CS260406B1

CS260406B1 - Method of pulse position modulation's signal evaluation accompanied by noise and interference

Info

Publication number: CS260406B1
Application number: CS851204A
Authority: CS
Inventors: Ivan Peisker
Original assignee: Ivan Peisker
Priority date: 1985-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1988-12-15
Also published as: CS120485A1

Description

Vynález se týká způsobu vyhodnocování signálu pulsní polohové modulace, který je provázen šumem a rušením.The present invention relates to a method for evaluating a pulse position modulation signal that is accompanied by noise and interference.

Pulsní polohová modulace je používána v soupravách pro dálkové ovládání modelů letadel, aut a lodí. Pro provoz souprav jsou přiřazena radiokomunikační kmitočtová pásma a v nich jednotlivé kanály. Souprav čím dál více přibývá a stává se, že spojení mezi přijímačem a vysílačem jedné soupravy je rušeno signálem jiné soupravy nebo jiným signálem. Přijímače dosud vyráběných souprav dálkového ovládání s pulsní polohovou modulací jsou vybaveny amplitudovým detektorem a tvarovačem nízkofrekvenčních signálů a nejsou schopny rozpoznat užitečný signál od rušení a šumu. Někteří výrobci proto ve svých soupravách používají pulsní kódovou modulaci. Ani pulsní kódová modulace zcela nezamezí chybnému vyhodnocení přijatého signálu provázeného šumem a rušením. U pulsní kódové modulace je navíc potřeba několikráte širší kmitočtové pásmo pro spojení mezi vysílačem a přijímačem, než u pulsní polohové modulace a nelze tedy používat všechny jednotlivé kanály radiokomunikačního kmitočtového pásma.Pulse position modulation is used in remote control kits for aircraft, cars and ships. For the operation of the kits are assigned radio frequency bands and in them individual channels. The set is increasing in number and it happens that the connection between the receiver and the transmitter of one set is disturbed by the signal of another set or another signal. The receivers of the pulse position modulation remote control kits so far produced are equipped with an amplitude detector and a low-frequency signal former and are not capable of recognizing a useful signal from interference and noise. Some manufacturers therefore use pulse code modulation in their kits. Even pulse code modulation does not completely prevent false evaluation of the received signal accompanied by noise and interference. In addition, in the case of pulse code modulation, several times the frequency bandwidth for the connection between the transmitter and the receiver is needed than in the case of pulse position modulation and therefore not all individual channels of the radio frequency band can be used.

Nyní byl nalezen způsob vyhodnocování signálu pulsní polohové modulace provázeného šumem a rušením použitím mikroprocesoru a analogově číslicového převodníku jehož podstata spočívá v tom, že se časový průběh přijímaného nízkofrekvenčního signálu pulsní polohové modulace se šumem a rušením porovnává se známým časovým průběhem jednoho impulsu pulsní polohové modulace a z průběžně získávaného výsledku porovnání ve formě funkce shody jsou v mikroprocesorové části, podle extrémů funkce shody, které odpovídají správným polohám impulsů pulsní polohové modulace, generovány výstupní impulsy pulsní polohové modulace, případně pulsní šířkové modulace. Známý časový průběh jednoho impulsu pulsní polohové modulace může být naprogramován v operační paměti mikroprocesoru, případně se může průběžně získávat z impulsu o maximální amplitudě vytvářeného v mikroprocesorové části průběžným průměrováním přijímaného signálu přes periody T.We have now found a method for evaluating a pulse position modulation signal accompanied by noise and interference using a microprocessor and an analog-to-digital converter, which is based on comparing the received waveform of a pulse position modulation signal with noise and interference to a known pulse position modulation pulse According to the extremes of the matching function, which correspond to the correct pulse position modulation pulse positions, the pulse position modulation or pulse width modulation output pulses are generated in the microprocessor part of the continuously obtained comparison result. The known time course of one pulse of pulse position modulation can be programmed in the microprocessor memory, or it can be continuously obtained from the maximum amplitude pulse generated in the microprocessor part by continuously averaging the received signal over the T periods.

Výhoda nového způsobu vyhodnocování signálu pulsní polohové modulace provázeného šumem a rušením spočívá v podstatném omezení vlivu šumu a rušení přijímaného a vyhodnocovaného signálu pulsní polohové modulace a v jeho dalším bezchybném zpracování. Nesprávné vyhodnocení signálu u souprav pro dálkové ovládání modelů způsobí nesprávné nastavení servomechanismů na modelu, což může způsobit havárií modelu v ceně několika tisíc korun, někdy i jeho zničení včetně částí soupravy pro dálkové ovládání bez viny pilota.The advantage of the new method of evaluating the pulse position modulation signal accompanied by noise and interference is to significantly reduce the influence of noise and interference of the received and evaluated pulse position modulation signal and its further error-free processing. Incorrect signal evaluation of remote control kits will cause incorrect adjustment of servomechanisms on the model, which can cause crashes of the model costing several thousand crowns, sometimes destroying them, including parts of the remote control kit without the pilot's fault.

