RU2097922C1 - Pulse radio signal receiver and level meter for said receiver - Google Patents
Pulse radio signal receiver and level meter for said receiver Download PDFInfo
- Publication number
- RU2097922C1 RU2097922C1 RU96103917A RU96103917A RU2097922C1 RU 2097922 C1 RU2097922 C1 RU 2097922C1 RU 96103917 A RU96103917 A RU 96103917A RU 96103917 A RU96103917 A RU 96103917A RU 2097922 C1 RU2097922 C1 RU 2097922C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- amplifier
- level meter
- comparator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для приема импульсных радиосигналов, амплитуда которых изменяется в большом динамическом диапазоне, в частности, в приемоответчиках навигационных и посадочных систем. The invention relates to radio engineering and can be used to receive pulsed radio signals, the amplitude of which varies in a large dynamic range, in particular, in transponders of navigation and landing systems.
Известен приемник, содержащий последовательно соединенные преобразователь частоты, фильтр, усилитель промежуточной частоты с демодулятором и устройство обработки сигнала (патент ФРГ N 2751223, кл G 01 S 9/56 от 17.05.79). A known receiver containing a serially connected frequency converter, a filter, an intermediate frequency amplifier with a demodulator and a signal processing device (German patent N 2751223, class G 01 S 9/56 from 05.17.79).
Усилитель промежуточной частоты содержит N последовательно соединенных усилителей, N демодуляторов, входы которых соединены с выходами соответствующих усилителей, N линий задержки, входы которых соединены с выходами соответствующих демодуляторов, N переключателей, соединяющих вход устройства обработки сигнала с выходом одной из N линий задержки. The intermediate frequency amplifier contains N series-connected amplifiers, N demodulators, the inputs of which are connected to the outputs of the respective amplifiers, N delay lines, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding demodulators, N switches connecting the input of the signal processing device to the output of one of the N delay lines.
Кроме этого, усилитель промежуточной частоты содержит N компараторов, N одновибраторов, N инверторов и N-1 логических элементов И, которые осуществляют выбор и подключение к выходу устройства обработки на время прохождения кодовой группы импульсов той линии задержки, где сигнал имеет максимальный уровень, но не ограничен по амплитуде. In addition, the intermediate-frequency amplifier contains N comparators, N single-vibrators, N inverters and N-1 logical elements AND, which select and connect to the output of the processing device for the duration of the passage of the code group of pulses of the delay line where the signal has the maximum level, but not limited in amplitude.
Приемник обеспечивает линейный режим усиления сигнала в большом динамическом диапазоне, однако очень сложен, требует точного сопряжения коэффициентов усиления N усилителей и порогов срабатывания N компараторов. The receiver provides a linear mode of signal amplification in a large dynamic range, but it is very complex, it requires precise coupling of the amplifiers N amplifiers and the thresholds of N comparators.
Помимо этого, нелинейность и разброс параметров N демодуляторов вносит погрешность в фиксацию фронта импульса при воздействии дестабилизирующих факторов (температуры и влажности среды, процессов старения, нестабильности напряжения питания). In addition, the nonlinearity and scatter of the parameters of N demodulators introduces an error in the fixation of the pulse front under the influence of destabilizing factors (temperature and humidity of the medium, aging processes, instability of the supply voltage).
В другом известном приемнике с целью увеличения динамического диапазона дополнительно введены второй преобразователь частоты, направленный ответвитель, ответвляющий часть входной мощности на второй преобразователь, M усилителей, M линий задержки, M+1 демодуляторов и изменена схема выбора и подключения линий задержки к устройству обработки сигнала. (авт.св. N 1395105, кл H 04 B 1/10 от 01.09.86). In another known receiver, in order to increase the dynamic range, a second frequency converter, a directional coupler, branching part of the input power to the second converter, M amplifiers, M delay lines, M + 1 demodulators is additionally introduced and the circuit for selecting and connecting delay lines to the signal processing device is changed. (ed. St. N 1395105, class H 04
Кроме этого, N+M линий задержки подключены непосредственно к выходам усилителей, а M+1-й демодулятор осуществляет детектирование сигнала, снимаемого с одной из N+M линий задержки, что исключает разброс параметров демодуляторов. In addition, N + M delay lines are connected directly to the outputs of the amplifiers, and the M + 1st demodulator detects a signal taken from one of the N + M delay lines, which eliminates the spread of demodulator parameters.
Однако нелинейность N+1-го модулятора остается, усложняется сопряжение коэффициентов усиления усилителей и порогов компараторов при воздействии дестабилизирующих факторов. However, the nonlinearity of the N + 1-th modulator remains, and it becomes more complicated to combine the amplification factors of amplifiers and thresholds of comparators under the influence of destabilizing factors.
Для уменьшения влияния дестабилизирующих факторов требуется многоуровневый калибровочный модуль. To reduce the influence of destabilizing factors, a multilevel calibration module is required.
Известен приемник, содержащий последовательно соединенные преобразователь частоты, семикаскадный логарифмический усилитель промежуточной частоты с семью демодуляторами и суммирующим усилителем, 50%-ный пиковый компаратор, осуществляющий обработку сигнала, и выходной ключ, дискриминатор каналов, вход которого соединен с выходом логарифмического усилителя, а выход соединен с вторым входом выходного ключа. (см. Руководство по эксплуатации наземного радиомаяка DME, тип FSD-10 и FSD-15. Перевод N 16395 1, часть B, 1987 г. ЦООПТИ/ВПО, лист 118). A known receiver containing a series-connected frequency converter, a seven-stage intermediate-frequency logarithmic amplifier with seven demodulators and a summing amplifier, a 50% peak comparator that processes the signal, and an output key, a channel discriminator, the input of which is connected to the output of the logarithmic amplifier, and the output is connected with the second input of the output key. (see DME Ground Beacon Operation Manual, Type FSD-10 and FSD-15. Translation N 16395 1, Part B, 1987 COOPTI / VPO, sheet 118).
