RU197903U1 - NOISE SIGNAL SHAPER - Google Patents

NOISE SIGNAL SHAPER Download PDF

Info

Publication number
RU197903U1
RU197903U1 RU2020107668U RU2020107668U RU197903U1 RU 197903 U1 RU197903 U1 RU 197903U1 RU 2020107668 U RU2020107668 U RU 2020107668U RU 2020107668 U RU2020107668 U RU 2020107668U RU 197903 U1 RU197903 U1 RU 197903U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
frequency
input
noise
circuit
Prior art date
Application number
RU2020107668U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Андреевич Землянухин
Александр Петрович Суховеев
Антон Владимирович Годжигаев
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет)
Priority to RU2020107668U priority Critical patent/RU197903U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU197903U1 publication Critical patent/RU197903U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B29/00Generation of noise currents and voltages
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04KSECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
    • H04K3/00Jamming of communication; Counter-measures

Abstract

Полезная модель относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении линейности спектральной плотности амплитуд шумового сигнала. Формирователь шумового сигнала содержит генератор шума, первую цепь избирательную по частоте, вторую цепь избирательную по частоте, первый амплитудный модулятор и аналоговый сумматор, где выход генератора шума соединен с первыми входами первой и второй цепей избирательных по частоте, выход первой цепи избирательной по частоте соединен с первым входом первого амплитудного модулятора, а выход второй цепи избирательной по частоте соединен с вторым входом первого амплитудного модулятора, выход первого амплитудного модулятора соединен с вторым входом аналогового сумматора, выход аналогового сумматора является выходом устройства, второй вход первой цепи избирательной по частоте является первым управляющим входом, второй вход второй цепи избирательной по частоте является вторым управляющим входом, причем дополнительно введены третья цепь избирательная по частоте и второй амплитудный модулятор, причем первый вход третьей цепи избирательной по частоте соединен с выходом генератора шума, выход третьей цепи избирательной по частоте соединен с первым входом второго амплитудного модулятора, второй вход второго амплитудного модулятора соединен с выходом второй цепи избирательной по частоте. 2 ил.The utility model relates to the field of computing. The technical result consists in increasing the linearity of the spectral density of the amplitudes of the noise signal. The noise signal generator comprises a noise generator, a first frequency selective circuit, a second frequency selective circuit, a first amplitude modulator and an analog adder, where the output of the noise generator is connected to the first inputs of the first and second frequency selective circuits, the output of the first frequency selective circuit the first input of the first amplitude modulator, and the output of the second frequency selective circuit is connected to the second input of the first amplitude modulator, the output of the first amplitude modulator is connected to the second input of the analog adder, the output of the analog adder is the output of the device, the second input of the first frequency selective circuit is the first control input , the second input of the second frequency selective circuit is a second control input, and a third frequency selective circuit and a second amplitude modulator are further introduced, the first input of the third frequency selective circuit connected to the output of the noise generator, output t a frequency selective circuit is connected to a first input of a second amplitude modulator, a second input of a second amplitude modulator is connected to an output of a second frequency selective 2 ill.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к технике формирования радиосигналов и может быть использована при разработке и модернизации генераторов шума для маскирования побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН), излучаемых техническими средствами обработки информации; станций помех линиям радиосвязи.The proposed utility model relates to techniques for generating radio signals and can be used in the development and modernization of noise generators for masking spurious electromagnetic emissions and pick-ups (PEMIN) emitted by information processing equipment; Stations of radio communication lines.

Известно устройство формирователя модуляционных шумовых сигналов (Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба / А.И. Куприянов. - М.: Вузовская книга, 2013, с. 124, рис. 6.7), включающее амплитудный модулятор, который формирует амплитудно-модулированный сигнал и генератор шума. На первый вход амплитудного модулятора подается гармонический сигнал. Выход генератора шума соединен со вторым входом амплитудного модулятора, на который подается шумовой сигнал ξш(t). Выход амплитудного модулятора является выходом устройства. В формирователе модуляционных шумовых сигналов осуществляется модуляция гармонического сигнала шумовым сигналом. В результате этой модуляции формируется шумовой сигнал, включающий верхнюю боковую полосу (ƒ>ƒ0, где ƒ0 - частота изменения гармонического сигнала, а ƒ - текущая частота) и нижнюю боковую полосу (ƒ<ƒ0).A device of a shaper of modulation noise signals (Kupriyanov A.I. Radioelectronic wrestling / A.I. Kupriyanov. - M.: University Book, 2013, p. 124, Fig. 6.7), including an amplitude modulator that generates an amplitude-modulated signal and noise generator. A harmonic signal is applied to the first input of the amplitude modulator. The output of the noise generator is connected to the second input of the amplitude modulator, to which a noise signal ξ w (t) is supplied. The output of the amplitude modulator is the output of the device. In the shaper of modulation noise signals, the harmonic signal is modulated by a noise signal. As a result of this modulation, a noise signal is generated that includes the upper sideband (ƒ> ƒ 0 , where ƒ 0 is the frequency of the harmonic signal and ƒ is the current frequency) and the lower sideband (ƒ <ƒ 0 ).

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, является наличие амплитудного модулятора и генератора шума.Signs of an analogue that coincide with the features of the claimed technical solution is the presence of an amplitude modulator and a noise generator.

