SU1050123A2

SU1050123A2 - Noise suppression device

Info

Publication number: SU1050123A2
Application number: SU792731893A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Илларионович Панасенко; Алексей Иванович Наумов; Михаил Никитович Носов; Вячеслав Васильевич Старухин
Original assignee: Рижский Краснознаменный Институт Инженеров Гражданской Авиации Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1979-02-21
Filing date: 1979-02-21
Publication date: 1983-10-23

Description

юYu

соwith

Изобретение относитс к радиосв зи и может быть использовано как устройство, позвол ющее повысить эффективность использовани каналов св зи в статистических системахThe invention relates to radio and can be used as a device that allows to increase the efficiency of use of communication channels in statistical systems.

передачи информации, в качестве основного узла систем контрол за состо нием канала без перерыва действи св зи-, как шумозащитное устройство в каналах св зи при приеме речевой информации,,transmitting information, as the main node of the system for monitoring the state of the channel without interrupting communication, as a noise protection device in communication channels when receiving voice information,

По основному авт.св. № 711691 известно устройство .подавлени шумов, содержащее параллельно соединенные -ПО входу усилитель-ограничитель иAccording to the main auth. No. 711691, a device for noise suppression, comprising in parallel connected to the input of the limiting amplifier and

ключ, управл ющий вход которого подключен к выходу триггера, а также генератор импульсов, первый и второй счетчики, между выходом усилител ограничител : и входом первого счетчика включены последовательно формирователь модул сигнала, усилитель посто нного тока и триггер Шмидта, между выходами первого счетчика и первым входом триггера включен первый дешифратор, между выходами второго счетчика и установочным входом первого счетчика включен второй дешифратор , между выходом генератора импульсов и входом второго счетчика включен элемент И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу триггера Шмидта, между выходами первого счетчика и установочным входом второго счетчика включен третийthe key, the control input of which is connected to the trigger output, as well as the pulse generator, the first and second counters, between the output of the limiter amplifier: and the input of the first counter are connected in series to the driver of the signal module, the DC amplifier and Schmidt trigger, between the outputs of the first counter and the first the first decoder is turned on at the trigger input, the second decoder is switched on between the outputs of the second counter and the installation input of the first counter, and the switch is turned on between the output of the pulse generator and the input of the second counter. ent NAND, a second input connected to the output of the Schmidt trigger, the outputs of the first counter and the adjusting input of the second counter is enabled third

дешифратор, при этом выход второго дешифратора подключен также к второму входу триггера Г JНедостатком известного устройства вл етс наличие внешних узкополосных помех, уменьшающих эффективность применени устройства подавлени шумов, так как значительно увеличиваетс частота ложных переключений , I the decoder, while the output of the second decoder is also connected to the second input of the trigger G. The disadvantage of the known device is the presence of external narrow-band interference, reducing the effectiveness of the noise suppression device, since the frequency of spurious switches significantly increases.

Целью изобретени вл етс уменьшение частоты ложных переключений„The aim of the invention is to reduce the frequency of spurious switches.

Дл этого в устройстве подавлени шумов между выходом усилител -ограничител и входом первого счетчика включены последовательно компаратор и первый формирователь имрульсов, между выходом формировател модул сигнала и д{эугим входом усилител посто нного тока включены последова тельно формирователь опорного напр жени и аттенюатор, между выходом третьего дешифратора и установоным входом второго счетчика включен элемент И, между другим входом ко- . торого и выходами второго счетчика включены последовательно элемент ИЛИ, другой вход которрго соединен с выходом триггера Шмидта, дополнительный триггер и дополнительный дешифратор, а между выходом второго дешифратора и другим входом дополнительного триггера включен второй формирователь импульсов.For this, in the noise suppression device between the output of the limiting amplifier and the input of the first counter are connected in series the comparator and the first driver of the immers, between the output of the driver of the signal module and the other input of the DC amplifier are connected to the sequencer of the reference voltage and attenuator, between the output of the third the decoder and the set input of the second counter is included element And, between the other input ko-. Second and the outputs of the second counter are connected in series the OR element, another input is connected to the Schmidt trigger output, an additional trigger and an additional decoder, and a second pulse shaper is connected between the output of the second decoder and another input of the additional trigger.

На чертеже представлена структурна электрическа схема у.стройства подавлени шумовThe drawing shows a structural electrical circuit of a noise suppression device.

