RU2548658C1 - Радиоприемное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала - Google Patents
Радиоприемное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала Download PDFInfo
- Publication number
- RU2548658C1 RU2548658C1 RU2013144541/07A RU2013144541A RU2548658C1 RU 2548658 C1 RU2548658 C1 RU 2548658C1 RU 2013144541/07 A RU2013144541/07 A RU 2013144541/07A RU 2013144541 A RU2013144541 A RU 2013144541A RU 2548658 C1 RU2548658 C1 RU 2548658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- signal
- adc
- peak detector
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для создания перспективных радиосредств с программируемой архитектурой с цифровой обработкой сигналов непосредственно на радиочастоте в условиях воздействия блокирующих сигналов для обеспечения устойчивой радиосвязи в сложной помеховой обстановке. Технический результат - увеличение динамического диапазона по блокированию при сохранении параметров по избирательности радиоприемного устройства. Для этого в устройство введены последовательно соединенные пиковый детектор (15), компаратор (13) и ключ (14), выход которого соединен со вторым входом сумматора (5), выход формирователя размывающего сигнала (1) подсоединен ко второму входу ключа, кроме того, выход блока входных цепей и преселектора (4) соединен с входом пикового детектора (15). Это позволяет увеличить максимальный неограниченный уровень блокирующего сигнала путем введения ключевого управления амплитудой размывающего сигнала, при котором управляющий сигнал формируется на основе пикового детектора, измеряющего максимальное отклонение входного сигнала аналого-цифрового преобразователя от нулевого уровня. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для создания перспективных радиосредств с программируемой архитектурой с цифровой обработкой сигналов непосредственно на радиочастоте в условиях воздействия блокирующих сигналов для обеспечения устойчивой радиосвязи в сложной помеховой обстановке.
Такие приемники описаны, например, в книгах «Cognitive radio technology», Second Edition, Elsevier Science & Technology Books, 2009. - p.828, автора Bruce Alan Fette и «Software defined radio: enabling technologies», John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2002. - p.442 автора W. Tuttlebee, Ed, в которых их называют идеальными.
Сущность таких устройств заключается в осуществлении аналого-цифрового преобразования (АЦП) на радиочастоте, а также в применении размывающих сигналов, позволяющих увеличить избирательность за счет уменьшения корреляции между сигналом и продуктами, возникающими вследствие нелинейности амплитудной характеристики аналого-цифрового тракта (АЦТ).
Наиболее близким к предлагаемому является устройство, описанное в статье «Расширение частотного диапазона аналого-цифровых трактов методом цифровой коррекции» // Теория и техника радиосвязи. - 2013. - №3. - С.59-66, авторы Маковий В.А., Ермаков С.А., принятое за прототип [1].
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства-прототипа, где обозначено:
1 - формирователь размывающего сигнала;
2 - источник частоты дискретизации;
3.1-3.n - с первого по n-й опорный генератор;
4 - блок входных цепей и преселектор;
5 - сумматор;
6 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
7 - цифровой приемный тракт;
8 - демодулятор;
9 - формирователь отсчетов;
10 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);
11 - восстанавливающий аналоговый фильтр;
12 - коммутатор.
Радиоприемное устройство содержит последовательно соединенные блок входных цепей и преселектор 4, сумматор 5, АЦП 6, цифровой приемный тракт 7 и модулятор 8, выход которого является информационным выходом радиоприемного устройства. Кроме того, формирователь размывающего сигнала 1, состоящий из последовательно соединенных формирователя отсчетов 9, ЦАП 10 и восстанавливающего аналогового фильтра 11, выход которого является выходом формирователя размывающего сигнала 1 и соединен со вторым входом сумматора 5. А также источник частоты дискретизации 2, состоящий из n опорных генераторов 3.1…3.n, выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора 12, выход которого является выходом источника частоты дискретизации 2 и соединен с тактовым входом АЦП 6.
Устройство-прототип работает следующим образом.