Этот приемник наиболее простой, в нем отсутствует многоуровневый калибровочный модуль, его точность удовлетворяет требованиям к оборудованию навигационных систем. Однако при сжатии сигнала по логарифмическому закону вносится погрешность кусочно-линейной аппроксимации, погрешность нелинейности и разброса параметров семи демодуляторов, а также семикратное увеличение нестабильности порога 50%-ного пикового компаратора, обусловленное сжатием амплитуды сигнала. This receiver is the simplest, it lacks a multi-level calibration module, its accuracy meets the requirements for the equipment of navigation systems. However, when compressing the signal according to the logarithmic law, a piecewise linear approximation error is introduced, an error in the nonlinearity and scatter of the parameters of the seven demodulators, as well as a seven-fold increase in the instability of the threshold of the 50% peak comparator due to compression of the signal amplitude.
Наиболее близкий по технической сущности приемник, выбранный в качестве ближайшего аналога, содержит последовательно соединенные преобразователь частоты, полосовой усилитель, линию задержки, линейный усилитель, фильтр, буферный усилитель, демодулятор и компаратор, логарифмический измеритель уровня, вход которого соединен с выходом полосового усилителя, устройство управления усилением, вход которого соединен с выходом измерителя, а выход соединен с входом управления линейного усилителя, дискриминатор каналов, второй демодулятор и второй компаратор (см. K.Becker, A.Muller, M.Vogel "Precision Distance Measuring Equipment for the Microwave Landing System", Electrical Communication, 1984, Vol.58, n.3, p.338). The receiver closest in technical essence, selected as the closest analogue, contains a series-connected frequency converter, a strip amplifier, a delay line, a linear amplifier, a filter, a buffer amplifier, a demodulator and a comparator, a logarithmic level meter, the input of which is connected to the output of the strip amplifier, a device gain control, the input of which is connected to the output of the meter, and the output is connected to the control input of a linear amplifier, a channel discriminator, a second demodulator and W swarm comparator (cm. K.Becker, A.Muller, M.Vogel "Precision Distance Measuring Equipment for the Microwave Landing System", Electrical Communication, 1984, Vol.58, n.3, p.338).
Линейный регулируемый усилитель упрощает схему, уменьшает погрешность фиксации фронта импульса, обусловленную нестабильностью порога компаратора, однако кусочно-линейная аппроксимация логарифмического измерителя и нелинейность демодуляторов вносят погрешность, которая изменяется при воздействии дестабилизирующих факторов. Кроме того, сопряжение логарифмического измерителя с линейным усилителем требует применения сложного многоуровневого калибровочного модуля. A linear adjustable amplifier simplifies the circuit, reduces the error in fixing the front of the pulse due to the instability of the threshold of the comparator, however, the piecewise linear approximation of the logarithmic meter and the nonlinearity of the demodulators introduce an error that changes when exposed to destabilizing factors. In addition, pairing a logarithmic meter with a linear amplifier requires the use of a sophisticated multi-level calibration module.
Известно устройство автоматической регулировки усиления, содержащее последовательно соединенные N разрядный регулируемый усилитель, компаратор, формирователь управляющих сигналов и N разрядный двоичный счетчик, N выходов которого соединены с управляющими входами усилителя (см. aвт.cв. N 1578803, кл. N 03 G 3/20 от 06.06.88). При этом N-1 младших разрядов счетчика соединены с входами усилителя через цепи задержки отключения. Регулируемый усилитель выполнен в виде N последовательно соединенных каскадов усиления, параллельно выходу каждого из которых включены последовательно соединенные резистор и ключ, а формирователь управляющих сигналов выполнен в виде делителя частоты с переменным коэффициентом деления, входного элемента И-НЕ и одновибратора. A device for automatically adjusting gain is known, comprising a N-bit adjustable amplifier, a comparator, a driver of control signals and an N-bit binary counter, N outputs of which are connected to the control inputs of the amplifier in series (see aut.sp. N 1578803, class N 03
Устройство предназначено для использования в качестве усилителя ПЧ приемника, поддерживает на выходе режим линейного усиления, охвачено отрицательной обратной связью, компенсирующей воздействие дестабилизирующих факторов, его быстродействие обеспечивает регулировку усиления по первому импульсу кодовой группы импульсов. The device is intended for use as an amplifier of an IF receiver, it supports linear amplification at the output, is covered by negative feedback that compensates for the influence of destabilizing factors, its speed provides gain control by the first pulse of a code group of pulses.
Регулировка последовательным уменьшением усиления по одной ступени наиболее устойчива к шумам. Однако увеличение динамического диапазона путем увеличения числа разрядов увеличивает время регулирования вдвое на каждый дополнительный разряд, кроме этого, устройство искажает форму фронта первого импульса и не может использоваться непосредственно в качестве усилителя ПЧ в приемниках, где информация передается временным положением фронта первого импульса. Adjustment by successive decrease in gain in one step is most resistant to noise. However, increasing the dynamic range by increasing the number of discharges doubles the control time by each additional discharge, in addition, the device distorts the shape of the front of the first pulse and cannot be used directly as an IF amplifier in receivers, where the information is transmitted by the temporary position of the front of the first pulse.
Устройство автоматической регулировки усиления выбрано в качестве ближайшего аналога измерителя уровня для приемника. The automatic gain control device is selected as the closest analogue of the level meter for the receiver.