Устройство содержит соединенные параллельно по входу усилитель-ограничитель 1 и ключ 2, управл ющий вход которого подключен к выходу первого триггера 3. Между усилителем-ограничителем 1 и входом первого счетчика включены последовательно компаратор 5 и первый формирователь импульсов 6, Между выходом усилител ограничител 1 и входом элемента И-НЕ 7 включены формирователь модул сигнала 8, усилитель посто нного тока 9 (УПТ ), триггер Шмидта 10, формирователь опорного напр жени 11 и аттенюатор 12, при этом фор мирователь опорного напр жени 1.1 и аттенюатор 12 включены последовательно между выходами формировател модул сигнала 8 и вторым входом УПТ 9 и выход триггера Шмидта 10 подключаетс также к второму входу элемента ИЛИ 13. Между выходами первого счетчика k и первым входом триггера 3 включен первый дешифратор I, межд выходами второго счетчика 15 и установочным вхо/рм первого счетчика 4 включен второй дешифратор 16, при этом выход второго дешифратора 16 подключен также: к второму входу триггера 3 и к входу второго формировател импульсов устройства -17.Между выходом генератора импульсов. (ГТИ) 18 и входом второго счетчика 15 включен элемент И-ИЕ 7, второй вход которого подключен к выходу триггера Шмидта 10, между выходами первого счетчика 4 установочным входом второго счетчика 15 включены последовательно третий дешифратор 19 и элемент И 2Q, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 13, между выходом второго дешифратора 16 и первым входом элемента ИЛИ 13 включены последовательно второй формирователь импульсов 17, который подключаетс к входу дополни тельного триггера 21, при этом между выходами второго счетчика 15 и другим входом дополнительного триггера 21 включен дополнительный дешифратор 22, Первоначально формируетс модуль входного сигнала с помощью усилител -ограничител 1 и формировател модул сигнала 8, а также короткие импульсы, соответствующие моментам перехода входного сигнала через нуль в положительном направлении с помощью компаратора 5 и первого формировател импульсов 6, . Устройство формировани опорного напр жени 11 формирует сигнал, пррпорциональной эффективному значению входного напр жени стационарного процесса: эффективное значение входного напр жени стационарного процесса; коэффициент пропорциональности , определ емый положе йием аттенюатора 12„ Посто нна времени устройства формировани опорного напр жени 11 имеет различное значение на зар д и разр д, а именно Т, Гр Опорное напр жение задает уровень срабатывани триггера Шмидта 10о Это достигаетс тем, что сигнал на выходе УПТ 9 пропорционален разности напр жений , действующих на его входах При уменьшении эффективного Значе ни сигнала на входе устройства опор ное напр жение отслеживает эти умень шени практически без запаздывани , что определ етс малой посто нной времени на разр д. При увепимении эффективного значени на входе устройства опорное напр жение отслеживает эти изменени со значительным запаздыванием пор дка 1-3 с. Следова тельно, если на входе устройства действ1ует стационарный процесс,который характеризуетс посто нным значением gx опорное напр жение будет действительно определ тьс выражением, (1 1 К процессам с (зцу const можно отнести флюктуационную помеху, периодическую сосредоточенную помеху, не замирающий частотно-манипулированный или амплитудно-манипулированныи сигнал, случайные стационарные помехи. Если на входе устройства действует нестационарный случайный процесс и если скорость изменени ) превышает скорость увеличени опорного напр жени , то справедливо следующее неравенство . к 6 ft) К рко выраженным нестационарным процессам относилс телефонный си|- нал о Относительный уровень срабатывани триггера Шмидта 10 определ етс соответственно дл стационарных и нестационарных входных .процессов следующими выражени ми . н.ст Так как У:Н.СТ«..СТ. () На выходе триггера Шмидта 10 формируютс импульсы пр моугольной формы . Длительность которых соответствует длительности превышени напр жением , поступающим на первый вход УПТ 9, уровн сигнала, поступающего на второй вход.УПТ 9 о Данные импульсы с выхода триггера Шмидта 10 поступают на вход элемента И-НЕ 7 в схему измерени длительностей на заданном интервале наблюдени . Так как справедливо неравенство (5 Л то длительность Импульсов, .действующих на выходе триггера Шмидта 10, будет значительно меньше при воздейСТВИИ на входе стационарных процессов , чей нестационарных. Таким образом , стационарность используетс в качестве дополнительного признака л различени телефонных сигналов и фпюктуационных или узкополосных стационарныХ помех. Введение аттенюатора 12 позвол ет измен ть относительный уровень срабатывани триггера мидта 10 и, тем самым, адаптировать . стройство подавлени шумов к различным телефонным каналам или приемным устройствам с различными статистичес кими характеристиками шумовых процес сов „ С помощью элемента И 20, второго счетчика 15, ГТИ 18, второго 1б и дополнительного 22 дешифраторов про изводитс измерение длительностей импульсов, действующих на выходе триггера Шмидта 10 в двух режимах измерени : в первом режиме - режиме измерени длительности одного имруль са; во втором - режиме измере ни суммарной длительности импульсов , поступающих на вход элемента И-НЕ 7 на интервале наблюдени , равном интервалам между нул ми вход ного процесса. Переключение из одно го режима в другой осуществл етс с помощью второго формировател импульсов 1 дополнительного триггера 21 и элемента ИЛИ 1Зо Введение двух режимов измерени позвол ет реализовать даухэтапную процедуру обнаружени телефонного сигнала, котора обеспечивает эффек тивную работу подавител шумов при воздействии на его входе телеграфны сигналов со стационарной или нестационарной огибающей. Телеграфные частотно-манипулированныесигналы или узкополосные сосредоточенные по частоте