SU824483A1 - Устройство дл выделени импульсныхСигНАлОВ - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ

ых помех, при этом выход блока фильтации и коррел ционной обработки сигалов подключен ко входам первой и ретьей линии задержки, выход блока одавлени  шумов и импульсных помех через последовательно соединенные доолнительные блоки подавлени  шумов и импульсных помех подключен ко вход блока дифференцировани , выход которого подключен к первому входу ключа и ко входу формировател  импульсов, выход третьей линии задержки подключён ко : торому входу ключа, при этом .выход ключа и выход формировател  импульсов подключен ко входам расширител  импульсов. .

На фиг.1 представлена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы ..

Устройство дл  выделени  импульсных сигналов содержит последовательно соединенные первую линию 1 задержки , инвертор 2 и первый сумматор 3, блок 4 фильтрации и коррел ционной обработки сигналов, блок 5 подавлени  шумов и импульсных помех, выполненный в виде последовательно соединенных амплитудно17О различител  6, второй линии 7 задержки и второго сумматора 3, дополнительные блоки 9 (9-1 ... Э-к, где к - любое целое чнсло} подавлени  шумов и импульсных помех,.выполненные аналогично з виде последовательно соединенных амплитуд- ного различител  10; (10-1 ... 10-к), линии 11 (11-1 ... И-к) задержки и сумматора 12 (12-1 .. . 12-к) , а также блок 13 дифференцировани  , формирователь 14 импульсов, ключ 15, треть1ю линию l€ задержки и расширЦ тель 17 импульсов, выход которого  вл етс  выходом устройства.

Предлагаемое устройство дл  выделени  импульсных сигналов работает следующим образом.

На вход блока фильтрации и коррел ционной обработки сигналов ч,  вл ющийс  входом устройства, поступают импульсные сигналы с временно-импульсной , амплитудно-импульсной, кодово-импульснОй (ВИМ,АИМ и КИМ) И другими видами импульсной модул ции, искаженные шумами и импульсными помехами . Поскольку при всех видах модул ции длительность (неискажениа ) импульсов сигнала априорно известна, известны также период следовани  нулевых импульсов при НИМ, импульсов, кода при АИМ и КИМ,КИМ-йМ,то становитс  возможной оптимальна  обработка принимаемой смеси сигнал/помеха, Известно, что общей задачей обра ботки  вл етс  увеличение отношени  сигнал/шум в результате обработки. Оптимальна  обработка сигналов обеспечивает получение максимально возможного отношени  сигнал/шум и под-/ раздел етс  на оптимальную фильтрацию и коррел ционную (автокоррел ционную ) обработку.

Оптимальна  обработка импульсных сигналов подраздел етс  на фильтрацию и стробирование, а также на определение скал рного произведени  щ)инимаемого сигнала с неискаженными образцами полезных сигналов (коррел .ционна  обработка).

Дл  осуществлени  оптимальной обработки импульсно-переходна  характеристика оптимальных фильтров должна быть подобна зеркальномусйображению входного сигнала, смещенному относительно его начала на врем ,. равное времени стробировани . Стробирование представл ет собой установление такого процесса опроса напр жени  на выходе фильтра, при котором аа результат„обработки принимаетс  текущее значение сигнала в момент опроса. Моменты стробировани  определ ютс  сигналами синхронизации и должны совпадать с моментами OKOH iaни  сигнала. При этом все спектральные составл ющие выходного сигнала оптимального фильтра наход тс  в одной и той же фазе, равной нулю,что обеспечивает выделение максимально возможного значени  его напр жени , При смещении момента стробировани  величина максимально возможного значени  отношени  сигнал/шум уменьшаетс  и выделенное значение сигнала не соответствует истинной величине,получаемой при стробировании в момент окончани  И1айульса..

Анализ выражени  дл  частотной ха- .рактеристики оптимального фильтра паказывает , что частотна  характеристика оптимального фильтра определ етс  лишь формой в не зависит от амплитуды сигнала. Данное свойство позвол ет производить оптимальную фильтрацию сигналов с АИМ, ВИМ, КИМ и КИМ-АМ. . Частотна  характеристика фильтра не зависит и от временного положени  сигнала, поэтому при его изменении должен соответственно мен тьс  момент стробировани .