Решаемая изобретением задача состоит:
в уменьшении погрешности фиксации фронта импульса, в том числе при воздействии дестабилизирующих факторов, для обеспечения требований как навигационных, так и посадочных систем без применения многоуровневого калибровочного модуля;
в расширении динамического диапазона входных сигналов измерителя уровня без существенного увеличения времени измерения и погрешности измерения.The problem solved by the invention is:
to reduce the error in fixing the front of the pulse, including when exposed to destabilizing factors, to meet the requirements of both navigation and landing systems without the use of a multi-level calibration module;
in expanding the dynamic range of the input signals of the level meter without significantly increasing the measurement time and the measurement error.
Задача уменьшения погрешности фиксации положения фронта импульса в приемнике импульсных радиосигналов, содержащем преобразователь частоты, первый вход которого является входом приемника, а второй вход является входом сигнала гетеродина, полосовой усилитель, вход которого соединен с выходом преобразователя частоты, последовательно соединенные линию задержки, линейный регулируемый усилитель, фильтр и буферный усилитель, первый и второй компараторы, дискриминатор каналов, устройство управления усилением, измеритель уровня, вход которого соединен с выходом полосового усилителя, решается тем, что, во первых, в качестве измерителя уровня с целью исключения погрешности логарифмического преобразователя и компенсации воздействия дестабилизирующих факторов применено линейное устройство автоматической регулировки усиления с отрицательной обратной связью; во вторых, с целью взаимной компенсации нестабильностей от воздействия дестабилизирующих факторов линейный регулируемый усилитель выполнен по смехе и параметрам, идентичным усилителю устройства автоматической регулировки усиления; в третьих, фиксация положения фронта импульса на заданном уровне относительно его амплитуды выполняется компаратором, работающим на промежуточной частоте без демодуляции, что исключает погрешность за счет нелинейности демодулятора и нестабильности от воздействия дестабилизирующих факторов. Кроме этого, с целью определения виртуальной точки импульсов в режиме посадки в приемник дополнительно введен третий компаратор, входы которого соединены с выходом линейного усилителя, дополнительно введены первый, второй и третий ключи, первые входы которых соединены с выходами соответствующих компараторов, вторые входы соединены с выходом дискриминатора каналов, а выходы являются выходами приемника, компенсирующий усилитель, вход которого соединен с выходом полосового усилителя, а выход соединен с входом линии задержки. При этом первый вход дискриминатора каналов соединен с выходом линейного усилителя, а второй вход соединен с выходом фильтра. The task of reducing the error in fixing the position of the pulse front in a pulsed radio signal receiver containing a frequency converter, the first input of which is the input of the receiver, and the second input is the input of the local oscillator, a strip amplifier, the input of which is connected to the output of the frequency converter, a delay line connected in series, a linear adjustable amplifier , filter and buffer amplifier, first and second comparators, channel discriminator, gain control device, level meter, input of which connected to the output of the strip amplifier, it is decided that, firstly, a linear device for automatic gain control with negative feedback is used to eliminate the error of the logarithmic converter and compensate for the effects of destabilizing factors; secondly, in order to mutually compensate for instabilities from the influence of destabilizing factors, a linear adjustable amplifier is made according to laughter and parameters identical to the amplifier of an automatic gain control device; thirdly, fixing the position of the pulse front at a given level relative to its amplitude is performed by a comparator operating at an intermediate frequency without demodulation, which eliminates the error due to the non-linearity of the demodulator and instability from the influence of destabilizing factors. In addition, in order to determine the virtual point of pulses in the landing mode, a third comparator is additionally introduced into the receiver, the inputs of which are connected to the output of the linear amplifier, additionally, the first, second and third keys are introduced, the first inputs of which are connected to the outputs of the corresponding comparators, the second inputs are connected to the output the discriminator of the channels, and the outputs are the outputs of the receiver, a compensating amplifier, the input of which is connected to the output of the strip amplifier, and the output is connected to the input of the delay line. In this case, the first input of the channel discriminator is connected to the output of the linear amplifier, and the second input is connected to the output of the filter.
Устройство управления усилением содержит дифференциатор, вход которого соединен с выходом разрешения измерителя уровня, триггер подавления, первый вход которого соединен с выходом дифференциатора, М логических элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом триггера подавления, а выходы соединены с М входами управления линейного усилителя, регистр памяти, М информационных входов которого соединены с М информационными выходами измерителя уровня, а М информационных выходов соединены с вторыми входами М элементов ИЛИ, одновибратор, выход которого соединен с входом сброса регистра памяти, демодулятор, вход которого соединен с выходом промежуточной частоты измерителя уровня, а выход соединен с входом записи регистра памяти, входом запуска одновибратора и вторым входом триггера подавления, причем вход стробирования измерителя уровня соединен с вторым входом одновибратора и является входом подавления дальних эхо-сигналов приемника. The gain control device contains a differentiator, the input of which is connected to the resolution output of the level meter, a suppression trigger, the first input of which is connected to the output of the differentiator, M logical elements OR, the first inputs of which are connected to the output of the suppression trigger, and the outputs are connected to the M control inputs of a linear amplifier, a memory register, M information inputs of which are connected to M information outputs of a level meter, and M information outputs are connected to the second inputs of M elements OR, single-vibration OP, the output of which is connected to the input of the resetting of the memory register, a demodulator, the input of which is connected to the output of the intermediate frequency of the level meter, and the output is connected to the input of the recording of the memory register, the start input of the single vibrator and the second input of the suppression trigger, the gating input of the level meter is connected to the second input single vibrator and is the input of the suppression of the far echo signals of the receiver.