помехи характеризуютс малым разбросом (мало дисперсией 6,- длительностей импульсов , действующих на выходе триг гера Шмидта 10, Шум и телефонные сигналы характеризуютс значительно большей дисперсией длительности импульсов . Это означает, что при дейатвии шума, телефонного сигнала или их смеси с большей веро тностью шэз можно по вление импульсов, длительность которых превышает длительност выбросов на выходе триггера Шмидта 10, которые имеют место при воздействии на входе устройства подавлени шумов сосредоточенных помех, теле графных сигналов Следует также «учесть, что при воздействии стациснарных узкопо осных помех длительность импульсов на выходе триггера 111ми;1та 10 будет уменьшатьс за счет pefyHvTpyeMoro уровн срабатывани . Таким образом, дл различени узкополосных помех от телеграфных сигналов и флюктуационных шумрв используетс различие в дисперсии выбросов этих процессов. Двухэтапна процедура анализа осуществл етс следующим образомо На первом этапе осуществл етс измерение длиteльнocти одного импульса. Дополнительный триггер 21 находитс в нулевом состо нии, импульсы с триггера Шмидта 10 проход т через элемент ИЛИ 1 3 и элемент И 20 на установочный вход второго счетчика 15, так как на втором входе элемента ИЛИ 13 действует нулевое напр жение, а на первом входе элемента И-НЕ 7 положительный потенциал В результате второй счетчик 15 устанавливаетс в начальное состо ние в паузах между импульсами, поступа1ацими с выхода триггера Шмидта 10. Одновременно с выхода триггера Шмидта 10 импульсы поступают на элемент И-НЕ 7, на второй вход которого поступают импульсы от ГТИ 18.На интервале действи импульса вторым счетчиком 15 осуществл етс подсчет импульсов,поступающих с выхода элемента И-НЕ 7 Если длительность импульса не превышает заданного знамени , то повтор етс измерение длительности последующих импульсов и входной процесс отождествл етс с телеграфными сигналами или сосредоточенной помехой. Если длительность отдельного импульса превышает заданное значение, то на выходе дополнительного дешифратора 22 выдаетс сигнал (нулевое напр жение J,перевод щий дополнительный триггер 2.1 в единичное состо ние В этом случае установка второго счетчика 15 в единичное состо ние может осуществл тьс сигналами , поступающими с третьего дешифратора 19. Таким образом, осуществл етс переход на второй режимизмерений (второй этап обнаружени ). Превышение длительности одного импульса заданного значени классифицируетс как наличие на входе устройства или телефонного сигнала или флюктуационного шумового процесса На втором этапе анализа осуществл етс различение телефонного сигнала на фоне флюктуационной помехи, Второй этап характеризуетс значительно большей достоверностью обнаружени , чем первый. На втором этапе обнаружени суммарна длительность импульсов , поступающих с выхода триг- iThe device contains a limiting amplifier 1 connected in parallel through the input and a switch 2 whose control input is connected to the output of the first trigger 3. Between the amplifier 1 and the input of the first counter, a comparator 5 and the first pulse shaper 6 are connected in series. the input of the NE-7 element included a driver of the signal module 8, a DC amplifier 9 (UFD), a Schmidt trigger 10, a driver of the reference voltage 11 and an attenuator 12, while the former of the reference voltage 1.1 and the shaker 12 is connected in series between the outputs of the generator of the signal module 8 and the second input of the DC control device 9 and the output of the Schmidt trigger 10 is also connected to the second input of the OR element 13. Between the outputs of the first counter k and the first input of the trigger 3, the first decoder I is switched between the outputs of the second counter 15 and The installation input / PM of the first counter 4 includes a second decoder 16, while the output of the second decoder 16 is also connected: to the second input of the trigger 3 and to the input of the second pulse shaper device -17. at. (GTI) 18 and the input of the second counter 15 includes an element И-ИЕЕ 7, the second input of which is connected to the output of the Schmidt trigger 10, between the outputs of the first counter 4 the installation input of the second counter 15 is connected in series the third decoder 19 and the element AND 2Q, the second input of which is connected to the output of the element OR 13, between the output of the second decoder 16 and the first input of the element OR 13, a second pulse shaper 17 is connected in series, which is connected to the input of the additional trigger 21, between the outputs of the second counter 15 and others m input additional trigger 21 included additional decoder 22, Initially, the input signal module is formed using the amplifier limiter 1 and the signal conditioner module 8, as well as short pulses corresponding to the input zero-crossing times in the positive direction using the comparator 5 and the first pulse generator 6, The device for forming the reference voltage 11 generates a signal that is proportional to the effective value of the input voltage of the stationary process: the effective value of the input voltage of the stationary process; the proportionality factor determined by the position of the attenuator 12 "The constant time of the voltage-generating device 11 has a different value for charge and discharge, namely T, Gr. The reference voltage sets the triggering level of the Schmidt trigger 10o. This is achieved by Output UFT 9 is proportional to the difference of the voltages acting on its inputs. When the effective value of the signal at the input of the device decreases, the reference voltage tracks these decreases almost without delay, which is determined little When the effective value at the