Известно, что если на входе оптимального фильтра действует сигнгш соответствующей длительности, то сигнал на выходе этогофильтра также имеет конечную длительность, равную удвоенной длительности сигнала на входе. Если на вход такого оптимального фильтра поступает последовательность символов одинаковой длительности и стробирование производитс  в конце каждого символа,то переходные искажени  между сигналами теоретически отсутствуют. Искажени  имеют место при неточной установке параметров отдельных элементов фильтра и при смещении моментов стробировани .

Таким образом, отношение сигнал/шу переходные искажени  истепень соответстви  значени  величины сигнала

на выходе фильтра к истинному его значению определ етс  соответствием момента стробировани  к моменту окончани  действи  импульса на входе.

Это накладывает жесткие требовани  на стабильность работы системы синзфониэации, особенно при приеме периодических сигналов со скважностью равной двум. Дл  устранени  искажений в величине выделенных амплитуд символов , границы последних четко опре:делены , а их длительность соответствует длительности сигнала, дл  которого оптимальный фильтр построен . Известно, что флуктуацион ный шум, нар ду с изменением остальных параметров, приводит к изменению длительности иютульсов по случайному закону и в случае приема сигналов КИМ, BUM, КИМ-АМ система синхронизации не способна обеспечить посто нст о длительности обрабатываемых шлпул бов на входе фильтра. При приёме сиг налов с ВИМ,КИМ, КИМ-АМ выделение , синхронизирующих сигналов с требуемой помехоустойчивостью (например, импульсов с частотой следовани  разр дов КИМ, КИМ-АМ) непосредственно из принимаемой смеси весьма,затруднительно , поскольку число разр дов -сообщени  в КИМ и КИМ-АМ в процессе приема измен етс  и эти изменени  нерегул рны. При приеме информации с ВИМ непрерывно измен етс  положение измерительного импульса. Формиро вание сигналов стробировани , совпадающих по времени с концом воздейстВИЯ информационных импульсов и учиты вающих случайные изменени  их длител ности, в известном устройстве невоз можно. Очевидно, что более Эффективной работа оптимального фильтра при наличии синхронизации, учитывающей изменение длительности принимаемых импульсов путем соответствующего изменени  момента стробировани . Известно, что определение скал рнего произведени  сигналов при корре л ционной обработке эквивалентно оптимальной фильтрации и стробированию сигналов. При этом к системе син хронизации предъ вл ютс  требовани , аналогичные требовани м предъ вл емым при фильтрации. Последние состо т в определении границ символов и в обеспечении совпадени  начала и конца образца сигнала, подаваемого на коррел тор, с началом и концом полезного сигнала, содержащегос  з сме си. Кроме того, система синхронизации управл ет зар дом-разр дом емкости ,интегратора, причем разр д (считывание информации) осуществл етс  в момент окончани  символа. При осуществлении коррел ционной обработки на другой вход блока фильтрации и коррел ционной обработки сигналов 4 подгиотс  образцы принимаeiuiuix сообщений. . .