К недостаткам аналога можно отнести следующее. При модуляции гармонического сигнала шумовым сигналом появляется функциональная связь фаз спектральных составляющих на верхних и нижних боковых полосах. В связи с этим боковые полосы в спектре шумового сигнала на выходе амплитудного модулятора оказываются коррелированными (Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба / А.И. Куприянов. - М.: Вузовская книга, 2013, с. 125, 4 абзац). В соответствии с этим существует принципиальная возможность для эффективной защиты от подобного шумового сигнала. Кроме этого можно отметить и другие недостатки, свойственные данному формирователю модуляционных шумовых сигналов: во-первых, сильная неравномерность спектральной плотности амплитуд шумового сигнала в окрестности частоты ƒ0 гармонического сигнала, что следует из спектрограммы амплитудно-модулированного сигнала (Основы теории радиоэлектронной борьбы / Под ред. Н.Ф. Николенко - М.: Военное издательство, 1987. - с. 111, рис. 6.3, б); во-вторых, в шумовом сигнале на выходе формирователя модуляционных шумовых сигналов в диапазоне частот от ƒ0ш.н до ƒ0ш.н будут отсутствовать спектральные составляющие шума (ƒш.н - низшая частота, на которой имеется спектральная составляющая шума на выходе генератора шума), что обусловлено принципом формирования амплитудно-модулированных сигналов; в-третьих, отсутствует регулировка ширины спектра шумового сигнала на выходе амплитудного модулятора, что снижает электромагнитную совместимость подобного устройства.The disadvantages of the analogue include the following. When a harmonic signal is modulated by a noise signal, a functional connection of the phases of the spectral components in the upper and lower side bands appears. In this regard, the side bands in the spectrum of the noise signal at the output of the amplitude modulator turn out to be correlated (Kupriyanov A.I. Radioelectronic Wrestling / A.I. Kupriyanov. - M.: University Book, 2013, p. 125, paragraph 4). In accordance with this, there is a fundamental possibility for effective protection against such a noise signal. In addition, one can note other shortcomings inherent in this modulator of noise modulation signals: firstly, the strong unevenness of the spectral density of the amplitudes of the noise signal in the vicinity of the frequency ƒ 0 of the harmonic signal, which follows from the spectrogram of the amplitude-modulated signal (Fundamentals of the theory of electronic warfare / Ed. NF Nikolenko - M .: Military Publishing House, 1987. - p. 111, Fig. 6.3, b); secondly, in the noise signal at the output of the shaper of modulation noise signals in the frequency range from ƒ 0Sh. to 0 ƒ 0 + ƒ Sh. there will be no spectral components of noise (ƒ Sh.- the lowest frequency at which there is a spectral noise component at the output of the noise generator), which is due to the principle of the formation of amplitude-modulated signals; thirdly, there is no adjustment of the width of the spectrum of the noise signal at the output of the amplitude modulator, which reduces the electromagnetic compatibility of such a device.

Известно устройство для создания помех радиолокационным станциям (Патент 2217874 RU, МПК H04K 3/00, Блохин В.П. (РФ), Володин А.В. (РФ), Дятлов А.П. (РФ), Поляниченко В.П., опубл. 27 ноября 2003 г.). В этом устройстве формирователь шумового сигнала включает балансный модулятор, являющийся разновидностью амплитудного модулятора, в выходном сигнале которого отсутствует спектральная составляющая несущего колебания, и генератора шума. На первый вход балансного модулятора с выхода усилителя высоких частот поступает гармонический сигнал, а на второй вход балансного модулятора поступает шумовой сигнал. С выхода балансного модулятора снимается шумовой сигнал, полученный модуляционным способом и имеющий ширину спектра достаточную для подавления сигнала радиолокационной станции.A device for interfering with radar stations is known (Patent 2217874 RU, IPC H04K 3/00, Blokhin V.P. (RF), Volodin A.V. (RF), Dyatlov A.P. (RF), Polyanichenko V.P. , publ. November 27, 2003). In this device, the noise shaper includes a balanced modulator, which is a type of amplitude modulator, in the output signal of which there is no spectral component of the carrier oscillation, and a noise generator. A harmonic signal is supplied to the first input of the balanced modulator from the output of the high-frequency amplifier, and a noise signal is supplied to the second input of the balanced modulator. A noise signal obtained by the modulation method and having a spectrum width sufficient to suppress the signal of the radar station is removed from the output of the balanced modulator.

Признаками аналога, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, является наличие балансного модулятора и генератора шума.Signs of an analogue that coincide with the features of the proposed technical solution is the presence of a balanced modulator and noise generator.