Входной радиочастотный сигнал поступает на вход радиоприемного устройства и проходит через блок входных цепей и преселектора 4, в котором происходит его усиление и фильтрация помех, находящихся вне полосы пропускания преселектора. С выхода блока входных цепей и преселектора 4 принимаемый сигнал поступает на вход сумматора 5. На другой вход сумматора 5 поступает размывающий сигнал, расположенный вне полосы частот принимаемого сигнала. С выхода сумматора 5 сумма принимаемого сигнала и размывающего сигнала поступает на вход АЦП 6, на тактовый вход которого поступает частота дискретизации с выхода источника частоты дискретизации 2. Для ее формирования в состав источника частоты дискретизации 2 входят n опорных генераторов 3.1…3.n и коммутатор 12, подключающий тактовый вход АЦП 6 к одному из опорных генераторов 3.1…3.n в соответствии с текущим режимом работы АЦП 6. Квантованные отсчеты сигнала после АЦП 6 поступают в цифровой приемный тракт 7, который осуществляет фильтрацию, перенос по частоте и понижение частоты дискретизации. Далее в демодуляторе 8 происходит принятие решения о приеме сигнала. Принятая информация поступает на выход радиоприемного устройства.
Одним из важнейших динамических параметров, характеризующих возможность радиоприемного устройства осуществлять прием сигнала при наличии помех большой амплитуды, является динамический диапазон по блокированию [3], который определяется как отношение максимального уровня радиопомехи на входе, при котором коэффициент блокирования равен заданному значению, к чувствительности радиоприемного устройства при отсутствии помех.
Недостатком устройства-прототипа является сужение динамического диапазона по блокированию полезного сигнала за счет уменьшения максимального уровня блокирующего сигнала, не приводящего к ограничению в АЦП, вследствие наличия аддитивного размывающего сигнала ненулевой амплитуды.
Задачей предлагаемого технического решения является увеличение динамического диапазона по блокированию при сохранении параметров по избирательности радиоприемного устройства.
Нами предлагается приемник, позволяющий увеличить динамический диапазон по блокированию при сохранении всех положительных свойств устройства-прототипа.
Для решения поставленной задачи в радиоприемное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала, содержащее последовательно соединенные блок входных цепей и преселектор, сумматор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой приемный тракт и демодулятор, выход которого является информационным выходом радиоприемного устройства; формирователь размывающего сигнала, состоящий из последовательно соединенных формирователя отсчетов, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и восстанавливающего аналогового фильтра, выход которого является выходом формирователя размывающего сигнала, а также источник частоты дискретизации, состоящий из n опорных генераторов, выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора, выход которого является выходом источника частоты дискретизации и соединен с тактовым входом АЦП, согласно изобретению, введены последовательно соединенные пиковый детектор, компаратор и ключ, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход формирователя размывающего сигнала подсоединен ко второму входу ключа, кроме того, выход блока входных цепей и преселектора соединен с входом пикового детектора.
Это позволяет увеличить максимальный неограниченный уровень блокирующего сигнала путем введения ключевого управления амплитудой размывающего сигнала, при котором управляющий сигнал формируется на основе пикового детектора, измеряющего максимальное отклонение входного сигнала АЦП от нулевого уровня.
Функциональная схема предлагаемого приемного устройства представлена на фиг.2, где обозначено:
1 - формирователь размывающего сигнала;
2 - источник частоты дискретизации;
3.1-3.n - с первого по n-й опорный генератор;
4 - блок входных цепей и преселектор;
5 - сумматор;
6 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
7 - цифровой приемный тракт;
8 - демодулятор;
9 - формирователь отсчетов;
10 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);
11 - восстанавливающий аналоговый фильтр;
12 - коммутатор;
13 - компаратор;
14 - ключ;
15 - пиковый детектор.
Предлагаемое радиоприемное устройство содержит последовательно соединенные блок входных цепей и преселектор 4, сумматор 5, АЦП 6, цифровой приемный тракт 7, демодулятор 8, выход которого является информационным выходом радиоприемного устройства. А также формирователь размывающего сигнала 1, состоящий из последовательно соединенных формирователя отсчетов 9, ЦАП 10 и восстанавливающего аналогового фильтра 11, выход которого является выходом формирователя размывающего сигнала 1. Источник частоты дискретизации 2, состоящий из n опорных генераторов 3.1…3.n, выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора 12, выход которого является выходом источника частоты дискретизации 2 и соединен с тактовым входом АЦП 6.
