Устройство для приема многочастотных сигналов

 

Изобретение относится к электросвязи . Цель изобретения - увеличение динамического диапазона принимаемого многрчастотного сигнала. Устр-во содержит полосовые фильтры 1, вьтрямители 2, блок анализа (НА) 4 уровней выходных напряжений компараторов 3, регистры 5 и 6 сдвига и последовательного приближения, ЦАП 7, блок управления 8, управляемый делитель 9 напряжения и блоки принятия решения (БЦР) 10 по критерию L из К, а также г-р 11 тактовых импульсов и источник 12 опорного напряжения. В устр-ве БА 4 фиксируют ложный прием многочастотного сигнала как при приеме одной частоты многочастотного сигнала , так и при приеме двух частот, а также при отсутствии приема многочастотного сигнала. Цель достигается путем исключения возможности ложного приема многочастотного сигнала с помощью введенных БА 4, регистров 5 и 6, ЦАП 7, блока управления 8, делителя 9 и БПР 10. Устр-во по п. 2 ф-лы отличается выполнением блока управления 8, дана его ил. 1 з.п. ф-лы, 4 ил,, 2 табл. с (S W с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГНИТ СССР (21) 4119654/24-09 (22) 26 ° 06.86 (46) 30.12.88. Бюл. !! 48 (71) Куйбышевский электротехнический институт связи (72) А.П.Фролов, В.Н.Зайцев, В.И.Иванов и И.И.Корнилов (53) 621 ° 395.632(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 949846, кл. Н 04 (3/04, 1979.

Патент СССР У 656562, кл. Н 04 Q 3/04, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА МНОГОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к электросвязи. Цель изобретения — увеличение динамического диапазона принимаемого многочастотного сигнала. Устр-во содержит полосовые фильтры 1, выпрямители 2, блок анализа (БА) 4 уровней выходных напряжений компараторов 3, „„SU„„3448438 А (51)4 Н 04 3/04 регистры 5 и 6 сдвига и последовательного приближения, ЦАП 7, блок управления 8, управляемый делитель 9 напряжения и блоки принятия решения (БПР) 10 по критерию "L из К", а также r-р 11 тактовых импульсов и источник !2 опорного напряжения. В устр-ве БА 4 фиксируют ложный прием многочастотного сигнала как при приеме одной частоты многочастотного сигнала, так и при приеме двух частот, а также при отсутствии приема многочастотного сигнала. Цель достигается путем исключения возможности ложного приема многочастотного сигнала с помощью введенных БА 4, регистров

5 и 6, ЦАП 7, блока управления 8, делителя 9 и БПР !О. Устр-во но п. 2 ф-лы отличается выполнением блока управления 8, дана его ил. 1 э.п, ф-лы, 4 ил., 2 табл.

1448418

Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано в автоматической междугородной электро" связи для приема многочастотных сиг5 налов, передаваемых в полосе частот стандартного телефонного канала.

Цель изобретения — увеличение динамического диапазона принимаемого многочастотного сигнала. 10

На Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства для приема многочастотных сигналов; на фиг. 2 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства для приема многочастотных сигналов; на фиг. 3структурная электрическая схема блока управления величиной опсрного на.пряжения цифроаналогового преобразователя и Формирования тактовых им- 0 пульсов; 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 импульсов и импульсов сброса регистров сдвига, управляемый делитель 9 напряжения, блоки 10 принятия решения по критерию "L из К", Кроме того, на фиг. l показаны генератор 11 тактовых импульсов и источник 12 опорного напряжения.

Блок 8 управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и формирования тактовых

45 импульсов и импульсов сброса регистров сдвига содержит первый одновибратор 13, элемент И 14, второй 15 и третий 16 одновибраторы.

Устройство работает следующим обра зом.

Для организации взаимодействия между автоматическими телефонными станциями (АТС) и автоматическими междугородными телефонными сг анциями (ANTC) 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 двух синусоидальных сигналов различных частот из шести имеющихся. На принимающей АТС нли AMTC имеется приемник такого многочастотного (в данном случае двухчастотного) кода, на вход которого поступают любые комбинации частот, но только две частоты одновременно. Таким образом, входным с ;гналом устройства является сумма двух синусоидальных напряжений, соотвегствующих двум частотам из шести разных частот. Форма такого суммарного сигнала известна и представляет собой биения.

Рассмотрим работу устройства для случая Н = 6.

При появлении в момент t „ (фиг. 2а) входного сигнала, содержащего, например, частоты f u f., на выходах соответствующих полосовых фильтров 1 будут отдельно синусоидальные колебания соответствующих частот. Выпрямители 2 осуществляют выпрямление напряжений указанных частот и их сглаживание. Пусть на входах компараторов 3 двух цепей присутствуют напряжения U и 11< (фиг. 2а), пропорциональные напряжениям принимаемых частот f, и f ° В то же .самое время на входах компараторов 3 остальных цепей присутствуют меньшие по величине напряжения U »

111 (1,. U 6j пропорцион ьные напряжениям помех, совпадающих по частотам с частотами Е, f f f.6 (Фиг. 2а).