К недостаткам аналога следует отнести следующее. В результате модуляции гармонического сигнала шумовым сигналом существует функциональная связь фаз спектральных составляющих верхней и нижней боковых полос амплитудно-модулированного сигнала. Это приводит к тому, что боковые полосы в спектре шумового сигнала на выходе балансного модулятора оказываются коррелированными (Куприянов А.И. Радиоэлектронная борьба / А.И. Куприянов. - М.: Вузовская книга, 2013, с. 125, 4 абзац). В соответствии с этим существует принципиальная возможность для эффективной защиты от подобного шумового сигнала. Кроме этого можно отметить и другие недостатки, свойственные данному формирователю модуляционных шумовых сигналов: во-первых, сильная неравномерность спектральной плотности амплитуд шумового сигнала в окрестности частоты ƒ0 гармонического сигнала, что следует из спектрограммы амплитудно-модулированного сигнала (Основы теории радиоэлектронной борьбы /Под ред. Н.Ф. Николенко - М.: Военное издательство, 1987. - с. 111, рис. 6.3, б); во-вторых, в шумовом сигнале на выходе формирователя модуляционных шумовых сигналов в диапазоне частот от ƒ0ш.н до ƒ0ш.н будут отсутствовать спектральные составляющие шума (ƒш.н - низшая частота, на которой имеется спектральная составляющая шума на выходе генератора шума), что обусловлено принципом формирования амплитудно-модулированных сигналов; в-третьих, отсутствует регулировка ширины спектра шумового сигнала на выходе амплитудного модулятора, что снижает электромагнитную совместимость подобного устройства.The disadvantages of the analogue include the following. As a result of modulation of the harmonic signal by a noise signal, there is a functional relationship between the phases of the spectral components of the upper and lower side bands of the amplitude-modulated signal. This leads to the fact that the side bands in the spectrum of the noise signal at the output of the balanced modulator are correlated (Kupriyanov A.I. Radioelectronic Wrestling / A.I. Kupriyanov. - M.: University Book, 2013, p. 125, paragraph 4). In accordance with this, there is a fundamental possibility for effective protection against such a noise signal. In addition, one can note other shortcomings inherent in this modulator of noise modulation signals: firstly, the strong unevenness of the spectral density of the amplitudes of the noise signal in the vicinity of the frequency ƒ 0 of the harmonic signal, which follows from the spectrogram of the amplitude-modulated signal (Fundamentals of the theory of electronic warfare / Ed. NF Nikolenko - M .: Military Publishing House, 1987. - p. 111, Fig. 6.3, b); secondly, in the noise signal at the output of the shaper of modulation noise signals in the frequency range from ƒ 0Sh. to 0 ƒ 0 + ƒ Sh. there will be no spectral components of noise (ƒ Sh.- the lowest frequency at which there is a spectral noise component at the output of the noise generator), which is due to the principle of the formation of amplitude-modulated signals; thirdly, there is no adjustment of the width of the spectrum of the noise signal at the output of the amplitude modulator, which reduces the electromagnetic compatibility of such a device.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому является формирователь шумового сигнала (Патент на полезную модель 193698, МПК Н03В 29/00, H04K 3/00, Землянухин П.А. (РФ), Очиров Ц.В., опубл. 11.11.2019 Бюл. №32). Формирователь шумового сигнала включает генератор шума, амплитудный модулятор, первую цепь избирательную по частоте, вторую цепь избирательную по частоте, блок задания уровня шумового сигнала и аналоговый сумматор. Выход генератора шума соединен с первыми входами первой цепи избирательной по частоте и второй цепи избирательной по частоте, выход первой цепи избирательной по частоте соединен с первым входом амплитудного модулятора и со входом блока задания уровня шумового сигнала, выход второй цепи избирательной по частоте соединен со вторым входом амплитудного модулятора, выход блока задания уровня шумового сигнала соединен с первым входом аналогового сумматора, выход амплитудного модулятора соединен со вторым входом аналогового сумматора, выход аналогового сумматора является выходом формирователя шумового сигнала, вторые входы первой и второй цепей избирательных по частоте являются соответственно первым и вторым входами формирователя шумового сигнала для подачи сигналов управления центральными частотами первой и второй цепей избирательных по частоте. С выхода формирователя шумового сигнала снимается шумовой сигнал, полученный модуляционным методом.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed one is a noise signal shaper (Utility Model Patent 193698, IPC Н03В 29/00, H04K 3/00, Zemlyanukhin P.A. (RF), Ochirov Ts.V., publ. 11/11/2019 Bull. No. 32). The noise signal generator includes a noise generator, an amplitude modulator, a first frequency selective circuit, a second frequency selective circuit, a noise signal level setting unit, and an analog adder. The output of the noise generator is connected to the first inputs of the first frequency selective circuit and the second frequency selective circuit, the output of the first frequency selective circuit is connected to the first input of the amplitude modulator and to the input of the noise level setting block, the output of the second frequency selective circuit is connected to the second input the amplitude modulator, the output of the unit for setting the noise signal level is connected to the first input of the analog adder, the output of the amplitude modulator is connected to the second input of the analog adder, the output of the analog adder is the output of the noise shaper, the second inputs of the first and second frequency-selective circuits are the first and second inputs, respectively shaper noise signal for supplying control signals to the center frequencies of the first and second frequency selective circuits. The noise signal obtained by the modulation method is removed from the output of the noise shaper.

Признаками прототипа, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, является наличие первого амплитудного модулятора, генератора шума, первой цепи избирательной по частоте, второй цепи избирательной по частоте и аналогового сумматора.Signs of the prototype, which coincides with the features of the proposed technical solution, is the presence of a first amplitude modulator, a noise generator, a first frequency selective circuit, a second frequency selective circuit and an analog adder.

Прототипу свойственны следующие недостатки.The prototype is characterized by the following disadvantages.