Кроме того, приемник содержит последовательно соединенные пиковый детектор 15, компаратор с пороговым значением 13 и ключ 14, выход которого соединен со вторым входом сумматора 5, а второй вход ключа 14 подсоединен к выходу формирователя размывающего сигнала 2, при этом выход блока входных цепей и преселектора 4 соединен с входом пикового детектора 15.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Входной радиочастотный сигнал поступает на вход радиоприемного устройства и проходит через блок входных цепей и преселектора 4, в котором происходит его усиление и фильтрация помех, находящихся вне полосы пропускания преселектора. С выхода блока 4 принимаемый сигнал поступает на первый вход сумматора 5, а также на вход пикового детектора 15, с выхода которого измеренное значение амплитуды принимаемого сигнала сравнивается с пороговым с помощью компаратора 13. Если амплитуда принимаемого сигнала превышает пороговое значение, то ключ 14 прекращает поступление сигнала с выхода формирователя аддитивного размывающего сигнала 1 на второй вход сумматора 5, если же измеренная амплитуда меньше порогового значения, то ключ 14 пропускает сигнал с выхода формирователя аддитивного размывающего сигнала 1 на второй вход сумматора 5. С выхода сумматора 5 сигнал поступает на вход АЦП 6, на тактовый вход которого поступает сигнал с частотой дискретизации. Для ее формирования в состав источника частоты дискретизации 2 входят n опорных генераторов 3.1-3.n и коммутатор 12, подключающий тактовый вход АЦП 6 к одному из них в соответствии с текущим режимом работы АЦП 6. Квантованные отсчеты сигнала после АЦП 6 поступают в цифровой приемный тракт 7. В приемном тракте 7 осуществляется фильтрация, перенос по частоте и понижение частоты дискретизации. Далее в демодуляторе 8 происходит принятие решения о приеме сигнала. Принятая информация поступает на выход радиоприемного устройства.
К несомненным преимуществам такой реализации устройства относится возможность использования полного диапазона входных сигналов АЦП для преобразования полезного принимаемого сигнала, независимо от величины используемой амплитуды размывающего сигнала. Частотная избирательность, для обеспечения которой в устройство-прототип был введен размывающий сигнал, также не изменяется, поскольку при больших уровнях, превышающих порог срабатывания компаратора 13, блокирующий сигнал обеспечивает уменьшение корреляции между сигналом и продуктами, возникающими вследствие нелинейности амплитудной характеристики АЦТ, и является размывающим сигналом для принимаемого сигнала.
При дополнительном поиске не обнаружены объекты со сходными признаками отличительной части, поэтому предлагаемое решение отвечает критерию «существенные отличия».
Реализация блоков 4-12 приемного устройства аналогична блокам устройства-прототипа и может быть выполнена в соответствии с монографией Пауль Хоровиц и Уинфилд Хилл «Искусство схемотехники» в 2-х томах. М.: Мир, 1986 г.
Реализация блоков 13, 14 известна и также описана в монографии Пауль Хоровиц и Уинфилд Хилл «Искусство схемотехники» в 2-х томах. Том 1. М.: Мир, 1986 г., стр.142 и стр.390 соответственно. Реализация блока 15 является обычной инженерной задачей и описана, например, на стр.202 и стр.213-214 в упомянутой выше монографии.
Цель изобретения - увеличение динамического диапазона по блокированию в радиоприемном устройстве.
Величина динамического диапазона по блокированию определяется как отношение максимального уровня радиопомехи на входе, при котором коэффициент блокирования равен заданному значению, к чувствительности радиоприемного устройства при отсутствии помех.
Для увеличения динамического диапазона задача была определена как обеспечение максимального размаха принимаемого сигнала на входе АЦП, не приводящего к ограничению в АЦТ.
В соответствии с задачей было реализовано радиоприемное устройство, в котором для приема смеси полезного сигнала и блокирующей помехи обеспечено использование полного диапазона входных сигналов АЦП, не вызывающих переполнение независимо от амплитуды размывающего сигнала.