Na přiložených výkresech je na obr. 1 znázorněno blokové uspořádání způsobu podle vynálezu a na obr. 2 jsou znázorněny průběhy jedné periody signálu pulsní polohové modulace s konstantní periodou opakování, v určitých stupních elektronického zpracování.In the accompanying drawings, FIG. 1 shows a block arrangement of the method according to the invention, and FIG. 2 shows the waveforms of one period of the pulse position modulation signal with a constant repetition period, at certain stages of electronic processing.

Blokové uspořádání podle obr. 1 je tvořeno přijímačem 1, propojeným analogočíslicovým převodníkem 2, dále spojeným s mikroprocesorovou částí 3, v níž jsou zabudovány operační paměti 4, 6 a 7 a řídicí pamět 5. Na výstup mikroprocesorové části 3 jsou připojeny servomechanismy 8.The block arrangement according to FIG. 1 consists of a receiver 1 connected by an analog-to-digital converter 2, further connected to the microprocessor part 3, in which the operating memories 4, 6 and 7 and the control memory 5 are built.

Nízkofrekvenční signál pulsní polohové modulace na výstupu přijímače podle obr. 1 provázený šumem a rušením se převede analogočíslicovým převodníkem 2 na číslicovou formu a průběžně se ukládá do operační paměti 4 mikroprocesorové části 3. V mikroprocesorové části 3 se průběžně provádí průměrování většího počtu přijatých následných period pulsní polohové modulace, průběžně ukládaných do operační paměti 4. Perioda pulsní polohové modulace z vysílače je konstantní a její hodnota je uložena společně s programem v řídicí paměti 5 mikroprocesorové části 3. Zprůměrováním se získává tvar prvního pulsu bez šumu a rušení v periodě pulsní polohové modulace a časový průběh prvního pulsu se ukládá do operační paměti 6 mikroprocesorové části 3. Mikroprocesorová část 3 se takto „naučí“ správný tvar impulsů pulsní polohové modulace, který je pro určitý časový interval ΔΤ pro všechny impulsy stejný a jeho případné změny jsou relativně pomalé. Časový průběh impulsu o intervalu ΔΤ, uložený v operační paměti 6 se v mikroprocesorové části 3 porovnává při časových zpožděních t s průběhem číselných hodnot, uložených v operační paměti 4, čímž se získá číselný průběh funkce shody mezi přijatým signálem provázeným šumem a rušením a známým tvarem impulsů. Číselný průběh funkce shody se ukládá do operační paměti 7. Získané extrémy průběhu funkce shody jsou mnohem méně ovlivněny šumem a rušením než původní signál z výstupu přijímače 1. Podle polohy extrémů průběhu funkce shody, uložených v operační paměti 7 se v mikroprocesorové části 3 periodicky generují impulsy pulsní šířkové modulace pro jednotlivé servomechanismy 8.The low-frequency pulse position modulation signal at the receiver output of FIG. 1, accompanied by noise and interference, is converted to a digital form by an analog-to-digital converter 2 and continuously stored in the operating memory 4 of the microprocessor part 3. The pulse position modulation period from the transmitter is constant and its value is stored together with the program in the control memory 5 of the microprocessor part 3. The averaging yields the shape of the first pulse without noise and interference in the pulse position modulation period and the time course of the first pulse is stored in the operating memory 6 of the microprocessor part 3. The microprocessor part 3 thus learns the correct shape of the pulse position modulation pulses, which is for a certain time interval ΔΤ p ro all impulses the same and its possible changes are relatively slow. The pulse time interval ΔΤ stored in the operating memory 6 in microprocessor part 3 is compared at the time delay ts with the course of the numerical values stored in the operating memory 4 to obtain a numerical waveform of the match function between the received noise and interference signal and the known pulse shape. . The numeric waveform of the match function is stored in the memory 7. The obtained waveform extremes are much less affected by noise and interference than the original signal from the receiver output 1. Depending on the position of the waveform extremes stored in the memory 7, the microprocessor portion 3 is periodically generated pulse width modulation pulses for individual servomechanisms 8.

