CS277607B6

CS277607B6 - Connecting the Signal Noise Detector Directional Information of the Aviation Radios

Info

Publication number: CS277607B6
Application number: CS715989A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Ing Masin
Original assignee: Tesla Kolin S P
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1993-03-17
Also published as: CS8907159A2

Abstract

Podstata detektoru šumu signálu směrové informace leteckého radlokompasu se vstupní svorkou (4) připojenou jednak k prvnímu vstupu (6) diferenciálního zesilovače (2), jednak přes filtrační čtyřpól (1) ke druhému vstupu (7) diferenciálního zesilovače (2), jehož výstup je přes amplitudový detektor připojen k výstupní svorce (8) spočívá v tom, že filtrační čtyřpól (1) je vícenásobný synchronní selektivní filtr. Při dané úrovni vstupního vysokofrekvenčního signálu umožňuje zapojení optimální nastavení vyhodnocovacího dílu leteckého radlokompasuThe essence of the noise detector of the directional information signal of an aviation radar compass with an input terminal (4) connected both to the first input (6) of the differential amplifier (2) and, through a filter quadrupole (1) to the second input (7) of the differential amplifier (2), the output of which is connected to the output terminal (8) via an amplitude detector, lies in the fact that the filter quadrupole (1) is a multiple synchronous selective filter. At a given level of the input high-frequency signal, the connection allows for optimal adjustment of the evaluation part of the aviation radar compass

Description

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká zapojení detektoru šumu signálu směrové informace leteckého radiokompasu.The invention relates to the connection of a noise detector of a directional information signal of an aeronautical radio compass.

Dosavadní stav technikyPrior art

Letecké radiokompasy zpracovávají vysokofrekvenční signál dlouhovlnných a středněvlnných radiomajáků a radiostanic ve značném dynamickém rozsahu, například od mezní citlivosti 50 uV/m až do 500 mV/m. Jedním z parametrů leteckého radiokompasu je mezní citlivost do zaměření, takzvaná kompasová citlivost, kdy při minimálním signálu například 50 uV/m se sleduje rychlost do zaměření, přesnost zaměření, kývání ručičky indikátoru okolo polohy zaměření, a to periodické kývání a náhodné výkyvy způsobené například šumem nebo vnějším rušením. V praxi bývá požadováno, aby letecký radiokompas přesně a rychle zaměřoval zejména při větším vstupním signálu, to jest například při manévrech letounu okolo letiště, při přistávání a podobně. Při velkých vzdálenostech od radiomajáků, kdy je již vysokofrekvenční signál na vstupu leteckého radiokompasu malý, může již být chyba do zaměření větší. Rychlost do zaměření není tak rozhodující. Nepříjemně se zde však projevuje náchylnost k daleko větším fluktuacím ručičky indikátoru zaměření okolo polohy zaměření způsobená šumem a rušením. Uvedené rozdíly v chování leteckých radiokompasů v závislosti na velikosti vstupního vysokofrekvenčního signálu se zejména projevují u klasických leteckých radiokompasů s otočnou rámovou anténou nebo goniometrem, kde elektrické vlastnosti ještě ovlivňují mechanické nebo elektromechanické prvky, jako například mechanická převodovka, elektromotor s tachogenerátorem a podobně.Aeronautical radio compasses process the high-frequency signal of long-wave and medium-wave beacons and radio stations over a considerable dynamic range, for example from a sensitivity limit of 50 uV / m up to 500 mV / m. One of the parameters of an aeronautical radio compass is the limit sensitivity to aiming, the so-called compass sensitivity, where at a minimum signal of 50 uV / m the speed to aim, accuracy of aiming, swinging the indicator hand around the aiming position, periodic oscillations and random fluctuations caused by noise, for example. or external interference. In practice, it is required that the aeronautical radio compass accurately and quickly aims, especially with a larger input signal, i.e., for example, during maneuvers of the aircraft around the airport, during landing and the like. At large distances from radio beacons, when the high-frequency signal at the input of the aeronautical radio compass is already small, the aiming error may already be larger. Speed to focus is not that crucial. However, the susceptibility to much larger fluctuations of the focus indicator hand around the aiming position caused by noise and interference is unpleasant. These differences in the behavior of aeronautical radio compasses depending on the magnitude of the input high-frequency signal are particularly evident in conventional aeronautical radio compasses with rotating frame antenna or goniometer, where electrical properties still affect mechanical or electromechanical elements such as mechanical gearbox, electric motor with tachogenerator and the like.