Каждый из трех компараторов приемника содержит общую плюсовую и минусовую шины питания, линию задержки, вход которой является входом компаратора, последовательно соединенные первый и второй резисторы, включенные между входом линии задержки и общей шиной, третий резистор, включенный между выходом линии задержки и общей шиной, согласованную пару транзисторов, эмиттеры которых соединены между собой, конденсатор, включенный между точкой соединения эмиттеров и общей шиной, стабилизатор тока, включенный между точкой соединения эмиттеров и минусовой шиной, два резистора, соединяющие коллекторы транзисторов с плюсовой шиной, причем база первого транзистора соединена с точкой соединения первого и второго резисторов, а база второго транзистора соединена с выходом линии задержки, потенциометр, включенный между плюсовой и общей шинами, первый преобразователь уровня, инверсный вход которого соединен с подвижным контактом потенциометра, а прямой вход соединен с коллектором второго транзистора, второй преобразователь уровня, инверсный вход которого соединен с выходом линии задержки, последовательно соединенные шестой и седьмой резисторы, включенные между выходом второго преобразователя уровня и общей шиной, причем точка соединения шестого и седьмого резисторов соединена с прямым входом второго преобразователя уровня, первый триггер, D-вход которого соединен с общей шиной, S-вход соединен с выходом первого преобразователя уровня, а C-вход соединен с выходом второго преобразователя уровня, второй триггер, D-вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а C-вход соединен с выходом второго преобразователя уровня, M-разрядный счетчик, R-вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, c-вход соединен с выходом второго преобразователя уровня, а выход M-го разряда является выходом компаратора. Each of the three receiver comparators contains a common plus and minus power bus, a delay line whose input is a comparator input, first and second resistors connected in series between the delay line input and the common bus, a third resistor connected between the delay line output and the common bus, a matched pair of transistors whose emitters are connected to each other, a capacitor connected between the connection point of the emitters and the common bus, a current stabilizer connected between the connection point of the emitters and m an inus bus, two resistors connecting the collectors of the transistors to the plus bus, the base of the first transistor connected to the connection point of the first and second resistors, and the base of the second transistor connected to the output of the delay line, a potentiometer connected between the positive and common buses, the first level converter, inverse the input of which is connected to the movable contact of the potentiometer, and the direct input is connected to the collector of the second transistor, the second level Converter, the inverse input of which is connected to the output of the line Arms connected in series with the sixth and seventh resistors connected between the output of the second level converter and the common bus, the connection point of the sixth and seventh resistors connected to the direct input of the second level converter, the first trigger, the D-input of which is connected to the common bus, the S-input is connected with the output of the first level converter, and the C-input is connected to the output of the second level converter, the second trigger, the D-input of which is connected to the direct output of the first trigger, and the C-input is connected to the output of the second converter Level I, M-bit counter, R-input coupled to a direct output of the second flip-flop, c-input connected to the output of the second level converter, and output M-th bit is the output of the comparator.
Задача расширения динамического диапазона входных сигналов измерителя уровня решается тем, что в устройство, содержащее N-разрядный регулируемый усилитель, компаратор, первый вход которого соединен с выходом N-разрядного регулируемого усилителя, а второй вход является входом для подачи эталонного напряжения, формирователь управляющих сигналов, первый вход которого соединен с выходом компаратора, N-разрядный двоичный счетчик, счетный вход которого соединен с первым выходом формирователя управляющих сигналов, N-1 цепи задержки отключения, выходы которых соединены с соответствующими управляющими входами N-разрядного регулируемого усилителя, причем выход N-го разряда двоичного счетчика соединен с соответствующим входом N-разрядного регулируемого усилителя, N-1 выходов N-разрыдного двоичного счетчика соединены с соответствующими информационными входами формирователя управляющих сигналов и с входами соответствующих цепей задержки, выход N-разрядного регулируемого усилителя является выходом промежуточной частоты измерителя уровня, второй выход формирователя управляющих сигналов является выходом разрешения, а второй вход является входом стробирования измерителя уровня, дополнительно введены регулируемый усилитель N+1-ого разряда, вход которого является входом измерителя уровня, а выход соединен с входом N-разрядного регулируемого усилителя, второй компаратор, первый вход которого соединен с выходом регулируемого усилителя N+1-ого разряда, а второй вход является входом для подачи эталонного напряжения, триггер N+1-ого разряда, первый вход которого соединен с выходом компаратора, а выход соединен с входом управления регулируемого усилителя N+1-ого разряда, дифференциатор, вход которого соединен с выходом триггера N+1-ого разряда, логический элемент И, первый вход которого соединен с выходом дифференциатора, а выход соединен с входом сброса N-разрядного двоичного счетчика, причем второй выход формирователя управляющих сигналов соединен с вторыми входами элемента И и триггера N+1-ого разряда, N выходов двоичного N-разрядного счетчика и выход триггера N+1-ого разряда являются М информационными выходами измерителя уровня, коэффициент K регулирования усиления усилителя N+1-ого разряда меньше значения k • 2N, где k коэффициент регулирования усиления первого разряда, на величину не менее суммарной нестабильности коэффициента передачи измерителя уровня, а порог второго компаратора находится в диапазоне от K до k • 2N.The task of expanding the dynamic range of the input signals of the level meter is solved in that in a device containing an N-bit adjustable amplifier, a comparator, the first input of which is connected to the output of the N-bit adjustable amplifier, and the second input is an input for supplying a reference voltage, a driver of control signals, the first input of which is connected to the output of the comparator, an N-bit binary counter, the counting input of which is connected to the first output of the driver of control signals, N-1 circuit delay delay the outputs of which are connected to the corresponding control inputs of the N-bit adjustable amplifier, the output of the Nth bit of the binary counter connected to the corresponding input of the N-bit adjustable amplifier, N-1 outputs of the N-bit binary counter connected to the corresponding information inputs of the driver of control signals and with the inputs of the corresponding delay circuits, the output of the N-bit adjustable amplifier is the intermediate frequency output of the level meter, the second output of the driver the signal is the resolution output, and the second input is the gating input of the level meter, an additional amplifier of the N + 1st category is introduced, the input of which is the input of the level meter, and the output is connected to the input of the N-bit adjustable amplifier, the second comparator, the first input of which is connected with the output of an adjustable amplifier of N + 1 discharge, and the second input is an input for supplying a reference voltage, a trigger of N + 1 discharge, the first input of which is connected to the output of the comparator, and the output is connected to the input of board of an adjustable amplifier of N + 1-st category, a differentiator, the input of which is connected to the output of a trigger of N + 1-st category, a logical element And, the first input of which is connected to the output of the differentiator, and the output is connected to the reset input of an N-bit binary counter, the second output of the driver of the control signals is connected to the second inputs of the element And and the trigger of the N + 1st category, N outputs of the binary N-bit counter and the output of the trigger of the N + 1st category are M information outputs of the level meter, the regulation coefficient K amplification factor N + 1st discharge less than the value k • 2 N, where k coefficient gain control of the first category, the value of not less than the total instability level meter gain, and the threshold of the second comparator is in the range from K to 2 k • N.
