SU987821A1

SU987821A1 - Device for suppressing narrow-band noise

Info

Publication number: SU987821A1
Application number: SU813249431A
Authority: SU
Inventors: Юрий Андреевич Мальков; Александр Кузьмич Филатов; Борис Степанович Донченко; Геннадий Иванович Лыков
Original assignee: Войсковая часть 31650
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1981-02-12
Publication date: 1983-01-07

Description

Изобретение относитс к радиотехнике и может быть использовано в ,. составе радиотехнических устройств различного назначени при приеме импульсных сигналов в услови х воздействи узкополосных помех.This invention relates to radio engineering and can be used in,. the composition of radio devices for various purposes when receiving pulsed signals under the conditions of narrowband interference.

Известно устройство подавлени узкополосных помех-, содержащее рез.о-нансный усилитель, выходной сумматор, фазовое звено второго пор дка, первый усилитель ограничитель, фазовый детектор, первый интегратор, сумматор , второй интегратор, фазовый детектор , второй усилитель, ограничитель , фазовраадатель на 90 и третий усилитель-ограничитель 1.A narrowband interference suppression device is known, comprising a resamplifier, output adder, second order phase link, first amplifier limiter, phase detector, first integrator, adder, second integrator, phase detector, second amplifier, limiter, 90 and the third limiting amplifier 1.

Однако данное устройство обладает недостаточно ; помехозащищенностью, обусловленной его критичностью к разбалансу фаз сравниваемых на фазовом детекторе напр жений, что приводит к наличию неподавленного остатка узкополосной помехи на его выходе.However, this device does not possess enough; noise immunity, due to its criticality to the imbalance of the phases compared at the phase voltage detector, which leads to the presence of an unsuppressed narrowband interference at its output.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство подавлени узкополосных; помех, содержащее N соединенных последовательно блоков режекции, вход первого и выход последнего блоков режекции вл етс соответственно входом и выходом устройства, каждый блок режекции содержит режекторный фильтр, вход и режекторный выход которого вл ютс соответственно входом и выходом блока режекции, последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель , вход которого соединен с полосовьм выходом режекторного фильтра, фазовый детектор и ин10 тегратор, выход которого соединен с управл ющим входом режвкторного фильтра, - второй усилитель-ограничитг .ль, выход которого соединен с другим входом фазового детектора, The closest in technical essence to the present invention is a narrowband suppression device; interference, containing N connected in series rejection blocks, the input of the first and the output of the last rejection block are respectively the input and output of the device, each rejection block contains a notch filter, the input and notch output of which are the input and output of the notch block respectively a limiter whose input is connected to a strip output of a notch filter, a phase detector and an inhreater whose output is connected to the control input of a cutter filter, - Torah amplifier ogranichitg .l, whose output is connected to another input of the phase detector,

15 все блоки режекции, кроме последнего., содержат многовходовой сумматор, по- ЛОБОВОЙ выход режекторного фильтра , Ксцкдого последующего блока режекции соединен с соответству4о1дим входом 15 all the rejection blocks, except for the last one, contain a multi-input adder, on the BOTTOM output of the notch filter, the next subsequent notch block is connected to the corresponding 4-dim input

20 многовходового сумматора каждого прв дыдущего блока режекции 2.20 multi-input adder for each prv of the previous rejection block 2.