U známých provedení leteckých radiokompasů je vyhodnocovací díl řešen kompromisně jedním zapojením bez přepínání a změny jeho chování podle požadavků v závislosti na vstupním vysokofrekvenčním signálu. Při těchto kompromisních řešeních nelze vždy zaručit optimální vlastnosti a chování leteckého radiokompasu v celém rozsahu změn vstupního vysokofrekvenčního signálu. Aby bylo možno vlastnosti vyhodnocovacího dílu, a tím chování leteckého radiokompasu měnit v závislosti na vstupním vysokofrekvenčním signálu, je třeba nějakým způsobem odvodit regulační stejnosměrný signál pro regulaci a přepínáni obvodů vyhodnocovacího dílu, závislý respektive úměrný vstupnímu vysokofrekvenčnímu signálu na vstupu leteckého radiokompasu. Takovým použitelným regulačním signálem může být stejnosměrný signál z obvodů automatické regulace zisku. Pro použitelnost tohoto signálu, zejména při velmi malých vstupních vysokofrekvenčních signálech, odpovídajících mezní citlivosti leteckého radiokompasu, by bylo třeba pro stejné nastavení zaručit shodnost zisků vysokofrekvenčních zesilovačů jednotlivých leteckých radiokompasů v celém teplotním rozsahu, popřípadě by bylo třeba zavádět další korekce.In known embodiments of aeronautical radio compasses, the evaluation part is compromised by one connection without switching and changing its behavior according to the requirements depending on the input high-frequency signal. With these trade-off solutions, the optimal properties and behavior of an aeronautical radio compass cannot always be guaranteed over the entire range of changes in the input high-frequency signal. In order to be able to change the properties of the evaluation unit and thus the behavior of the aeronautical radio compass depending on the input RF signal, it is necessary to derive a control DC signal for regulating and switching circuits of the evaluator dependent or proportional to the input RF signal at the aeronautical input. Such a useful control signal may be a DC signal from automatic gain control circuits. For the usability of this signal, especially with very small input high-frequency signals corresponding to the limit sensitivity of the aeronautical radio compass, it would be necessary to guarantee the same gains of high frequency amplifiers of individual aeronautical radio compasses in the whole temperature range for the same setting, or further corrections should be introduced.

Protože chování leteckého radiokompasu závisí zejména na poměru užitečního signálu směrové informace vůči šumovému pozadí signálu směrové informace, bude nejlépe vyhodnocovat toto šumové pozadí a odvodit v závislosti na velikosti šumového pozadí regulační signál použitelný pro optimální nastavení vyhodnocovacího dílu za daných podmínek, to jest při dané úrovni vstupního vysoSince the behavior of an aeronautical radio compass depends mainly on the ratio of the useful directional signal to the background noise of the directional signal, it is best to evaluate this background noise and derive, depending on the magnitude of the background noise, a control signal usable for optimal setting of the evaluation unit under given conditions. entrance high

CS 277607 B6 2 kofrekvenčního signálu. U leteckých radiokompasů s otočnou směrovou anténou nebo goniometrem se úroveň signálu směrové informace mění v závislosti na momentální poloze ručky indikátoru, neboli polohy směrové antény nebo rotoru goniometru od polohy zaměření do minima vysokofrekvenčního signálu. Detektor šumu bude muset detekovat pouze šumové pozadí signálu směrové informace, ale nebude smět být ovlivňován signálem směrové informace.CS 277607 B6 2 co-frequency signal. For aeronautical radio compasses with a rotating directional antenna or goniometer, the level of the directional information signal varies depending on the current position of the indicator hand, or the position of the directional antenna or goniometer rotor, from the aiming position to the minimum of the high frequency signal. The noise detector will only need to detect the background noise of the directional information signal, but will not be affected by the directional information signal.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Obvod pro uvedené účely řeší zapojení detektoru šumu signálu směrové informace leteckého radiokompasů se vstupní svorkou připojenou jednak k prvnímu vstupu diferenciálního zesilovače, jednak přes filtrační čtyřpól ke druhému vstupu diferenciálního zesilovače, jehož výstup je přes amplitudový detektor připojen k výstupní svorce zapojení, jehož podstata spočívá v tom, že filtrační čtyřpól je vícenásobný synchronní selektivní filtr.For this purpose, the circuit solves the connection of the noise detector signal noise detector with an input terminal connected both to the first input of the differential amplifier and via a filter pole to the second input of the differential amplifier, whose output is connected via an amplitude detector to the output terminal of the connection. in that the quadrupole filter is a multiple synchronous selective filter.