По сравнению с ближайшим аналогом в приемнике отсутствует логарифмическое преобразование сигнала, что исключает погрешность за счет аппроксимации характеристики преобразования, исключено влияние нелинейности демодуляторов путем фиксации положения фронта импульса на промежуточной частоте. Compared to the closest analogue, the receiver does not have a logarithmic signal conversion, which eliminates the error due to the approximation of the conversion characteristics, eliminates the influence of non-linearity of demodulators by fixing the position of the pulse front at an intermediate frequency.
Введение усилителей N+1 разряда, триггера, второго компаратора, формирователя и элемента И увеличивает динамический диапазон сигнала (в децибелах) в два раза без существенного увеличения времени измерения. The introduction of N + 1 discharge amplifiers, a trigger, a second comparator, a shaper, and an AND element doubles the dynamic range of the signal (in decibels) without significantly increasing the measurement time.
Быстродействующий автоматический регулятор усиления (АРУ), используемый в качестве измерителя уровня, обеспечивает стабильность при воздействии дестабилизирующих факторов. A fast automatic gain control (AGC), used as a level meter, provides stability under the influence of destabilizing factors.
АРУ при условии перекрытия диапазонов N-разрядного усилителя и усилителя N+1 разряда компенсирует нестабильность преобразователя частоты и предшествующих приемнику фильтров, тракта, антенного переключателя в диапазоне частот входных сигналов. AGC, provided that the ranges of the N-bit amplifier and the N + 1 discharge amplifier overlap, compensates for the instability of the frequency converter and the filters, path, antenna switch preceding the receiver in the frequency range of the input signals.
Идентичный измерителю уровня канал линейного усилителя промежуточной частоты (ПЧ) и компенсирующий усилитель обеспечивают взаимную компенсацию воздействия дестабилизирующих факторов, причем первоначальный разброс параметров выбирается компенсирующим усилителем, а остаточный разброс компенсируется обработкой в компараторах на ПЧ. The channel of the linear intermediate-frequency amplifier (IF), identical to the level meter, and the compensating amplifier provide mutual compensation of the influence of destabilizing factors, the initial spread of the parameters being selected by the compensating amplifier, and the residual spread is compensated by processing in the comparators on the IF.
При изготовлении и настройке приемника сопряжение двух каналов с дискретным изменением коэффициента усиления значительно проще, чем логарифмического и линейного. When manufacturing and tuning the receiver, pairing two channels with a discrete change in gain is much simpler than logarithmic and linear.
Дополнение приемника третьим компаратором позволяет (в режиме посадки) определять положение виртуальной (исходной) точки импульса по фиксациям временного положения двух точек фронта импульса на уровнях 5 и 30% от амплитуды импульса, причем фиксация положения точек при низком уровне синусоидального сигнала посредством второго преобразователя уровня в компараторе исключает дополнительную погрешность, которая может достигать 1/2 периода ПЧ. The addition of the receiver to the third comparator allows (in the landing mode) to determine the position of the virtual (initial) point of the pulse by fixing the temporary position of two points of the pulse front at levels of 5 and 30% of the pulse amplitude, and fixing the position of the points at a low level of a sinusoidal signal using a second level converter in the comparator eliminates the additional error, which can reach 1/2 inverter period.
Два D-триггрера и счетчик устраняют прохождение коротких помеховых импульсов на выход приемника. Two D-triggers and a counter eliminate the passage of short interference pulses to the output of the receiver.
Ключи на выходе приемника, управляемые дискриминатором, полностью подавляют сигналы соседних каналов независимо от усиления ПЧ, при этом подавление определяется только уровнем подавления дискриминатора. Совмещение узкополосного фильтра с дискриминатором упрощает схему и настройку приемника. The keys at the receiver output, controlled by the discriminator, completely suppress the signals of adjacent channels, regardless of the IF gain, while the suppression is determined only by the level of suppression of the discriminator. The combination of a narrow-band filter with a discriminator simplifies the design and configuration of the receiver.
