий блок 2, на втором шаге первого коммутатора 3 записывается тоже в первый сумматорнакопитель 10, куда на первом цикле было записано первое число А . Далее с каждым новым циклом накопления.полезный сигнал, записанный числом А; в запоминающий блок 2, накапливается на i-ом шаге коммутаторов в том же первом сумматоре-накопителе 10. В реальных случаях, когда порядок следования частот произволен и когда устройство включилось в произвольный момент времени относительно начала перебора частот сигнала, накопление сигнала при данном способе управления первым коммутатором 3 происходит в одном, хотя и произвольном сумматоре-накопителе 10, 12 и 13 Та15 ким образом, после М шагов накопления в одном из сумматоров-накопителей 10;

12 и 13 накоплено число В пропорцио1 нальное амплитуде составляющих сигнала,и числа с выходов всех сумматоров20 "накопителей 10, 12 и 13 сравниваются между собой в блоке выбора максимального числа 11. Выбранное число Ву подается как выходной сигнал иа пороговое / устройство обнаружителя.

25 Временные соотношения между различными импульсньичи последовательностями блока синхронизации 14, опреде.ляющими работу устройства, приведены на фиг.2.Тонкие вертикальные линии

3б обозначают интервалы времени, равные длительности Т одной частоты посылки сигнала.

На фиг. 2акалдый из отрезков Т ц делится на более мелкие временные интервалы с аппо числу рециркуляций

35 частотного рециркулятора 1 за время

T Число рециркуляцмй зависит от требуемой разрешающей способности рециркулятора и может достигать нескольких тысяч.

В течениа последнего отрезка о,„ р каждом интервале Т, „ вырабатывает я строб перезаписи содержимого члсготного рециркулятора 1 в запслиньющий блок 2. При перезаписи двоичные числа счетными импульсами переносятся в отведенные уча тки запоминающего блока 2. Строб перезаписи показан на фиг. 23. Число импульсов считывания за время строба зависит от числа N, разрядности чисел А, и способа перезаписи — последовательного или napa лельного.

На фиг. 2 Е,е, g,å показаны стробы, 55 управляющие работой временного се.лектора 4, первого 3 и второго 9 коммутаторов. Этими стробами интервал Т„„делится на четыре части. Во

50

% 12250 время существования стробов (фиг.2) выход временного селектора 4 подклю-

У чен к входу блока 5 вычисления среднего значения и производится усреднение амплитуд всех частотных сос- 5 тавляющих на позициях сигнала. Во время действия строба 2 (фиг. 2) выход временного селектора 4 подключен к входу блока 6 вычисления среднеквадратического отклонения и произ- 10 водится вычисление среднеквадратического отклонения; во время действия строба о (фиг. 2) производится поочередное сравнение амплитуд составляющих А, с величиной gC> порого- 15 вым блоком 7 и перезаписью чисел

А; i (6 из запоминающего .блока 2 в сумматор-накппитель 10, 12 и 13 через первый коммутатор 3, работающий синхронно со вторым коммутатором 9. 20

Во время действия строба е (фиг.2) один раз эа время NT„ (что определяется дополнительными стробами, изображенными на фиг. 2ж)производится выбор максимального числа В" из эа- 25

1 писанных в сумматорах-накопителях

10, 12 и 13.

На фиг. 2 показаны импульсы тактирования второго коммутатора 9.Число этих импульсов за время строба 30 равно N, чтобы в течение строба (фиг. 2 S E I) второй коммутатор 9 совершил полное число переключений и возвратился в исходное состояние.

На фиг. 20 показан установочный импульс, периодически, перед началом строба (фиг.2 ) подаваемый на установку начального состояния первого коммутатора 3 по закону следования 40 частот сигнала с дискретной частотной манипуляцией.

На (фиг. 2 к) показаны N тактирующих импульсов, подаваемых на первый коммутатор 3 во время действия стро- 45 ба (фиг.2)) синхронно с тактирующими импульсами второго коммутатора

9, показанными на фиг. 2 .

Формула изобретения

Цифровой согласованный фильтр сигналов с дискретной частотной манипуляцией, содержащий частотный рециркулятор, временной селектор, пороговый блок, последовательно соединенные первый коммутатор и первый сумматор-накопитель, а также блок синхронизации, выходы которого подключены к синхронизирующим входам частотного рециркулятора и временного селектора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, введены блок ключей, второй сумматор-накопитель, последовательно соединенные запоминающий блок и второй коммутатор, последовательно соединенные блок вычисления среднего значения амплитуды и блок вычисления среднеквадратического отклонения, последовательно соединенные третий сумматор-накопитель и блок выбора максимального числа, при этом впход частотного рециркулятора подключен к информационному входу запоминающего блока, выход вторрго коммутатора подключен к информационному входу временного селектора, пер-. вый и второй выходы которого подключены соответственно к входу блока вычисления среднего значения амплитуды и второму входу блока вычисления среднеквадратического отклонения, третий вход которого является входом для напряжения весового коэффициента, а выход подключен к первому входу порогового блока, второй вход которого, а также сигнальные входы блока ключей соединены с третьими выходами временного, селектора, управляющие входы и выход блока ключей соединены соответственно с выходами порогового блока и информационным входом первого коммутатора, второй и третий выходы которого подключены к информационньм входам соответственно второго и третьего сумматоров-накопителей, выходы первого и второго сумматоров-йакопителей подключены ко второму и третьему информационным входам блока выбора максимального числа, синхронизирующий вход котброго, а также синхронизируищие входы сумматоров-накопителей, коммутаторов и запоминающего блока соединены с соответствующими выходами блока синхронизации.

1225040

Составитель О. Андрушков

Texpegl И.Гайдоа Корректор,B. Бутяга

Редактор Л. Повхан

Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета С".CP по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1965/60

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4