Это устройство характеризуетс сравнительно большим уровнем остат25 кой узкополосных помех на его -выходе обусловленного зависимостью точности настройки режекторного фильтра от разброса фаз цепей передачи пр жений на входы фазового д етек30 тора. Цель изобретени - уменьшение остатков узкополосных помех на выходе устройства. Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве подавлени узкополосных помех, содержащем N соединенных последовательно блоков режекции, вход первого и выход последнего блоков режекции вл ютс .соответственно входом и выходом устройства, каждый блок режекции содержит режекторный фильтр, вход и режекторный выход которого вл ютс соответственно входом и выходом блока режекции, последовательно соединенна первый усилитель-ограничитель , вход которого сое динен с полосовым выходом режекторно го фильтра, фазовый детектор и интегратор , выход которЬго соединен с управл ющим входом режекторного филь тра, второй усилитель-ограничитель, выход которого соединен с другим вхо дом фазового детектора, все блоки режекции, кроме последнего, содержат многовходовой сумматор, полосовой выход режекторного фильтра каждого последующего блока режекции соединен с соответствующим входом многовходового сумматора каждого предыдущего , блока режекции, в каждом блоке режекции между полосовым выходом режекторного фильтра и входом второго усилител -ограничител включены последовательно управл емый аттенюатор вычитатель и фазовращатель на 90°, /между входами вычитател включен бло сравнени , выход которого соединен с управл ющим входом управл емого аттенюатора , во всех блоках режекции, кроме последнего, режекторный выход режекторного фильтра соединен с соот ветствующим входом многовходового сумматора, выход которого соединен с другим входом вычитател , а в послед нем блоке режекции режекторный выход режекторного фильтра соединен с другим входом вычитател непосредственно . Режекторный фильтр выполнен в ви де соединенны,х последовательно перестраиваемого по частоте узкополосного усилител , управл ющий вход которого вл етс управл ющим входом, а выхо,д - полосовым выходом режекторного фильтра, и сумматора, выход которого вл етс режекторным выходо режекторного фильтра, а точка соединени входа перестраиваемого по частоте узкополосного усилител и друго го входа сумматора вл етс входом режекторного фильтра. На чертеже представлена структур на электрическа схема предлагаемого устройства. Устройство подавлени узкополосных помех содержит блоки 1 режекции, режекторные фильтры 2, перестраиваемый по частоте узкополосные усилители 3, фазовые детекторы 4, интеграторы 5, первые усилители-ограничители 6, фазовращатели 7 на 90, многовходовые сумматоры В, управл емые аттенюаторы 9, вычитатели 10, блоки 11 сравнени , сумматоры 12 и вторые усилители-ограничители 13. Устройство работает следующим образом . Дл того, чтобы осуществить точную настройку режекторного фильтра 2 на узкополосную помеху, необходимо обеспечить равенство 180 фазового . сдвига напр жений на входах сумматора 12, С другой стороны, условием окончани автоподстройки перестраиваемого по частоте узкополосного усилител 3 на частоту помехи вл етс равенство 90 фазового сдвига напр жений непосредственно на вхо- . pax фазового детектора 4. Фазовый сдвиг ЛЧ между напр жени ми на входах сумматора 12 определ етс выражением A4-arc-ig c3l., где ot- обобщенна растройка контура перестраиваемого по частоте узкополосного усилител 3. Фазовый разбаланс напр жений на входах сумматора 12 ДЧ, вызванный неточностью на- стройки усилителей-ограничителей 6, а также зависимостью фазы фазовращател 7 от частоты подавл емой помехи, изменением температуры и т.