Большое количество ступеней регулирования (2N + 1- 2), наличие информационных выходов и обратная связь в измерителе уровня позволяют вводить поправку в задержку приемоответчика без применения сложного многоуровневого калибровочного модуля и контролировать задержку при одном уровне контрольного сигнала.A large number of control steps (2 N + 1 - 2), the presence of information outputs and feedback in the level meter allow you to enter the correction in the delay of the transponder without the use of a complex multi-level calibration module and control the delay at one level of the control signal.
Некоторое увеличение функциональных устройств в схеме приемника не является негативным фактором, так как большинство из них цифровые, т.е. просты в изготовлении и настройке и более надежны в работе. A slight increase in functional devices in the receiver circuit is not a negative factor, since most of them are digital, i.e. easy to manufacture and configure and more reliable in operation.
Это относится также и к усилителю ПЧ с дискретным изменением коэффициента усиления. This also applies to an IF amplifier with discrete gain.
Предлагаемое техническое решение обладает "новизной", так как характеризуется наличием отличительных признаков. The proposed technical solution has a "novelty", as it is characterized by the presence of distinctive features.
Заявителем были проведены патентные исследования, в результате которых были отобраны технические решения, содержащие вышеназванные отличительные признаки. Анализ этих решений показал, что отличительные признаки в этих решениях не указывают на какие-либо преобразования, совпадающие с преобразованиями, обусловленными наличием этих признаков в заявляемом решении, поэтому данное решение соответствует критерию "изобретательский уровень". The applicant conducted patent studies, as a result of which technical solutions were selected containing the above distinguishing features. The analysis of these solutions showed that the distinguishing features in these solutions do not indicate any transformations that coincide with the transformations due to the presence of these features in the claimed solution, therefore this solution meets the criterion of "inventive step".
Приемник импульсных радиосигналов предназначен для использования в наземных приемоответчиках дальномерных систем, которые могут быть составной частью навигационных систем VOR/DME и посадочных систем ILS и MLS. The receiver of pulsed radio signals is intended for use in ground-based transponders of rangefinding systems, which can be an integral part of VOR / DME navigation systems and landing systems ILS and MLS.
Опытные образцы приемников в составе наземного радиомаяка VOR/DME в процессе заводских и государственных испытаний подтвердили соответствие своих параметров и характеристик техническим нормам ICAO (Международной организации гражданской авиации). The prototypes of the receivers as part of the VOR / DME ground beacon during the factory and state tests confirmed the compliance of their parameters and characteristics with the technical standards of ICAO (International Civil Aviation Organization).
Приемник выполнен на отечественных комплектующих элементах, габаритные размеры приемника примерно в два раза меньше размеров отечественного аналога. The receiver is made on domestic components, the overall dimensions of the receiver are about half that of the domestic counterpart.
Приемник внедряется в серийное производство в составе дальномерного радиомаяка РМД-90. The receiver is being introduced into serial production as part of the RMD-90 rangefinder.
На фиг. 1 дана структурная электрическая схема приемника импульсных радиосигналов; на фиг. 2 структурная электрическая схема измерителя уровня; на фиг. 3 принципиальная электрическая схема компаратора. In FIG. 1 is a structural electrical diagram of a receiver of pulsed radio signals; in FIG. 2 structural electrical circuit of the level meter; in FIG. 3 circuit diagram of a comparator.
Приемник импульсных радиосигналов (фиг. 1) содержит преобразователь 1 частоты, полосовой усилитель 2, компенсирующий усилитель 3, линию 4 задержки, линейный усилитель 5, фильтр 6, буферный усилитель 7, первый компаратор 8, первый ключ 9, второй компаратор 10, второй ключ 11, третий компаратор 12, третий ключ 13, дискриминатор 14 каналов, измеритель 15 уровня, устройство 16 управления усилением. The receiver of pulsed radio signals (Fig. 1) contains a
Устройство управления усилением содержит дифференциатор 17, триггер 18 подавления, M логических элементов 19 ИЛИ, регистр 20 памяти, демодулятр 21, одновибратор 22. The gain control device comprises a differentiator 17, a suppression trigger 18, M logical elements 19 OR, a
Измеритель 15 уровня (фиг. 2) содержит усилитель 23 N+1-ого разряда, N-разрядный регулируемый усилитель 24, первый компаратор 25 измерителя, формирователь 26 управляющих сигналов, двоичный N-разрядный счетчик 27, N-1 цепей 28 задержки отключения, второй компаратор 29 измерителя, триггер 30 N+1-ого разряда, дифференциатор 31, логический элемент 32 И. The level meter 15 (Fig. 2) contains an amplifier 23 N + of the 1st category, an N-bit
Каждый из трех компараторов 8, 10 и 12 приемника (фиг. 3) содержит плюсовую шину 33 питания, минусовую шину 34 питания, общую шину 35, линию 36 задержки, резисторы 37 39, транзисторы 40 и 41, конденсатор 42, стабилизатор 43 тока, резисторы 44 и 45, потенциометр 46, преобразователи 47 и 48 уровня, резисторы 49 и 50, D-триггеры 51 и 52, двоичный M-разрядный счетчик 53. Each of the three receiver comparators 8, 10 and 12 (Fig. 3) contains a
Приемник работает следующим образом. The receiver operates as follows.