При использовании устройства-прототипа максимальную амплитуду Amax сигнала на выходе АЦП, не приводящего к ограничению, можно представить в следующем виде:
Amax=Aвх+Ad=1,
где Aвх - амплитуда входного сигнала;
Ad - амплитуда размывающего сигнала.
Тогда максимальную амплитуду радиопомехи на входе приемника-прототипа можно представить как Aвх=1-Ad.
При введении в состав приемного устройства блоков пикового детектора 15, компаратора с пороговым значением 13 и ключа 14 получим, что если измеренная амплитуда Aвх≥1-Ad, то ключ 14 размыкает соединение с формирователем размывающего сигнала 1, и максимальная амплитуда радиопомехи на входе предлагаемого устройства может быть увеличена до Aвх=1, если же измеренная амплитуда Aвх<1-Ad, то ключ 14 замыкает соединение с формирователем аддитивного размывающего сигнала 1.
Как правило, амплитуда размывающего сигнала выбирается из условия уменьшения напряжения ограничения АЦТ на 3 дБ [2], тогда в этом конкретном случае в предлагаемом радиоприемном устройстве амплитуда блокирующей помехи, не приводящей к переполнению АЦП, может быть увеличена на 3 дБ по сравнению с прототипом, при этом достигается увеличение динамического диапазона по блокированию.
Литература:
1. Маковий В.А., Ермаков С.А. Расширение частотного диапазона аналого-цифровых трактов методом цифровой коррекции // Теория и техника радиосвязи. - 2013. - №3. - С.59-66.
2. Маковий В.А. Цифровая коррекция комбинаций в SDR радиостанциях // Теория и техника радиосвязи. - 2012. - №3. - С.25-34.
3. ГОСТ 24375-80 Радиосвязь. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 58 с.
Claims (1)
- Радиоприемное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала, содержащее последовательно соединенные блок входных цепей и преселектор, сумматор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цифровой приемный тракт и демодулятор, выход которого является информационным выходом радиоприемного устройства; формирователь размывающего сигнала, состоящий из последовательно соединенных формирователя отсчетов, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) и восстанавливающего аналогового фильтра, выход которого является выходом формирователя размывающего сигнала, а также источник частоты дискретизации, состоящий из n опорных генераторов, выходы которых соединены с соответствующими входами коммутатора, выход которого является выходом источника частоты дискретизации и соединен с тактовым входом АЦП, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные пиковый детектор, компаратор и ключ, выход которого соединен со вторым входом сумматора, выход формирователя размывающего сигнала подсоединен ко второму входу ключа, кроме того, выход блока входных цепей и преселектора соединен с входом пикового детектора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013144541/07A RU2548658C1 (ru) | 2013-10-03 | 2013-10-03 | Радиоприемное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013144541/07A RU2548658C1 (ru) | 2013-10-03 | 2013-10-03 | Радиоприемное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013144541A RU2013144541A (ru) | 2015-04-10 |
| RU2548658C1 true RU2548658C1 (ru) | 2015-04-20 |
Family
ID=53282479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013144541/07A RU2548658C1 (ru) | 2013-10-03 | 2013-10-03 | Радиоприемное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2548658C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2645738C2 (ru) * | 2016-04-11 | 2018-02-28 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Радиоприемное устройство с цифровой коррекцией самопораженных частот |
| RU2660660C2 (ru) * | 2016-04-11 | 2018-07-09 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Радиоприёмное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала |
| RU181983U1 (ru) * | 2016-12-29 | 2018-07-31 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем" | Приемное устройство с увеличенным динамическим диапазоном |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6268814B1 (en) * | 2000-03-14 | 2001-07-31 | Lucent Technologies Inc. | Carrier-dependent dithering for analog-to-digital conversion |