Výhody zapojení detektoru šumu signálu směrové informace leteckého radiokompasů podle vynálezu lze spatřovat v tom, že umožňuje optimální nastavení vyhodnocovacího dílu leteckého radio_:kompasu při dané úrovni vstupního vysokofrekvenčního signálu, což příznivě ovlivňuje chování leteckého radiokompasů se značným dynamickým rozsahem vstupního vysokofrekvenčního signálu.The advantages of the detector signal noise information of the air directional Radio compasses according to the invention can be seen that it permits optimum adjustment of the evaluation portion of the air _radio: compass at a given level of the input RF signal, which favorably influences the behavior of the air Radio compasses with substantial dynamic range of the input RF signal.

Přehled obrázků na výkresech . .. Na. připojených výkresech je znázorněno na obr. 1 zapojení detektoru šumu signálu směrové informace leteckého radiokompasů podle vynálezu a na obr. 2 je příklad zapojení vícenásobného synchronního selektivního filtru.Overview of figures in the drawings. .. On. In the accompanying drawings, Fig. 1 shows the connection of a noise detector of a directional information signal of an aeronautical radio compass according to the invention, and Fig. 2 shows an example of the connection of a multiple synchronous selective filter.

Příklad provedení vynálezuExample of an embodiment of the invention

V příkladném provedení zapojení detektoru šumu směrové informace leteckého radiokompasů podle vynálezu je ke vstupní svorce 4. připojen jednak vstup vícenásobného synchronního selektivního filtru 1, jednak první vstup 2 diferenciálního zesilovače 2, jehož druhý vstup 7 je připojen k výstupu 5 vícenásobného synchronního filtru 1, přičemž výstup diferenciálního zesilovače 2 je připojen na vstup detektoru 2/ jehož výstup je připojen k výstupní svorce 2· Vícenásobný synchronní selektivní filtr 1 je například zapojen tak, že rezistor R připojený svým prvním koncem ke vstupní svorce 4 je svým druhým koncem připojen k jeho výstupu 2/ ke kterému je také připojeno svými prvními konci n kondenzátorů Cl, C2 až CN. Druhé konce každého příslušného kondenzátoru Cl, C2 až CN jsou připojeny k příslušným prvním koncům spínačů VI. V2 až VN, přičemž jejich druhé konce jsou spojeny se zemí.In an exemplary embodiment of the aviation radiocomputer direction information noise detector connection according to the invention, an input of a multiple synchronous selective filter 1 and a first input 2 of a differential amplifier 2 are connected to the input terminal 4, the second input 7 of which is connected to the output 5 of the multiple synchronous filter 1. the output of the differential amplifier 2 is connected to the input of the detector 2 / whose output is connected to the output terminal 2 · The multiple synchronous selective filter 1 is connected, for example, so that the resistor R connected with its first end to the input terminal 4 is connected to its output 2 with its second end. / to which it is also connected by its first ends n capacitors C1, C2 to CN. The other ends of each respective capacitor C1, C2 to CN are connected to the respective first ends of the switches VI. V2 to VN, the other ends of which are connected to ground.

První vstup 2 diferenciálního zesilovače 2 je invertující, druhý vstup 7 diferenciálního zesilovače 2 j® neinvertující s výhodou proto, že invertující vstup vlivem záporné zpětné vazby pro nastavení zisku diferenciálního zesilovače 2 malou vstupní impedanci, která by zatěžovala, a tím ovlivňovala vícenásobný synchronní selektivní filtr 1, pokud by byla zapojena na jeho výstup 5. Předpokládá se, že se signál přivádí ze zdroje o malé výstupní impedanci, z výstupu diferenciálního zesilovače 2, takže tak niž3 ^Z CS 277607 B6 ší vstupní impedance invertujícího vstupu nevadí. Pro nastavení konkrétního zisku jsou zapojeny zpětnovazební rezistory jednak mezi vstupní svorku 4 a první vstup 6. diferenciálního zesilovače 2, jednak mezi první vstup 6 diferenciálního zesilovače 2 a jeho výstup.The first input 2 of the differential amplifier 2 is inverting, the second input 7 of the differential amplifier 2 is non-inverting, preferably because the inverting input has a small input impedance due to negative feedback to adjust the gain of the differential amplifier 2, which would load and thus affect the multiple synchronous selective filter 1, if it were connected to the output 5. it is assumed that the signal is fed from a source of low output impedance of the output of the differential amplifier 2, so as niž3 ^from CS 277 607 B6 width input impedance of the inverting input of matter. To set a specific gain, feedback resistors are connected on the one hand between the input terminal 4 and the first input 6 of the differential amplifier 2, on the other hand between the first input 6 of the differential amplifier 2 and its output.