Входной импульсный радиосигнал поступает на первый вход преобразователя 1 частоты, который является входом приемника. На второй вход преобразователя частоты поступает сигнал гетеродина. С выхода преобразователя снимается сигнал ПЧ, который фильтруется и усиливается полосовым усилителем 2. Сигнал с выхода полосового усилителя разветвляется и поступает на измеритель 15 уровня и на компенсирующий усилитель 3. Сигнал с выхода компенсирующего усилителя поступает через линию 4 задержки на линейный регулируемый усилитель 5, который в исходном состоянии имеет максимальный коэффициент усиления. Если напряжение входного сигнала мало, измеритель уровня не реагирует и не изменяет коэффициент усиления линейного усилителя. Сигнал с выхода усилителя 5 через узкополосный фильтр 6 и буферный усилитель 7 поступает на компаратор 8, в котором производится фиксация положения точки фронта импульса на уровне 0,5 его амплитуды и селекция импульса по его длительности. Сигнал с выхода компаратора 8 подается на первый вход ключа 9, который открывается по второму входу сигналом разрешения от дискриминатора 14 каналов, если частота сигнала находится в заданной полосе пропускания. Если частота сигнала отличается от заданной, дискриминатор закрывает ключ, который не пропускает сигнал на выход приемника. Входы компараторов 10 и 12 подключены к выходу линейного усилителя, то есть к широкополосной части приемника, и предназначены для фиксации положения точек фронта импульса на уровнях 0,05 и 0,3 его амплитуды для последующего определения положения виртуальной (исходной) точки импульса с помощью внешнего вычислителя. Ключи 11 и 3 работают аналогично ключу 9. The input pulse radio signal is supplied to the first input of the
При увеличении напряжения входного сигнала выше заданного порога включается в работу измеритель 15 уровня и на его выходе разрешения устанавливается уровень логической "1". При переходе от уровня логического "0" к "1" дифференциатор 17 переключает триггер 18 подавления, уровень логической "1" с его выхода через элементы 19 ИЛИ уменьшает усиление линейного усилителя 5 до минимального значения. В течение времени, равного половине длительности импульса, измеритель уровня измеряет амплитуду входного импульса. Информация об амплитуде в двоичном коде с M информационных выходов измерителя поступает на информационные входы регистра 20 памяти. When the voltage of the input signal increases above a predetermined threshold, a level meter 15 is turned on and a logical level of “1” is set at its resolution output. When moving from the logical level “0” to “1”, the differentiator 17 switches the suppression trigger 18, the level of the logical “1” from its output through the OR elements 19 reduces the gain of the linear amplifier 5 to a minimum value. For a time equal to half the duration of the pulse, the level meter measures the amplitude of the input pulse. Information about the amplitude in binary code from the M information outputs of the meter is fed to the information inputs of the
С выхода ПЧ измерителя импульс ПЧ поступает на вход демодулятора 21, где он преобразуется в видеоимпульс, запускающий своим фронтом одновибратор 22, с выхода которого уровень логической "1" разрешает работу регистра памяти по входу сброса R на время прохождения кодовой группы импульсов. Спадом видеоимпульса информации об амплитуде входного импульса переносится на выходы регистра памяти и одновременно переключает триггер 18 подавления. При этом коэффициент усиления линейного усилителя 5 устанавливается таким, что приходящий затем сигнал с линии 4 задержки усиливается в линейном режиме без ограничений и искажений его формы. From the output of the inverter of the meter, the inverter pulse is fed to the input of the demodulator 21, where it is converted into a video pulse, triggering a single-shot vibrator 22, from the output of which the logic level “1” allows the memory register to operate at the reset input R for the passage of the code group of pulses. The decline of the video pulse information about the amplitude of the input pulse is transferred to the outputs of the memory register and at the same time switches the suppression trigger 18. In this case, the gain of the linear amplifier 5 is set such that the signal then arriving from the delay line 4 is amplified in a linear mode without restrictions and distortions of its shape.
По окончании строба на выходе одновибратора 22 и на выходах регистра 20 памяти появляются логические "0", вследствие чего вновь устанавливается максимальный коэффициент усиления в линейном усилителе 5, обеспечивая готовность к приему следующей группы импульсных радиосигналов. At the end of the strobe, a logical “0” appears at the output of the one-shot 22 and at the outputs of the
Измеритель 15 уровня работает следующим образом. The level 15 meter works as follows.
Входной сигнал ПЧ усиливается усилителем 23 N+1 -ого разряда, N-разрядным усилителем 24 и сравнивается компаратором 25 с эталонным напряжением. The input signal of the inverter is amplified by an amplifier 23 N + 1-th category, N-
Если уровень сигнала превышает эталонное напряжение, с выхода компаратора поступают импульсы с частотой ПЧ на вход формирователя 26 управляющих сигналов. Первый импульс устанавливает на выходе разрешения уровень логической "1", разрешая работу счетчика 27 и триггера 30. Второй импульс с выхода компаратора 25 через формирователь 26 поступает на счетный вход счетчика 27 и записывает в него число 1. При этом уровень логического "0" с инверсного выхода 1-ого разряда счетчика через цепь 28 уменьшает усиление N-разрядного усилителя на одну ступень. После этого выходное напряжение сравнивается с эталонным, и в случае превышения в счетчик записывается число 2 в двоичном коде, вследствие чего усиление уменьшается еще на одну ступень, и так до тех пор, пока напряжение на выходе N-разрядного усилителя не окажется меньше эталонного. С целью обеспечения быстродействия и точности регулирования формирователь 26 изменяет интервалы между сравнениями в зависимости от номера включаемого разряда. После включения старших разрядов интервалы сравнения увеличиваются формирователем 26 управляющих сигналов. Для этого информация о включенных разрядах поступает с выходов двоичного счетчика на N-1 информационных входов формирователя. Цепи 28 задержки отключения обеспечивают уменьшение паразитных колебаний при переключении коэффициента усиления N-разрядного усилителя. При уровне входного сигнала, превышающем возможности регулировки N-разрядного усилителя, срабатывает компаратор 29, импульсы с выхода которого переключают триггер 30, уменьшая усиление усилителя 23. Одновременно через дифференциатор 31 и элемент 32 И счетчик 27 устанавливается в исходное состояние, чем исключаются ошибки одновременного срабатывания двух компараторов. После переключения усилителя 23 на минимальное усиление, а усилителя 24 на максимальное происходит сравнение на компараторе 25 и регулировка усиления усилителя 24. If the signal level exceeds the reference voltage, pulses with an inverter frequency are fed from the output of the comparator to the input of the
Компараторы 8, 10 и 12 работают следующим образом. Comparators 8, 10 and 12 work as follows.