При формировании шумового сигнала с применением модуляционного метода (используется амплитудная модуляция) несмотря на то, что в качестве несущего колебания и модулирующего сигнала используются узкополосные (квазигармонические) шумовые сигналы, которые формируются первой и второй цепями избирательными по частоте, происходит снижение амплитуд спектральных составляющих шумового сигнала в окрестности центральной частоты шумового сигнала, играющего роль несущего колебания. В прототипе для преодоления этого недостатка использован блок задания уровня шумового сигнала, который передает шум с выхода первой цепи избирательной по частоте на первый вход аналогового сумматора. Это позволяет наложить спектральные составляющие шума, поступающего с выхода первой цепи избирательной по частоте, на спектральные составляющие шумового сигнала, полученного в процессе амплитудной модуляции, и частично решить проблему по выравниванию амплитуд спектральных составляющих шумового сигнала на выходе формирователя шумового сигнала. Однако ширина спектра шума на выходе первой цепи избирательной по частоте фиксирована и определяется добротностью первой цепи избирательной по частоте. Это приводит к тому, что на выходе формирователя шумового сигнала на частотах близких к центральной частоте первой цепи избирательной по частоте будет частично наблюдаться снижение амплитуд (неравномерность спектра) спектральных составляющих шумового сигнала. Эта неравномерность амплитуд спектральных составляющих шумового сигнала будет сильно проявляться с ростом центральной частоты шума на выходе второй цепи избирательной по частоте (управление шириной спектра на выходе формирователя шумового сигнала), поскольку в этом случае спектральные плотности амплитуд нижней и верхней боковых полос амплитудно-модулированного сигнала будут отодвигаться от центральной частоты несущего колебания, поступающего на первый амплитудный модулятор с выхода первой цепи избирательной по частоте.When generating a noise signal using the modulation method (amplitude modulation is used), despite the fact that narrow-band (quasi-harmonic) noise signals are used as the carrier wave and the modulating signal, which are generated by the first and second circuits, frequency-selective, the amplitudes of the spectral components of the noise signal decrease in the vicinity of the center frequency of the noise signal, which plays the role of a carrier oscillation. In the prototype, to overcome this drawback, a block for setting the noise signal level is used, which transmits noise from the output of the first frequency selective circuit to the first input of the analog adder. This makes it possible to superimpose the spectral components of the noise coming from the output of the first frequency selective circuit onto the spectral components of the noise signal obtained in the process of amplitude modulation, and partially solve the problem of equalizing the amplitudes of the spectral components of the noise signal at the output of the noise generator. However, the width of the noise spectrum at the output of the first frequency selective circuit is fixed and determined by the quality factor of the first frequency selective circuit. This leads to the fact that at the output of the noise signal shaper at frequencies close to the center frequency of the first frequency selective circuit, a decrease in amplitudes (spectrum unevenness) of the spectral components of the noise signal will be partially observed. This non-uniformity of the amplitudes of the spectral components of the noise signal will strongly manifest with an increase in the central noise frequency at the output of the second frequency selective circuit (control of the spectral width at the output of the noise shaper), since in this case the spectral densities of the amplitudes of the lower and upper side bands of the amplitude-modulated signal will move away from the center frequency of the carrier oscillation entering the first amplitude modulator from the output of the first frequency selective circuit.

Технический результат формирователя шумового сигнала заключается в повышении линейности спектральной плотности амплитуд шумового сигнала в заданном и регулируемом диапазоне частот, в котором осуществляется формирование шумового сигнала, с увеличением ширины спектра шумового сигнала на выходе устройства.The technical result of the noise generator is to increase the linearity of the spectral density of the amplitudes of the noise in a predetermined and adjustable frequency range in which the formation of the noise signal is carried out, with an increase in the width of the spectrum of the noise signal at the output of the device.

Доказательство наличия причинно-следственной связи между заявляемой совокупностью признаков и достигаемым техническим результатом приводится далее.Evidence of a causal relationship between the claimed combination of features and the achieved technical result is given below.

Для достижения технического результата в известное устройство дополнительно введены: третья цепь избирательная по частоте и второй амплитудный модулятор.To achieve a technical result, the following devices are additionally introduced into the known device: a third frequency selective circuit and a second amplitude modulator.

Технический результат достигается тем, что в формирователь шумового сигнала, содержащий генератор шума 1, первую цепь избирательную по частоте 2, вторую цепь избирательную по частоте 3, первый амплитудный модулятор 5 и аналоговый сумматор 6, где выход генератора шума 1 соединен с первыми входами первой цепи избирательной по частоте 2 и второй цепи избирательной по частоте 3, выход первой цепи избирательной по частоте 2 соединен с первым входом первого амплитудного модулятора 5, выход второй цепи избирательной по частоте 3 соединен с вторым входом первого амплитудного модулятора 5, выход первого амплитудного модулятора 5 соединен с вторым входом аналогового сумматора 6, выход аналогового сумматора 6 является выходом 9 устройства, второй вход первой цепи избирательной по частоте 2 является первым входом 7 устройства и служит для подачи сигнала управления центральной частотой первой цепи избирательной по частоте 2, второй вход второй цепи избирательной по частоте 3 является вторым входом 8 устройства и служит для подачи сигнала управления центральной частотой второй цепи избирательной по частоте 3, введены третья цепь избирательная по частоте 10 и второй амплитудный модулятор 4, причем первый вход третьей цепи избирательной по частоте 10 соединен с выходом генератора шума 1, выход третьей цепи избирательной по частоте 10 соединен с первым входом второго амплитудного модулятора 4, второй вход второго амплитудного модулятора 4 соединен с выходом второй цепи избирательной по частоте 3, выход второго амплитудного модулятора 4 соединен с первым входом аналогового сумматора 6, второй вход третьей цепи избирательной по частоте 10 является третьим управляющим входом 11 и служит для подачи сигнала управления центральной частотой третьей цепи избирательной по частоте 3.The technical result is achieved in that in the noise shaper, comprising a noise generator 1, a first circuit selective in frequency 2, a second circuit selective in frequency 3, a first amplitude modulator 5 and an analog adder 6, where the output of the noise generator 1 is connected to the first inputs of the first circuit frequency selective 2 and a second frequency selective 3 circuit, the output of the first frequency selective circuit 2 is connected to the first input of the first amplitude modulator 5, the output of the second frequency selective circuit 3 is connected to the second input of the first amplitude modulator 5, the output of the first amplitude modulator 5 is connected with the second input of the analog adder 6, the output of the analog adder 6 is the output of the device 9, the second input of the first frequency selective circuit 2 is the first input of the device 7 and serves to supply the control signal of the center frequency of the first frequency selective circuit 2, the second input of the second selective circuit frequency 3 is the second input 8 of the device and serves to supply a control signal for the central frequency of the second frequency selective circuit 3, a third frequency selective circuit 10 and a second amplitude modulator 4 are introduced, the first input of the third frequency selective circuit 10 being connected to the output of the noise generator 1, the output of the third selective circuit in frequency 10 is connected to the first input of the second amplitude modulator 4, the second input of the second amplitude modulator 4 is connected to the output of the second frequency selective circuit 3, the output of the second amplitude modulator 4 is connected to the first input of the analog adder 6, the second input of the third circuit selective in frequency 10 the third control input 11 and serves to supply a control signal for the central frequency of the third circuit selective in frequency 3.

Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежами.The essence of the proposed device is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлена схема электрическая структурная формирователя шумового сигнала.In FIG. 1 is an electrical structural diagram of a noise shaper.

На фиг. 2 представлены диаграммы спектральных составляющих сигналов на выходах второй цепи избирательной по частоте (фиг. 2, а), первой цепи избирательной по частоте (фиг. 2, б), третьей цепи избирательной по частоте (фиг. 2, в) и на выходе формирователя шумового сигнала (фиг. 2, г).In FIG. 2 shows diagrams of the spectral components of the signals at the outputs of the second frequency selective circuit (FIG. 2, a), the first frequency selective circuit (FIG. 2, b), the third frequency selective circuit (FIG. 2, c) and the shaper output noise signal (Fig. 2, g).

Диаграммы, представленные на фиг. 2, получены моделированием одного из возможных вариантов схемотехнической реализации формирователя шумового сигнала (фиг. 1). Моделирование выполнено с использованием программы схемотехнического моделирования Micro-Cap 9.The diagrams shown in FIG. 2, obtained by modeling one of the possible variants of the circuitry implementation of the noise shaper (Fig. 1). The simulation was performed using the Micro-Cap 9 circuit simulation program.

Формирователь шумового сигнала содержит генератор шума 1, первый амплитудный модулятор 5, второй амплитудный модулятор 4, первую цепь избирательную по частоте 2, вторую цепь избирательную по частоте 3, третью цепь избирательную по частоте 10 и аналоговый сумматор 6. Выход генератора шума 1 соединен с первыми входами первой цепи избирательной по частоте 2, второй цепи избирательной по частоте 3 и третьей цепи избирательной по частоте 10, выход первой цепи избирательной по частоте 2 соединен с первым входом первого амплитудного модулятора 5, выход второй цепи избирательной по частоте 3 соединен со вторыми входами первого амплитудного модулятора 5 и второго амплитудного модулятора 4, выход третьей цепи избирательной по частоте 10 соединен с первым входом второго амплитудного модулятора 4, выход первого амплитудного модулятора 5 соединен с вторым входом аналогового сумматора 6, выход второго амплитудного модулятора 4 соединен с первым входом аналогового сумматора 6, выход аналогового сумматора 6 является выходом 9 устройства. Второй вход первой цепи избирательной по частоте 2 является первым входом 7 устройства и служит для подачи сигнала управления центральной частотой первой цепи избирательной по частоте 2. Второй вход второй цепи избирательной по частоте 3 является вторым входом 8 устройства и служит для подачи сигнала управления центральной частотой второй цепи избирательной по частоте 3. Второй вход третьей цепи избирательной по частоте 10 является третьим входом 11 и служит для подачи сигнала управления центральной частотой третьей цепи избирательной по частоте 10.The noise signal generator comprises a noise generator 1, a first amplitude modulator 5, a second amplitude modulator 4, a first circuit selective in frequency 2, a second circuit selective in frequency 3, a third circuit selective in frequency 10 and an analog adder 6. The output of noise generator 1 is connected to the first the inputs of the first circuit selective for frequency 2, the second circuit selective for frequency 3 and the third circuit selective for frequency 10, the output of the first circuit selective for frequency 2 is connected to the first input of the first amplitude modulator 5, the output of the second circuit for selective frequency 3 is connected to the second inputs of the first amplitude modulator 5 and a second amplitude modulator 4, the output of the third frequency selective circuit 10 is connected to the first input of the second amplitude modulator 4, the output of the first amplitude modulator 5 is connected to the second input of the analog adder 6, the output of the second amplitude modulator 4 is connected to the first input of the analog adder 6 analog output torus 6 is the output 9 of the device. The second input of the first frequency selective circuit 2 is the first input 7 of the device and serves to supply the central frequency control signal of the first frequency selective circuit 2. The second input of the second frequency selective circuit 3 is the second input of the device 8 and serves to supply the second frequency control signal frequency selective circuit 3. The second input of the third frequency selective circuit 10 is the third input 11 and serves to supply a central frequency control signal of the third frequency selective circuit 10.

Работает формирователь шумового сигнала следующим образом.The noise shaper operates as follows.

В генераторе шума 1 формируется «белый шум» в диапазоне частот от очень низких до частот, превышающих частоты работы заявляемого формирователя шумового сигнала. С выхода генератора шума 1 «белый шум» поступает на входы первой цепи избирательной по частоте 2, второй цепи избирательной по частоте 3 и третьей цепи избирательной по частоте 10. В качестве первой цепи избирательной по частоте 2, второй цепи избирательной по частоте 3 и третьей цепи избирательной по частоте 10 могут быть использованы, например, последовательный или параллельный колебательные контура. Резонансные частоты первой цепи избирательной по частоте 2, второй цепи избирательной по частоте 3 и третьей цепи избирательной по частоте соответственно равны ƒ01, ƒ02 и ƒ03, где ƒ0102, ƒ0301. Добротности этих цепей избирательных по частоте соответственно равны Q1, Q2 и Q3.In the noise generator 1, “white noise” is generated in the frequency range from very low to frequencies exceeding the operating frequencies of the inventive noise shaper. From the output of the noise generator 1, “white noise” is supplied to the inputs of the first circuit selective in frequency 2, the second circuit selective in frequency 3 and the third circuit selective in frequency 10. As the first circuit selective in frequency 2, the second circuit selective in frequency 3 and third Frequency selective circuits 10 can be used, for example, serial or parallel oscillatory circuits. The resonant frequencies of the first circuit selective in frequency 2, the second circuit selective in frequency 3 and the third circuit selective in frequency are equal to ƒ 01 , ƒ 02 and ƒ 03 , where ƒ 01 > ƒ 02 , ƒ 03 > ƒ 01 . The quality factors of these frequency selective circuits are respectively equal to Q 1 , Q 2 and Q 3 .