input of the device is increased, the reference voltage tracks these changes with a significant delay of about 1-3 s. Consequently, if a stationary process acts on the device input, which is characterized by a constant value gx, the reference voltage will actually be determined by the expression, (1 1 The processes with (const constants include fluctuation interference, periodic concentrated interference that does not freeze frequency-controlled or amplitude-manipulated signal, random stationary interference. If a non-stationary random process acts at the device input and if the rate of change) exceeds the rate of increase of the reference voltage, then the following inequality to 6 ft) To a pronounced bright nonstationary processes otnosils dialing si | -. NAL relative level of Schmidt trigger 10 is determined respectively for stationary and non-stationary input .protsessov following expression in E. n.st Since U: N.ST ".. PT. () At the output of the Schmidt trigger 10, square-shaped pulses are formed. The duration of which corresponds to the duration of the excess voltage supplied to the first input of the UFD 9, the level of the signal to the second input. UPT 9 o These pulses from the output of the Schmidt trigger 10 arrive at the input of the AND-NE element 7 into the circuit for measuring durations at a given observation interval. Since the inequality holds true (5 L then the duration of the Pulses acting on the output of Schmidt’s trigger 10 will be much shorter when exposed to stationary processes whose nonstationary processes. Thus, stationarity is used as an additional feature to distinguish telephone signals and stationary or narrowband stationary processes The introduction of attenuator 12 allows you to change the relative trigger level of midt 10 and thereby adapt the noise suppression device to different telephones. These channels or receivers with different statistical characteristics of noise processes use the element 20, the second counter 15, the GTI 18, the second 1b and an additional 22 decoders to measure the pulse durations acting on the output of the Schmidt trigger 10 in two measurement modes: in the first mode, the measurement mode of the duration of one impella; in the second mode, the measurement mode is the total duration of the pulses arriving at the input of the AND-HE element 7 in the observation interval equal to the intervals between the zero inputs process. Switching from one mode to another is carried out with the help of the second pulse generator 1 of an additional trigger 21 and the element OR 1. Introduction of two measurement modes allows realizing a step-by-step procedure for detecting a telephone signal that ensures effective operation of the noise suppressor when exposed to its input telegraph signals from stationary or non-stationary envelope. Frequency-controlled telegraph signals or narrow-band frequency-focused interference are characterized by a small scatter (little dispersion 6, - pulse durations operating at the Schmitt trigger, 10, Noise and telephone signals are characterized by a much greater dispersion of pulse duration. This means that with noise, telephone noise a signal or their mixtures with a higher probability of Shes can be the appearance of pulses whose duration is longer than the duration of the emissions at the output of the Schmidt trigger 10, which have a month If you influence the input of the device to suppress noise of concentrated noise, telegraph signals, you should also take into account that when exposed to stationary narrow-axis interference, the duration of the pulses at the trigger output is 111mi; 1t10 will be reduced due to the pefyHvTpyeMoro response level. Thus, to distinguish narrowband interference from telegraph signals and fluctuation noise signals, the difference in the dispersion of emissions of these processes is used. The two-step analysis procedure is carried out as follows: In the first stage, Merenii dlitelnocti one pulse. The additional trigger 21 is in the zero state, the pulses from the Schmidt trigger 10 pass through the OR 1 3 element and the AND 20 element to the installation input of the second counter 15, since the second input of the OR element 13 has a zero voltage, and the first input of the element AND-NOT 7 positive potential As a result, the second counter 15 is set to the initial state in the pauses between pulses received from the output of the Schmidt trigger 10. At the same time from the output of the Schmidt trigger 10, the pulses go to the element AND-HE 7, to the second input of which pulses from the GTI 18. At the pulse action interval, the second counter 15 counts the pulses coming from the output of the NE-7 element. If the pulse duration does not exceed a predetermined flag, then the duration of the subsequent pulses is measured and the input process is identified with telegraph signals or concentrated hindrance. If the duration of a single pulse exceeds a predetermined value, a signal is output at the output of the additional decoder 22 (zero voltage J, which translates the additional trigger 2.1 into one state. In this case, the second counter 15 can be set to one with the signals from the third decoder 19. Thus, the transition to the second mode of measurement (the second stage of detection) is carried out. Exceeding the duration of a single pulse of a given value is classified as the presence at the input In the second stage of the analysis, the telephone signal is distinguished against the background of the fluctuation disturbance, the second stage is characterized by a much higher reliability of detection than the first.In the second stage of detection, the total duration of the pulses coming from the tri-i output