Входной импульсный радиосигнал поступает на линию 36 задержки и делитель напряжения на резисторах 37 и 38. Напряжением от средней точки делителя открывается транзистор 40 и заряжается конденсатор 42 (до напряжения 0,5 амплитуды импульса для компаратора 8 с учетом напряжения перехода эмиттер-база). Задержанный линией 36 задержки импульс подается на базу транзистора 41 и в момент, когда напряжение на базе превысит напряжение на конденсаторе 42, транзистор 41 открывается и на его коллекторе появляются импульсы ПЧ отрицательной полярности, которые при условии превышения порога, задаваемого потенциометром 46, преобразуются преобразователем 47 уровня в импульсы установки логической "1" на выходе триггера 51. Этот уровень подается на вход D-триггера 52, а затем переносится по входу C тактовым импульсом с преобразователем 48 уровня на выход триггера 52 и разрешает работу счетчика 53 по входу R. Этот же тактовый импульс устанавливает "0" на выходе триггера 51. Если в промежутке между тактовыми импульсами приходят импульсы на вход S триггера 52, уровень логической "1" постоянно переносится на вход R счетчика 53, а тактовые импульсы суммируются в счетчике. После прохождения 2M-1 импульсов на выходе старшего разряда появляется импульс, сдвинутый относительно времени фиксации фронта на постоянную величину. Когда напряжение спада импульса окажется меньше напряжения на конденсаторе 42, импульсы с выхода преобразователя 47 прекращаются, а тактовые импульсы преобразователя 48, работающего по более низкому уровню, устанавливают "0" на выходе триггера 51, затем на выходе триггера 52 и далее на выходе счетчика 53.The input pulse radio signal enters the
Если на входе компаратора появляется короткий шумовой импульс или импульс с шумовыми провалами на вершине, то до появления импульса на выходе счетчика 53 происходит пропуск установки триггера 51 в состояние "1" и он остается в состоянии "0". При этом триггер 52 устанавливается в "0" следующим тактовым импульсом, что приводит к сбросу счетчика в исходное состояние. If a short noise pulse or pulse with noise dips at the apex appears at the input of the comparator, then before the appearance of a pulse at the output of the counter 53, the
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96103917A RU2097922C1 (en) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Pulse radio signal receiver and level meter for said receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96103917A RU2097922C1 (en) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Pulse radio signal receiver and level meter for said receiver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2097922C1 true RU2097922C1 (en) | 1997-11-27 |
| RU96103917A RU96103917A (en) | 1998-05-20 |
Family
ID=20177478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96103917A RU2097922C1 (en) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Pulse radio signal receiver and level meter for said receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2097922C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8243864B2 (en) | 2004-11-19 | 2012-08-14 | Qualcomm, Incorporated | Noise reduction filtering in a wireless communication system |
-
1996
- 1996-02-27 RU RU96103917A patent/RU2097922C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DE, патент, 2751223, кл. G 01 S 9/56, 1979. SU, авторское свидетельство, 1395105, кл. H 04 B 1/10, 1986. K.Becker, A.Muller, M.Vogel. Precision Distance Measuring Equipment for the Microwave Landing System. Electrical Communication, 1984, vol. 58, n. 3, p. 338. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8243864B2 (en) | 2004-11-19 | 2012-08-14 | Qualcomm, Incorporated | Noise reduction filtering in a wireless communication system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3991379A (en) | Logic level decoding circuit | |
| US4017856A (en) | Self-calibrating microwave transponder | |
| CA1307831C (en) | Zero if receiver | |
| US5656929A (en) | Method and apparatus for measuring RF power in a test set | |
| JPH0778513B2 (en) | Method and apparatus for self-domain setting, quadrature signal generation, digital phase reference generation and calibration in a receiver for high speed RF measurement | |
| US4507795A (en) | Apparatus and method for locating leading and trailing edges of RF pulses | |
| US5563893A (en) | Integrated level detector | |
| KR20190049096A (en) | Automotive radar system | |
| US5637994A (en) | Waveform measurement | |
| JP3108809B2 (en) | Data signal phase jitter measurement method | |
| US4646097A (en) | Off-channel frequency discriminator circuit for use in a precision distance measuring equipment (DME/P) receiver | |
| CN210109328U (en) | Time discrimination circuit and laser radar device | |
| RU2097922C1 (en) | Pulse radio signal receiver and level meter for said receiver | |
| GB2035733A (en) | Delay stabilizing system | |
| US4415897A (en) | Precision control of RF attenuators for STC applications | |
| US3243815A (en) | Radar testing apparatus | |
| US3327219A (en) | Detector circuits for directly strobing radio frequency signals | |
| US5717349A (en) | Wideband digital peak detector | |
| US5382848A (en) | Digital integrated time of arrival detector | |
| US4229740A (en) | Radio frequency signal direction finding systems | |
| RU2033625C1 (en) | Radar receiver of complex signals | |
| US3979749A (en) | Range readout apparatus | |
| JPH0568127B2 (en) | ||
| JP2539749B2 (en) | Distance correction method for radar range finder | |
| US3971897A (en) | Circuit arrangement for a selective signal receiver, particularly for use in telephone systems |