Тогда диапазон частот, в котором по уровню 0,707 будут выделяться спектральные составляющие шумового сигнала первой цепью избирательной по частоте 2, будет равен:Then the frequency range in which the spectral components of the noise signal will be allocated at the level of 0.707 by the first circuit selective in frequency 2 will be equal to:

Figure 00000001
Figure 00000001

Диапазон частот, в котором по уровню 0,707 будут выделяться спектральные составляющие шумового сигнала второй цепью избирательной по частоте 3, будет равен:The frequency range in which the spectral components of the noise signal will be allocated at the level of 0.707 by the second frequency selective circuit 3 will be equal to:

Figure 00000002
Figure 00000002

Для третьей цепи избирательной по частоте 10 диапазон частот, в котором по уровню 0,707 будут выделяться спектральные составляющие шумового сигнала, будет равен:For the third circuit, frequency selective 10, the frequency range in which the spectral components of the noise signal will be allocated at the level of 0.707 will be equal to:

Figure 00000003
Figure 00000003

Соответственно для первой цепи избирательной по частоте 2 по уровню 0,707 максимальная и минимальная частоты (ƒmax.1 и ƒmin.1) работы равны:Accordingly, for the first circuit selective at a frequency of 2 at a level of 0.707, the maximum and minimum frequencies (ƒ max. 1 and ƒ min. 1 ) are equal to:

ƒmax.101+Δƒ1; ƒmin.101-Δƒ1.ƒ max . 1 = ƒ 01 + Δƒ 1 ; ƒ min . 1 = ƒ 01 -Δƒ 1 .

Для второй цепи избирательной по частоте 3 по уровню 0,707 максимальная и минимальная частоты (ƒmax.2 и ƒmin.2) работы равны:For the second circuit selective at a frequency of 3 at a level of 0.707, the maximum and minimum frequencies (ƒ max.2 and ƒ min.2 ) are equal to:

ƒmax.202+Δƒ2; ƒmin.202-Δƒ2.ƒ max . 2 = ƒ 02 + Δƒ 2 ; ƒ min . 2 = ƒ 02 -Δƒ 2 .

Для третьей цепи избирательной по частоте 10 по уровню 0,707 максимальная и минимальная частоты (ƒmax.3 и ƒmin.3) работы равны:For the third circuit selective at a frequency of 10 at a level of 0.707, the maximum and minimum frequencies (ƒ max.3 and ƒ min.3 ) are equal to:

ƒmax.303+Δƒ3; ƒmin.303-Δƒ3.ƒ max . 3 = ƒ 03 + Δƒ 3 ; ƒ min . 3 = ƒ 03 -Δƒ 3 .

Выделенные первой цепью избирательной по частоте 2 спектральные составляющие шума поступают на первый вход первого амплитудного модулятора 5. Выделенные третьей цепью избирательной по частоте 10 спектральные составляющие шума поступают на первый вход второго амплитудного модулятора 4. Выделенные второй цепью избирательной по частоте 3 спектральные составляющие шума поступают на вторые входы первого 5 и второго 4 амплитудных модуляторов.The spectral noise components allocated by the first circuit of frequency-selective 2 noise are fed to the first input of the first amplitude modulator 5. The spectral noise components allocated by the third circuit of frequency-selective 10 10 are fed to the first input of the second amplitude modulator 4. The noise spectral components allocated by the second circuit of frequency 3 are fed to the second inputs of the first 5 and second 4 amplitude modulators.

В первом амплитудном модуляторе 5 формирование сигнала на выходе осуществляется путем перемножения входных сигналов, поступающих с выходов первой 2 и второй 3 цепей избирательных по частоте. В соответствии с этим в заявляемом устройстве каждая спектральная составляющая сигнала, поступающего с выхода первой цепи избирательной по частоте 2 на первый вход первого амплитудного модулятора 5, будет перемножаться с каждой спектральной составляющей сигнала, поступающего с выхода второй цепи избирательной по частоте 3 на второй вход первого амплитудного модулятора 5. В результате этого на выходе первого амплитудного модулятора 5 формируется амплитудно-модулированный сигнал, включающий верхнюю и нижнюю боковые полосы в диапазоне частот от ƒАМ.H01-Δƒ102-Δƒ02 до ƒAM.B01+Δƒ102+Δƒ2. В результате этого ширина спектра шумового сигнала на выходе первого амплитудного модулятора 5 равна:In the first amplitude modulator 5, the output signal is formed by multiplying the input signals coming from the outputs of the first 2 and second 3 frequency selective circuits. In accordance with this, in the claimed device, each spectral component of the signal coming from the output of the first circuit selective in frequency 2 to the first input of the first amplitude modulator 5 will be multiplied with each spectral component of the signal coming from the output of the second circuit selective in frequency 3 to the second input of the first amplitude modulator 5. As a result, an amplitude-modulated signal is generated at the output of the first amplitude modulator 5, including the upper and lower side bands in the frequency range from ƒ AM.H = ƒ 01 -Δƒ 102 -Δƒ 02 to ƒ AM.B = ƒ 01 + Δƒ 1 + ƒ 02 + Δƒ 2 . As a result of this, the width of the spectrum of the noise signal at the output of the first amplitude modulator 5 is equal to:

ΔƒAMAM.BAM.H=2(ƒ02+Δƒ1+Δƒ2).Δƒ AM = ƒ AM.BAM.H = 2 (ƒ 02 + Δƒ 1 + Δƒ 2 ).