гера Шмидта 10 на интервале наблюдени , определ емом 6 интервалами между нул ми входного процесса, может быть больше или меньше заданного порога. Если она меньше, то процесс измерени продолжаетс на следующем интервале наблюдени Если она больше , то на выходе второго дешифратора 16 по вл етс сигнал, который переводит триггер 3 в другое состо ние и ключом 2 осуществл етс коммутаци телефонного канала, т.е. происходит обнаружение телефонного сигнала , С другой стороны в этот момент заканчиваетс двухэтапна процедура анализа, Поэтому происходит-переходHera Schmidt 10 on the observation interval defined by 6 intervals between the zeros of the input process may be greater or less than the specified threshold. If it is smaller, the measurement process continues on the next observation interval. If it is larger, then a signal appears at the output of the second decoder 16, which triggers trigger 3 to a different state, and the key 2 switches the telephone channel, i.e. A telephone signal is detected. On the other hand, at this moment, a two-step analysis procedure is completed. Therefore, a transition occurs.

в первый режим измерений, С этой целью сигнал с выхода второго дешифратора 16 поступает на второй формирователь импульсов ,17. В момент окончани сигнала на его входе и на его выходе по вл етс короткий импульс , который переводит дополнительный триггер-21 в нулевое состо ние . Следует отметить, что сигнал -сin the first measurement mode, With this purpose, the signal from the output of the second decoder 16 is supplied to the second pulse shaper, 17. At the moment of termination of the signal, a short pulse appears at its input and at its output, which translates the additional trigger 21 into the zero state. It should be noted that the -c signal

выхода второго дешифратора 16 поступает также на установочный вход первого счетчика и в моменты обнаружени телефонного сигнала осуществл етс сброс первого счетчика ,the output of the second decoder 16 is also fed to the installation input of the first counter and at the moments of detecting the telephone signal, the first counter is reset,

. Обнаружение паузы производитс также, как и в основном изобретении.. Pause detection is performed in the same way as in the basic invention.

ВыЗНЧCALL

ВшоЗнчFreed

Claims

(5TH NOISE SUPPRESSION DEVICE according to ed. St., No. 7II69I, characterized in that, in order to reduce the frequency of false switching, between the output of the amplifier-limiter 'and the input of the first counter, a comparator and a first pulse shaper are connected in series between the output of the signal module shaper ^and another the input of the DC amplifier includes a reference voltage generator and an attenuator in series, between the output of the third decoder and the installation input of the second counter, an And element is connected, between the other input of which the outputs of the second counter include Serial-, an OR element, the other input of which is connected to the outputs of the Schmidt trigger, an additional trigger and an additional decoder, and a second pulse shaper is connected between the output of the second de S encoder and the other input of the additional trigger.