Na obr. 2 označení I představuje jednu periodu signálu T s označením přenášených veličin 1—4 v kodéru vysílače. Na označení II. je přijatý nízkofrekvenční signál, provázený šumem a rušením. Na označení III. je znázorněn signál za amplitudovým detektorem a tvarovačem, který se dosud pro tvarování signálu pulsní polohové modulace používá. Na označení IV. je signál zprůměrovaný během většího počtu period T, z něhož se využívá známý časový průběh jednoho impulsu pulsní polohové modulace definovaný v omezeném časovém intervalu ΔΤ, znázorněný na označení V. Na označení VI.In Fig. 2, the designation I represents one period of the signal T with the designation of the transmitted quantities 1-4 in the transmitter encoder. The designation II. is the received low frequency signal, accompanied by noise and interference. The marking III. The signal behind the amplitude detector and former is used to shape the pulse position modulation signal. The marking IV. is a signal averaged over a number of periods T, from which the known pulse of the pulse position modulation pulse defined in the limited time interval ΔΤ, shown on V, is used.

jsou zobrazeny známé časové průběhy jednoho impulsu vzájemně zpožděné o At. Časový průběh korelační funkce je uveden na označení VII. a časový průběh funkce nejmenších odchylek je na označení VIII. Na označení IX. je uveden průběh signálu pulsní polohové modulace provázený šumem a rušením průběžně vyhodnocovaný novým způsobem podle číselné hladiny extrémů funkce shody, přičemž intervaly Ti—Ti odpovídají s určitou chybou přenášeným veličinám 1 až 4 z označení I. Na označení X. je průběžně získávaný signál pulsní šířkové modulace.known waveforms of one pulse delayed by At are shown. The time course of the correlation function is indicated on VII. and the time course of the function of the smallest deviations is on the designation VIII. On the marking IX. the waveform of the pulse position modulation signal accompanied by noise and disturbance is continuously evaluated in a new way according to the numerical level of the extremes of the compliance function, where the Ti-Ti intervals correspond with a certain error transmitted variables 1 to 4 from I. modulation.

Nízkofrekvenční signál z přijímače 1 provázený šumem a rušením, převedený na číslicovou formu se v mikroprocesorové části 3 po intervalech At v intervalu ΔΤ číslicově porovnává s časovým průběhem známého impulsu podle označení VI. obr. 2. Výsledkem porovnání je časový průběh shody. Tato funkce shody, získaná na příklad korelační metodou, nebo metodou nejmenších odchylek není spojitá, jednotlivé její body jsou získávány po intervalech At. Velikost těchto intervalů At má vliv na přesnost určení extrémů funkcí shody. Čím je interval At kratší, tím se extrémy přesněji určí. Signály na označení IX. nebo X. mohou být generovány až po příjmu a vyhodnocení všech impulsů jedné periody pulsní polohové modulace, přičemž může být provedena kontrola na celkový počet Impulsů, případně změněna vyhodnocovaná číselná hladina pro zjištění extrémů funkce shody. Neodpovídáli počet vyhodnocených impulsů, což může být způsobeno silným rušením, může být generován průběh, např. poslední správné vyhodnocené periody.The low-frequency signal from the receiver 1, accompanied by noise and interference, converted to the digital form in the microprocessor part 3 is digitally compared with the waveform of the known pulse according to the VI marking at intervals v at intervals ΔΤ. Fig. 2. The result of the comparison is the time course of the match. This correlation function, obtained, for example, by the correlation method or the least variation method, is not continuous, its individual points being obtained at intervals At. The magnitude of these At intervals affects the precision of determining the extremes of the matching functions. The shorter the interval At, the more precise the extremes are determined. Signals on IX. or X. can be generated after receiving and evaluating all the pulses of one period of pulse position modulation, whereby the total number of pulses can be checked, or the evaluated numerical level can be changed to determine the extremes of the match function. If the number of evaluated pulses does not correspond, which may be caused by strong interference, a waveform may be generated, eg the last correct evaluated period.

Claims

A method for evaluating a pulse position modulation signal accompanied by noise and interference using a microprocessor and an analog-to-digital converter, characterized in that the timing of the received low frequency pulse position modulation signal with noise and interference is compared to the known timing of one pulse position modulation pulse and in the form of a match function, the output pulses of the pulse position modulation or pulse width modulation are generated in the microprocessor part, according to the extremes of the match function which correspond to the correct positions of the pulse position modulation pulses.

2. A method of evaluating a pulse position modulation signal accompanied by noise and interference using a microprocessor and an analog-to-digital converter according to claim 1, characterized in that the known time course of one pulse position modulation pulse is programmed in the microprocessor memory.