Анализ принимаемых сигналов в предлагаемом устройстве осуществляется за время Т (интервал времени ), которое значительно меньше времени существования многочастотного сигнала Т с (интервал времени

t t ), Время Т о разбито на два интервала: Т, (интервал времени (to-t„) и Тг (интервал времени t, — t ).

На входы опорного напряжения компараторов 3 с выхода ЦАП 7 в исходном состоянии поступает напряжение, равное нулю, Следовательно, напряжения П,- U 6, поступающие на входы компараторов 3„ больше нуля, поэтому на выходах всех компараторов 3 имеются лог "l". На всех входах блока 4 присутствует уровень лог. "1", В соответствии с табл. l истинности работы блока 4 на его выходе напря1448418 жения нулевого уровня при наличии напряжения единичного уровня на выходах двух компараторон (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 t — 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 U >- U< окажутся меньше напряжения, подаваемого на входы опорного напряжения компараторов 3, и на выходах компараторов 3 третьей — шестой цепей появятся уровни лог. "0".

Дальнейшая работа устройства зависит от соотношения напряжений U

U и напряжения, подаваемого с выхода ЦАП 7 на входы опорного напряжения. компараторов 3. Предположим, что Uьих цял оказалось больше, чем

I ц,.и ц < (фиг. 2а, непосредственно после момента времени t ). Тогда на всех входах блока 4 присутствуют уровни лог. "0". В соответствии с табл. 1 на первом входе блока 4 появляется уровень лог. "0" (фиг. 2б).

Это приводит к смене "1" на "0" 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 выходе ЦАП 7, которое подается на входы опорного напряжения компараторов 3, к второму по величине напряжению из напряжений U и П

Приближение заканчивается с устанонкой в определенное состояние самого младшего разряда регистра б.

Поэтому после окончания приближения

5 напряжение на выходе ЦАП 7 11вь|х.u, а оказывается ранным второму по величине напряжению аналогового сигнала на входах компараторов 3 (фиг. 2а). При этом на выходе "Завершение преобра10 зования" регистра б появляется лог. "0", Таким образом, в течение времени

Т, за М периодон тактовой частоты генератора 11 осуществляется поиск второго по амплитуде напряжения методом поразрядного взвешивания, где

М вЂ” число разрядов UAH 7.

После завершения поразрядного взвешивания аналоговое напряжение, 20 поступающее с выхода ЦАП 7 на входы опорного напряжечия компараторов 3, может оказаться не точно равном напряжению П . Если окажется, что

U „„ 4„(U, то на выходах компара25 торов 3 первой н второй цепей будут присутствовать уровни лог. "1", которые поступают на информационные входы регистров 5 для записи.

Если окажетсЯ, что U ы,, царя П g, 30 то на выходе компаратора 3 первой цепи будет лог. "1", а второй цепи— лог. "0". Такую неправильную информацию записывать в регистры 5 нельзя.

Поэтому в момент времени t опорное напряжение, подаваемое из управляемо35 го делителя 9, который делит напряжения источника 12, s ЦАП 7 уменьшается в 1 раз до значения U »„„. цдд (например, в 2 раза) и в течение ин4О тернала времени Т 1 поддерживается уменьшенным. Тогда напряжение U, „,„,,„ оказывается меньше Ц1, и на вы оде компаратора 3 второй цепи тоже оявляется лог. "1". Такую информацию

45 можно записывать в регистры 5.

Блок 8 служит для формирования импульсов для управляемого делителя

9 в конце каждого цикла Т {2Тц, ЗТ,, 4Т и т,д.), тактовых импульсов для ц

50 записи информации в регистры 5 сдвига в конце каждого цикла и импульсов

"Сброс для сброса регистров 5 сдвига н "0" при неправильной информации на выходах компараторов 3.

Прием неправильной информации обнаруживается блоком 4 и выдается на

его выход. Таблица источника работы дешифратора по управляющему выходу напряжения единичного уровня при

5 )4484 наличии напряжения един«чного уровня на выходах двух и более компараторов (второму выходу) приведена в табл. 2.