Можно видеть, что ширина спектра амплитудно-модулированного сигнала на выходе первого амплитудного модулятора 5 напрямую зависит от резонансной частоты второй цепи избирательной по частоте 3. Таким образом, подавая управляющий сигнал 8 на второй вход второй цепи избирательной по частоте 3, обеспечивается управление шириной спектра амплитудно-модулированного сигнала на выходе первого амплитудного модулятора 5.You can see that the spectrum width of the amplitude-modulated signal at the output of the first amplitude modulator 5 directly depends on the resonant frequency of the second circuit selective in frequency 3. Thus, by supplying a control signal 8 to the second input of the second circuit selective in frequency 3, the amplitude of the spectrum is controlled -modulated signal at the output of the first amplitude modulator 5.

Однако, следует отметить, что спектральные составляющие шума нижней и верхней боковых полос будут располагаться в окрестности частот: для нижней боковой полосы эта частота равна ƒ0102, а для верхней боковой полосы эта частота равна ƒ0102. Тогда, когда частота ƒ02 будет больше частоты Δƒ1-Δƒ2, в диапазоне частот от ƒ01-Δƒ102 до ƒ01+Δƒ102 будет наблюдаться резкое снижение амплитуд спектральных составляющих шума на выходе первого амплитудного модулятора 5.However, it should be noted that the spectral noise components of the lower and upper side bands will be located in the vicinity of the frequencies: for the lower side band this frequency is ƒ 0102 , and for the upper side band this frequency is ƒ 01 + ƒ 02 . Then, when the frequency ƒ 02 is greater than the frequency Δƒ 1 -Δƒ 2 , in the frequency range from ƒ 01 -Δƒ 1 + ƒ 02 to ƒ 01 + Δƒ 102 there will be a sharp decrease in the amplitudes of the spectral components of noise at the output of the first amplitude modulator 5 .

Для преодоления этого в заявляемом устройстве используется третья цепь избирательная по частоте 10 и второй амплитудный модулятор 4. На первый вход второго амплитудного модулятора 4 поступает сигнал с выхода третьей избирательной цепи 10. Резонансная частота ƒ03 третьей избирательной цепи 10 выбрана больше резонансной частоты первой избирательной цепи 2 на величину (Δƒ1-Δƒ2)/2. Соответственно резонансная частота третьей избирательной цепи будет равнаTo overcome this, the inventive device uses a third frequency selective circuit 10 and a second amplitude modulator 4. A signal from the output of the third selective circuit 10 is received at the first input of the second amplitude modulator 4. Resonant frequency ƒ 03 of the third selective circuit 10 is selected higher than the resonant frequency of the first selective circuit 2 by the value of (Δƒ 1 -Δƒ 2 ) / 2. Accordingly, the resonant frequency of the third electoral circuit will be equal to

Figure 00000004
Figure 00000004

Амплитудно-модулированные сигналы с выходов первого 5 и второго 4 амплитудных модуляторов поступают на второй и первый входы аналогового сумматора 6. Учитывая распределение спектров нижних и верхних боковых полос на выходах первого 5 и второго 4 амплитудных модуляторов, на выходе аналогового сумматора 6 спектр нижней боковой полосы сигнала на выходе второго аналогового модулятора 4 расположится между спектрами нижней и верхней боковых полос сигнала на выходе первого амплитудного модулятора 5. Это компенсирует спад амплитуд спектральных составляющих шумового сигнала в диапазоне частот между спектрами нижней и верхней боковых полос, формируемых на выходе первого амплитудного модулятора 5, обеспечив тем самым линейность спектра шумового сигнала на выходе аналогового сумматора 6 и соответственно на выходе 9 формирователя шумового сигнала.The amplitude-modulated signals from the outputs of the first 5 and second 4 amplitude modulators are fed to the second and first inputs of the analog adder 6. Given the distribution of the spectra of the lower and upper side bands at the outputs of the first 5 and second 4 amplitude modulators, the output of the analog adder 6 is the spectrum of the lower side band the signal at the output of the second analog modulator 4 is located between the spectra of the lower and upper side bands of the signal at the output of the first amplitude modulator 5. This compensates for the decrease in the amplitudes of the spectral components of the noise signal in the frequency range between the spectra of the lower and upper side bands formed at the output of the first amplitude modulator 5, thereby ensuring the linearity of the spectrum of the noise signal at the output of the analog adder 6 and, accordingly, at the output 9 of the noise shaper.

Верхняя боковая полоса спектра шума, формируемого на выходе второго амплитудного модулятора 4, на выходе аналогового сумматора 6 и соответственно на выходе формирователя шумового сигнала расположится справа от спектра верхней боковой полосы шума, формируемого на выходе первого амплитудного модулятора 5. Это позволяет расширить полосу частот, в которой формируется шумовой сигнал на выходе устройства 9, не нарушая линейности спектра и спектральной плотности энергетического потенциала шумового сигнала на выходе заявляемого формирователя шумового сигнала.The upper side band of the spectrum of noise generated at the output of the second amplitude modulator 4, at the output of the analog adder 6 and, accordingly, at the output of the noise shaper is located to the right of the spectrum of the upper side band of noise generated at the output of the first amplitude modulator 5. This allows you to expand the frequency band into which generates a noise signal at the output of the device 9, without violating the linearity of the spectrum and spectral density of the energy potential of the noise signal at the output of the inventive shaper of the noise signal.