Zapojení detektoru šumu signálu směrové informace leteckého radiokompasu podle vynálezu vychází z principu funkce diferenciálního zesilovače 2 a z principu funkce vícenásobného synchronního selektivního filtru 1. Vstupní signál se směrovou informací sl a šumovým pozadím š přichází mezi vstupní svorku 4. a zem zapojení detektoru šumu. Signál s2 směrové informace na výstupu 5 vícenásobného synchronního selektivního filtru 1, v našem případě osminásobného, se velice podobá signálu se směrovou informací sl na vstupu s prakticky odfiltrovaným šumovým pozadím š. Je ovlivněn pouze spektrem šumu, které leží v šířce propustnosti vícenásobného synchronního selektivního filtru 1. Rozdíl v průběhu před filtrem a za filtrem je závislý na počtu kondenzátorů CN a počtu spínačů VN, přitom při velké vícenásobnosti se rozdíl zmenšuje a můžeme považovat, že sl = s2 = s .The connection of the noise detector signal information detector of the aeronautical radio compass according to the invention is based on the principle of operation of the differential amplifier 2 and the function of the multiple synchronous selective filter 1. The input signal with direction information s1 and noise background comes between input terminal 4 and the noise detector connection ground. The direction information signal s2 at the output 5 of the multiple synchronous selective filter 1, in our case eight times, is very similar to the signal with the direction information s1 at the input with practically filtered noise background w. It is affected only by the noise spectrum which lies in the transmission width of the multiple synchronous selective filter. 1. The difference in front of the filter and behind the filter depends on the number of CN capacitors and the number of HV switches, while with a large multiplicity the difference decreases and we can consider that sl = s2 = s.

Vstupní signál se směrovou informací sl a šumovým pozadím š se přivádí na první vstup 6 diferenciálního zesilovače 2 a výstupní signál s2 směrové informace z výstupu 5 vícenásobného synchronního selektivního filtru 1 se přivádí na druhý vstup 7 diferenciálního zesilovače 2. Na výstupu diferenciálního zesilovače 2 je signál úměrný rozdílu vstupních signálů, a sice:The input signal with direction information s1 and noise background š is fed to the first input 6 of the differential amplifier 2 and the output signal s2 direction information from the output 5 of the multiple synchronous selective filter 1 is fed to the second input 7 of the differential amplifier 2. proportional to the difference in input signals, namely:

. - sl + š — s2 = š, pro sl = s2 = s je s + š - s = š, to jest signál úměrný šumovému pozadí signálu směrové informace. Tento střídavý signál sumového pozadí je zdetekován v detektoru 2, jehož výstupní stejnosměrná napěťová složka je úměrná šumovému pozadí signálu směrové informace. Šumové pozadí se obzvláště velice mění při malých vstupních vysokofrekvenčních signálech na vstupu leteckého radiokompasu při mezních podmínkách, při mezní citlivosti. Na úroveň šumového pozadí má vliv i vnější rušení. Stejnosměrný signál z výstupní svorky 8. detektoru 3 je použitelný jakožto regulační signál ovlivňující vhodně vlastnosti, přepínáním obvodových prvků, vyhodnocovacího dílu leteckého radiokompasu.. - sl + š - s2 = š, for sl = s2 = s is s + š - s = š, i.e. the signal is proportional to the background noise of the direction information signal. This AC sum background signal is detected in a detector 2, the output DC voltage component of which is proportional to the background noise of the direction information signal. The background noise changes especially greatly with small input high-frequency signals at the input of an aeronautical radio compass under limit conditions, at limit sensitivity. The background noise level is also affected by external noise. The DC signal from the output terminal 8 of the detector 3 can be used as a control signal suitably influencing the properties, by switching the circuit elements, of the evaluation part of the aeronautical radio compass.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zapojení detektoru šumu signálu směrové informace leteckého radiokompasu lze využít u leteckých radiokompasů zejména s otočnou rámovou anténou nebo goniometrem, kde elektrické vlastnosti jsou ovlivněny ještě mechanickými nebo elektrickými prvky.The connection of the noise detector of the aeronautical radio compass directional information signal can be used in aeronautical radio compasses, especially with a rotating frame antenna or goniometer, where the electrical properties are still affected by mechanical or electrical elements.

Claims

PATENT CLAIMS

Connection of the aviation radiocomputer direction information signal noise detector circuit with an input terminal connected to the first input of the differential amplifier and to the second input of the differential amplifier via a quadruple filter, the output of which is connected to the output terminal of the circuit via an amplitude detector. 1) is a multiple synchronous selective filter.