п., приводит к наличию на выходе блока 2 режекции нескомпенсированного остатКа помехи с относительной амплитудой . . Предлагаембе устройство сводит к минимуму величинуАН, а следовательно , и величину остатка помехи. Сравниваемыми по фазе напр жени ми помехи в блоке 1 режекции вл - етс напр жение U, поступающее с полосового выхода режекторного фильтра 2 через первый усилитель-ограничитель б на вход фазового детектора 4 и напр жение И, поступающее с выхода вычитател 10 через фазовра ,;Щатель 7, второй усилитель-ограничитель 13 на другой вход фазового детектора 4. Напр жение формируетс из напр жени Ugj,+Ц , поступающее с режёкторНого выхода режектоо ого фильтра 2 через многовходовой сумматор 8 с коэффициентом передачи равным единице на первый вход вычитател 10, и напр жени иГ по- ,ступающего с полосового выхода режекторного фильтра 2 через управл емый аттенюатор 9 с коэффициентом передачи KC, на второй вход вычитател 10, и, следовательно, U- Ug -t-d-KQ). и|. , Аппроксимиру узкополосную помеху синусоидной единичной амплитуды, можно условно ПРИНЯТЬ Ug,- sAwu)t В ЭТОМ случае напр жение на полосо выходе режекторноро фильтра 2 а напр жение на выходе вычитател и,.л/.., и, следовательно 4 фазовый сдвиг ме ду напр жени ми U и U определ ет выражение М U°- € ° « е-|. -ч ,. Из анализа выражений дл Д V и следует, что 1 а-о.а °о 1а-с т.е. крутизна характеристики д при а О больше крутизны характеристики ЛЧ(а) во столько раз, во сколько раз ослабл етс напр жение управл емым аттенюатором 9. Это оп редел ет более высокую эффективност предлагаемого устройства по сравне нию с прототипом При наличии фазового разбаланса в цеп х передачи напр жений Ц и и равном ДЧ, перестраиваемый по частоте узкополосный усилитель 3, в ср ответствии с выражением дл Д.Ч(2 буд расстроен на величину aц, -KcJt JA что приведёт к фазовому разбалансу напр жений Ut и U2. равному А fir агс4§ч5 цг-агс 2(Ка-Ьдд и пропусканию на выход блока 1 режекции нескомпен сированного остатка помехи с относи тельной ё1МПЛИТУДОЙ 1 г1й№ .иеь. Отношение Ug дл прототипа и предлагаемого устройства определ ет коэффициент дополнительн го подавлени псххехи предлагаемым устройством по сравнению с прототипом . Так, при J.5 и К0 0,2 подавление помехи увеличиваетс в 4,8 раза и относительный уровень неском пенсированного остатка помехи снижа етс с 0,26 до 0,054.. Настройка режекторных фильтров 2 в .предлагаемом устройстве происходит следующим образом. В начальный момент после включени блоки 1 еще не настроены и уров ни напр жений от аддитивной смеси Музкополосных помех (где М может быть больше N) на выходах мноТовхбдо .вых сумматоров 8 значительно превышают уровни напр жений с -выходов перестраиваемых по частоте узкополосных усилителей 3. Сигналы управлени на управл емый аттенюаторы 9 с блоков 11 сравнени не поступают, и коэффициенты передачи управл емых аттенюаторов & равны исходным значени м (равным или чуть меньше единицы). в этот момент принцип работы .1редлагаемого устройства ничем не отличаетс от принципа работы прототипа , так как сравниваемыми по фазе напр жени ми вл ютс напр жение с выхода перестраиваемого по частоте узкополосного усилител 3 и напр жение Ug с выхода вычитател 10, кото .рое при 1 эквивалентно иапр же-. нию на входе перестраиваемого по частоте узкополосного усилител (. По мере настройки блоков I режекцни На подавление узкрполосных помех , начина с первого, уровень помех на выходе многовходового сумматора 8 в реэультате частичной компенсации помех будет снижен и станет меньше уровн напр жени с полосового выхода режектора фильтра 2. На выходе блока 11 сравнени по витс и будет действовать rta управл ющий вход управл емого аттенюатора 9 сигнал, который снизит его коэффициент передачи до значени , при котором уровень напр жени с выхода управл емого аттенюатора 9 станет практнчески равным уровню напр жени с выхода многовходового сумматора В. В результате точность н,аст{гайки режек- торных фильтров 2 повыситс , кс эффициенты подавлени узкополосных помех увеличатс , уровни напр жений на выходах многовходовых сумматоров 8 еще боле пониз тс , что приведет к дальнейшему снижению коэффициентов передачи управл еьмх аттенюаторов 9 и более точному подавлению узкополосных помех. Этот процесс будет продолжатьс до тех пор, пока уровень напр жений на выходе выходных сумматоров 8 не снизитс до уровн , onpei дел емог.