Claims (1)

Формирователь шумового сигнала, содержащий генератор шума, первую цепь избирательную по частоте, вторую цепь избирательную по частоте, первый амплитудный модулятор и аналоговый сумматор, где выход генератора шума соединен с первыми входами первой и второй цепей избирательных по частоте, выход первой цепи избирательной по частоте соединен с первым входом первого амплитудного модулятора, а выход второй цепи избирательной по частоте соединен с вторым входом первого амплитудного модулятора, выход первого амплитудного модулятора соединен с вторым входом аналогового сумматора, выход аналогового сумматора является выходом устройства, второй вход первой цепи избирательной по частоте является первым управляющим входом, второй вход второй цепи избирательной по частоте является вторым управляющим входом, отличающийся тем, что дополнительно введены третья цепь избирательная по частоте и второй амплитудный модулятор, причем первый вход третьей цепи избирательной по частоте соединен с выходом генератора шума, выход третьей цепи избирательной по частоте соединен с первым входом второго амплитудного модулятора, второй вход второго амплитудного модулятора соединен с выходом второй цепи избирательной по частоте, выход второго амплитудного модулятора соединен с первым входом аналогового сумматора, второй вход третьей цепи избирательной по частоте является третьим управляющим входом.A noise signal generator comprising a noise generator, a first frequency selective circuit, a second frequency selective circuit, a first amplitude modulator and an analog adder, where the noise generator output is connected to the first inputs of the first and second frequency selective circuits, the output of the first frequency selective circuit with the first input of the first amplitude modulator, and the output of the second frequency selective circuit connected to the second input of the first amplitude modulator, the output of the first amplitude modulator connected to the second input of the analog adder, the output of the analog adder is the output of the device, the second input of the first frequency selective circuit is the first control the input, the second input of the second frequency selective circuit is a second control input, characterized in that a third frequency selective circuit and a second amplitude modulator are additionally introduced, the first input of a third frequency selective circuit being connected to a generator output noise, the output of the third frequency selective circuit is connected to the first input of the second amplitude modulator, the second input of the second amplitude modulator is connected to the output of the second frequency selective circuit, the output of the second amplitude modulator is connected to the first input of the analog adder, the second input of the third frequency selective circuit is third control input.
RU2020107668U 2020-02-18 2020-02-18 NOISE SIGNAL SHAPER RU197903U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107668U RU197903U1 (en) 2020-02-18 2020-02-18 NOISE SIGNAL SHAPER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107668U RU197903U1 (en) 2020-02-18 2020-02-18 NOISE SIGNAL SHAPER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU197903U1 true RU197903U1 (en) 2020-06-04

Family

ID=71067021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020107668U RU197903U1 (en) 2020-02-18 2020-02-18 NOISE SIGNAL SHAPER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU197903U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5263055A (en) * 1991-11-04 1993-11-16 Motorola, Inc. Apparatus and method for reducing harmonic interference generated by a clock signal
RU2217874C2 (en) * 2001-08-08 2003-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" Radar jamming device
US20150171900A1 (en) * 2010-03-08 2015-06-18 Intel IP Corporation Radio-frequency transmitter and amplifier
RU193698U1 (en) * 2019-04-30 2019-11-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) NOISE SIGNAL SHAPER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5263055A (en) * 1991-11-04 1993-11-16 Motorola, Inc. Apparatus and method for reducing harmonic interference generated by a clock signal
RU2217874C2 (en) * 2001-08-08 2003-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Градиент" Radar jamming device
US20150171900A1 (en) * 2010-03-08 2015-06-18 Intel IP Corporation Radio-frequency transmitter and amplifier
RU193698U1 (en) * 2019-04-30 2019-11-11 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) NOISE SIGNAL SHAPER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU193698U1 (en) NOISE SIGNAL SHAPER
Kahn Single-sideband transmission by envelope elimination and restoration
US8155164B2 (en) Spread frequency spectrum waveform generating circuit
US5889819A (en) EMI reduction using double sideband suppressed carrier modulation
EP0163313A2 (en) Method and apparatus for spectral dispersion of the radiated energy from a digital system
CA2081004A1 (en) Apparatus and method for reducing harmonic interference generated by a clock signal
RU2134482C1 (en) Method for reducing noise in electronic equipment
KR850002708A (en) Apparatus and method for frequency modulating a telecommunication carrier with a baseband signal
RU96102771A (en) METHOD FOR REDUCING INTERFERENCE IN ELECTRONIC EQUIPMENT
RU197903U1 (en) NOISE SIGNAL SHAPER
RU2673069C1 (en) Method of phase modulation of signals for discrete information transmission
US8090316B2 (en) Digital FM radio transmitter
RU2656840C1 (en) Broadband signal generator
JPH11220452A (en) Method and system for reducing peak factor in digital radio broadcast signal or television broadcast signal
RU2798980C1 (en) Single-band modulation signal generation device
CN111884499A (en) Ramp-compensated DC/DC conversion device and PWM controller used therein
US7496166B1 (en) Dual clock spread for low clock emissions with recovery
GB364603A (en) Improvements in and relating to systems of frequency modulation
RU16237U1 (en) DEVICE FORMING A FREQUENCY-MODULATED SIGNAL
SU560363A1 (en) Frequency modulated signal dispersion device
SU1374365A1 (en) Transformer-less voltage converter of radio receiver power supply unit
RU125004U1 (en) Microwave transmitter
KR20010088390A (en) Transmitter and method of generating a transmission signal
SU1050091A1 (en) Random voltage generator
RU2426224C1 (en) Pulse signal amplifier