| GB2419754A (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-03 | Agilent Technologies Inc | Analogue to digital converter utilsing analogue dither |
| US7075466B1 (en) * | 2003-05-20 | 2006-07-11 | Pixelworks, Inc. | System and method for improving performance of an analog to digital converter |
-
2013
- 2013-10-03 RU RU2013144541/07A patent/RU2548658C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6268814B1 (en) * | 2000-03-14 | 2001-07-31 | Lucent Technologies Inc. | Carrier-dependent dithering for analog-to-digital conversion |
| US7075466B1 (en) * | 2003-05-20 | 2006-07-11 | Pixelworks, Inc. | System and method for improving performance of an analog to digital converter |
| GB2419754A (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-03 | Agilent Technologies Inc | Analogue to digital converter utilsing analogue dither |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| МАКОВИЙ В.А и др. Расширение частотного диапазона аналого-цифровых трактов методом цифровой коррекции, ж. Теория и техника радиосвязи, 2013, N 3 , с.59-66. JEFFREY YUGH REED Software Radio: A Modern Approach to Radio Engineering Prentice Hall Professional, 2002, С.228, рис.5.46. * |
| МАКОВИЙ В.А Цифровая коррекция комбинаций в SDR радиостанциях, ж.Теория и техника радиосвязи, 2012, N 3 , с25-34. WALT KESTER ADC Input Noise: The Good, The Bad, and The Ugly. Is No Noise Good Noise? Analog Dialogue, Volume 40 " February 2006, * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2645738C2 (ru) * | 2016-04-11 | 2018-02-28 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Радиоприемное устройство с цифровой коррекцией самопораженных частот |
| RU2660660C2 (ru) * | 2016-04-11 | 2018-07-09 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Радиоприёмное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала |
| RU181983U1 (ru) * | 2016-12-29 | 2018-07-31 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Ангстрем" | Приемное устройство с увеличенным динамическим диапазоном |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013144541A (ru) | 2015-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7064111B2 (ja) | 周波数変調連続波（ｆｍｃｗ）レーダーシステムにおける干渉検出 | |
| RU2548658C1 (ru) | Радиоприемное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала | |
| US8760333B2 (en) | Voltage controlled oscillator (VCO) based analog-digital converter | |
| US8456336B1 (en) | Optical deserialization with gated detectors: system and method | |
| US8693584B1 (en) | Multichannel transmitter and receiver | |
| CN108352847B (zh) | 用于直接取样极宽带收发器的系统和方法 | |
| KR20140065386A (ko) | 간섭에 강한 컴프레시브 샘플링 | |
| JP2002520942A (ja) | 改良型ｃｄｍａ受信器およびその作動方法 | |
| RU2660660C2 (ru) | Радиоприёмное устройство с ключевым управлением амплитудой размывающего сигнала | |
| US9344107B1 (en) | Continuous time ADC and filter | |
| US20150365098A1 (en) | Systems and methods for implementing error-shaping alias-free asynchronous flipping analog to digital conversion | |
| TW202011706A (zh) | 使用低位元數輸入與輸出之可組構式收發器 | |
| CN102843165A (zh) | 应用于脉冲超宽带系统的非线性信号处理方法和装置 | |
| Zhang et al. | A Phase-Domain/spl Delta//spl Sigma/Ranging Method for FMCW Radar Receivers | |
| Patil et al. | A 3–10fJ/conv-step 0.0032 mm 2 error-shaping alias-free asynchronous ADC | |
| JP6029065B2 (ja) | 受信装置 | |
| Mincey et al. | Blocker-Tolerant and High-Sensitivity $\Delta\Sigma $ Correlation Digitizer for Radar and Coherent Receiver Applications | |
| Semezhev et al. | Multiport demodulator | |
| Prisco et al. | Compressive sampling based radar receiver | |
| TW201316698A (zh) | 雙模態δ－△類比至數位轉換器與其電路 | |
| CN104779969A (zh) | 一种具有高动态接收机的全双工系统及其使用方法 | |
| Slyusar et al. | The Method of Increasing the Immunity of Data Transmission in Communication Channels | |
| RU124462U1 (ru) | Корреляционно-фильтровое устройство обработки квазинеприрывного сигнала с фазокодовой манипуляцией | |
| US20130193320A1 (en) | Mass spectrometer with a wide dynamic range | |
| RU93604U1 (ru) | Приемник прямого цифрового преобразования |