Блок фильтрации и коррел ционной обработки сигналов 4 производит оптимальную фильтргщию импульсов ВИМ, КИМ, КИМ-АМ, АИМ ИЛИ импульсов с другими видами модул ции, а при наличии копий принимаемых соос емийкоррел ционную обработку сообщений. На фиг.2а дл  изображен входной сигнал (с амплитудно-импульсной модул цией и со скважностью равной двум), искаженный шумами и имеющий флуктуирующие по случайному закону длительности (истинна  длительность импульсов соответствует длитепьносг и первых трех импульсов). Дл  простоты графического изображени  символы представлены пр моугольными импульсами , В реальных системах их форма близка к колоколообразной. Быходной сигнал блока фильтрации и коррел ционной-обработки сигналов 4 представлен на фиг.26. Из диаграммы напр жени  видно, что 1фи флукту- аци х фронтов импульсов,увеличиваивдихч их длительность, между символами по вл ютс  переходные искажени . При скважности принимаелвлх сигналов,большей диух, данный вид искажений от сутствует. Дл  формировани  импульсов стробировани , соответствующих по времени моменту окончани  входных импульсов и aкcимaльнoмy значению амплитуд обработанных сигналов, выходной сигнал блока фильтраций и коррел ционной обр ботки сигналов 4 подаетс  на входы первой 1 и третьей ,16 линий задержек и первого суммато|ра 3. После задержки сигнала в первой линии 1 задержки на врем , длительности входных импульсов (tj.) и : инвертировани  инвертором сигналы, представленные на фиг.26 суммируютс , результат суммировани  (фиг.2в) в амплитудном различителе 6 раздел етс  на положительную и отрицательную части по нулевому уровню . Отрицательна  часть разделенного сигнала подаетс  на сумматор в непосредственно , а положительна  - линию 7 задержкиг котора  осуществл ет задержку импульсов на врем  5 . Задержанный положительный ( фиг.2г) и пр мой отрицательный (фиг.2г) сигналы суммируютс  в сумматоре 8, выходной сигнал сумматора В (фиг.2д) имеет большую по сравнению с сигналом (фиг.2в) скорость перехода от отрицательной к положительной части. Дл  увеличени  крутизны данного перепада сигнал с выхода сумматора 8,  вл ющегос  выходом блока подавлени  помех и импульсных шумов, подаетс  на следующий бйок подавлени  шумов и импульсных помех 9-1, содержащий амплитудный различнтель 10-1, линию задержки 11-1 и сумматор 12-1. Работа этого блока аналогична первому с той разницей, что задержки зыеленной положительной части си-гнала . выхода cvNiMaxopa У в линии 11-1 заержки осущестил етс  на врем  обострени  перепадов ежду различными пол рност ми сигнаа ,, последний подв.ергают дополнитель-. е ной обработке -в последующих (к-2) блоках подавлени  шумов и импульсных iOMSx. ,1л  этого в каждом блоке подавлени  шумов и импульсных помех результаты преди;-2ствующей обработки раз-|п дел ютс  по нулевому уровню соответствующим-амплитудным раз.личителем 10 на сигналы положительной и отрицательной пол рностей. Положительные сигналы задерживаютс  в лини х 11 задержки на врем , равное и сумз ируютс  в сумматорах 12. При каждом последующем суммировании дополнительно подавл ютс  шумовые и импульсные помехи и обостр етс  перепад между положительным и отрица- 20 тельными импульсами в сигналах на выходах сумматоров 12, в св зи с этим достигаетс  высока  помехоустойчивость выделени  сигналов синхронизации и высока  точность определени  25 моментов стробировани . Импульсы . . . стробировани  формируютс  путем дифференцировани  сигнала на выходе сумматора 12-к (фиг.2е). Результаты об-. работки входного сигнала в блоке филь- р трации и коррел ционной обработки сигналов 4 (фиг.26) задерживаютс  третьей линией 16 задержкина врем  обработки сигнала в к блоках подавлени  .помех и импульсных сигналов и оп-, рашивачгтс  через ключ 15 в устанавливаемые сигналом на выходе сумматора 12-к моменты стробировани .

Расимритель 17 , импульсов из коротких выходных , импульсов ключа. 15 формирует импульсы (фиг.2ж) 40 требуемой длительности, поступающие на выход устройства. Работой расширител  17 импульсов управл ют сигналы с формировател  14 импульсов,синхронизаци  которого ществл етс  сигналами с блока 13 дифференцировани . Расширитель 17 импульсов может быть выполнен в виде конденсатора , имеющего цепь зар да с малой посто нной времени. Моментом начала JQ зар да и разр да конденсатора управл ют сигналы с формировател  14 , импульсов.

- Устройство дл  выделени  импульсных сигналов позвол ет производить оптимальную обработку принимаемых сообщений с различными видами первичной модул ции (НИМ,КИМ,- КИМ-АМ) , имеет повышенную помехоустойчивость и точность , выделени  сигналов с различными видами модул ции.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 658784, кл. Н 04 Q 1/36, 197/.

Z Т- -1

8

/б

Э

t

Э-1

4/(-«

ffl-r

..«

LJ й-к

13

ф Фиг.1

AiAjAl/i

ж f

Фиг,.1