На второй вход блока 8 с второго выхода блока 4 поступает уровень

I< лог. 1 только при гриеме неправильной информации (фиг. 4д). С выхода "Завершение преобразования" ре- 10 гистра б на первый вход блока 8 после каждого цикла поразрядного взвешивания поступает лог. "0" (фиг. 4а), от которого срабатывает одновибратор 13, на выходе которого появляетСя импульс положительной полярности (фиг, 46), используемый для уменьшения опорного напряжения в управля-. емом делителе 9 в моменты времени

tz, t >- t4, t - t (фиг. 26) и одновременно поступающий на вход элемента И 14, разрешая формирование импульса сброса (фиг. 2г, фиг. 4е) при принятии неправильной информации.

Одновибраторы 15 и 16 формируют сиг- <25 налы фиг. 2в, 4в,г и служат для формирования импульса записи информации (фиг, 2в, фиг. 4г) в регистры 5. Импульс (фиг. 2г, фиг, 4е) сброса в ("О" регистров 5 имеет большую длительность, чем импульс записи, в результате чего регистры 5 обнуляются ° Так как одновременно принимаются сигналы двух частот, на фиг. 2д,е показаны графики записанной информации в два регистра 5.

В новом цикле анализа предыдущий результат записывается в освободившуюся первую ячейку. Решение о приеме многочастотного сигнала формиру- 4 ется на выходах блоков 10 (фиг. 2ж,з) в том случае, если за 4 цикла анализа в двух соответствующих регистрах 5 записаны по 4.лог ° "1" (здесь

4 — разрядность регистров 5). 45

При приеме, кроме сигнала полезных частот f< и f<, сигнала помехи с частотой f, совпадающей с одной из частот f 1- f многочастотного сигнала, эа время Т, устройство находит второе по величине напряжение и в течение времени Т при сниженном опорном напряжении напряжение на выходе

ЦАП 7 U g <«,«< U ä«ñòàíoâèòñÿ меньше напряжения помехи (интервал времени

t >- и, фиг. 2а). При этом количество сработавших компараторов 3 равно трем. На трех входах блока 4 появятся лог. "1", на его втором выходе

l8 6 сформируется уровень лог. "1", которь<А поступит на второй вход блока

8, на выходе "Сброс" в конце цикла сформируется импульс сброса регистров 5 в "0", 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 (U, фиг. 2а).

Формула изобретения

l. Устройство для приема многочастотных сигналов, содержащее N цепей, состоящих из последовательно соединенных полосового фильтра, выпрямителя и компаратора (где N - 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, N регистров сдвига, информационный вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего компаратора, N блоков принятия решения по критерию "L из К", каждый вход которого соединен с выходом соответст1 484)В

Та блица 1

Таблица истинности работы блока 4

Первый

Входы блока 4 выход

Вх. 1 Вх. 2 Вх. 3 Вх. 4 Вх. 5 Вх. 6 блока 4

0 0

0 0

0 0

0 0

0 0 0

0 0

0 1

0 0

0 1 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0 0

0 е! уе) ЕЕ! е О р ! 3 1! я; ° Г О О т 1 с т с т е! у!() !! (.. Г c! p E.

Гистра Гдегиг l блок Улраезления веЛЕЕ (И!!ОЙ ОЛОРЕЕЕ)! О itñ1ËРЯЖЕЕЕИЯ ЕГИфРО аналогового преобразователя и фор( мироваиия тактовых имлульсов и импульсов сброса регистров сдвига, выход тактовых импульсов которого соединен с входами тактовых импульсов регистров сдвига, выход импульсов сброса регистров сдвига соединен с входами импульсов сброса регистров сдвига, первый вход соединен с выходом "Завершение преобразования" регистра последовательного приближения, а второй вход соединен с выходом напряжения единичного уровня при наличии напряжения единичного уровня на выходах двух и более компараторов блока анализа уровней выходных напряжений компараторов, управляемый делитель напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом управления величиной опорного напряжения цифроаналогового 25 преобразователя блока управления величиной опорного напряжения цифроаналогового преобразователя и формирования тактовых импульсов и импульсов сброса регистров сдвига, а вход опорного напряжения является входом опорного напряжения устройства, выходы блоков принятия решения по критерию "L из К" являются соответствующими выходами устройства.

Все остальные комбинации

2. Устройство по л. 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.

Таблица 2

14484!8

Таблица истииности работы дешифратора 4

Второй ныход блока 4

Вх. 1 Вх. 2 Вх. 3 Вх. 4 Вх. 5 Вх, 6

О

О О О 1 1

О

О 1 О

0 1 - О ! Ю О

О

1 О

1 О

О

1 1 О О

О

О О. О

О !! 1 0

О О

Все остальные комбинации

О 0 О

О О О

О 0 1

О 3 О

О О 1

О 3 О

1 О О

О О

О 1 0

1 О О

О 3

1 О

О О

0 О

1448418 1448418 Составитель Н. Мельников

Техред Ч.Дидик Корректор М. демчик

Редактор М. Петрова

Заказ 6854/57

Тираж ббО Подписное

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

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5