о узкополосными помехами меньшей интенсивности, не вход щими в число N. Использование предлагаемого устройства подавлени узкополосных помех позвол ет производить более точную автоподстройку Частот перестраиваемых по частоте узкополосных усилителей при наличии фазовых разбалансов в цеп х передачи сравниваекых по фазе напр жений на Фазовый детектор и таким образом дополнительно увеличить коэффициент подавлени уз кополосных помех в 3-5 раз. Формула иэобрвхени 1. Устройство дл подавлени узкополосных помех, содержащее N соединенньис последовательно блоков режекции , вход первого и выход послед .него блоков режекции вл ютс соответственно входом и выходом устройст ва, каждый блок режекции содеркит режекторный фиЛьтр, вход и режекторный выход которого вл ютс соответственно входом и выходом блока режекции , последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель, вход которого соединен с полосовым выходом режекторного фильтра, фазовый , детектор и интегратор, выход которого соединен с управл ющим входом режекторно1Х фильтра, второй усилитель-ограничитель ,выход которого сое динен с другим входом фазового детек тора,все блоки режекции,кроме послед него ,содержат многовходовый- сумматор полосовой выход режекторного фильтра каждого последующего блока режекции соединен с соответствующим входом мн говходового сумматора каткдого предыдущего блока режекции, отличаю щеес тем, что, с целью уменьшени остатков узкополосных помех на выхсще устройства, в каждом блоке режекции между полосовым выходом-режекторного фильтра и входом второго усилител -ограничител включень последовательно управл емый аттенюатор , вычитатель и фазовращатель на 9Q , между входами вычитател включен блок сравнени , выход которого соединен с управл ющим входом управл емого аттенюатора, во всех блоках режекции , кроме последнего, режекторный выход режекторного фильтра соединен с соответствующим входом многовходового сумматора, выход которого соединен с другим входом вычитател , а в последнем блоке режекции режекторный выход режек торного филь-. тра соединен с другим входом вычита:тел непосредс.твенно. . 2. Устройство по п. 1, отличающеес тем, что режекторный фильтр выполнен в виде соединенных последовательно перестраиваемого по частоте узкополосного усилител , управл ющий вход которого вл етс управл ющим входом, а выход - полосовым выходом режекторного фильтра, . и сумматора, выход которого вл етс режекторным выходом режекторного фильтра, а точка соединени входа перестраиваемого по частоте узкополосного усилител и другого входа , сумматора вл етс входом режекторного фильтра. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 438126, кл. Н 04 В 1/12, 1974. 2.Авторское;.свидетельство СССР 675382, кл. Н 04 В 1/10, 1979 (прототип).This device is characterized by a relatively high level of narrowband interference on its output due to the dependence of the tuning notch filter on the phase spread of the transmitting circuits of the cable to the inputs of the phase detector. The purpose of the invention is to reduce the residual narrowband noise at the output of the device. This goal is achieved by the fact that in a narrowband interference suppression device containing N connected rejection blocks in series, the input of the first and output of the last notch blocks are respectively the input and output of the device, each notch block contains a notch filter, the input and notch output of which are input and output of the rejection unit, a first amplifier-limiter connected in series, whose input is connected to a notch filter's bandpass output, a phase detector and an integrat The op, the output of which is connected to the control input of the notch filter, the second limiting amplifier, the output of which is connected to the other input of the phase detector, all of the notch blocks, except the last, contain a multi-input adder, the band output of the notch filter of each subsequent rejection block is connected to the corresponding the input of the multi-input adder of each previous, rejection unit, in each rejection unit between the band-pass output of the notch filter and the input of the second amplifier limiter are included A controlled subtractor and a 90 ° phase shifter, / between the inputs of the subtractor, a comparison unit is turned on, the output of which is connected to the control input of the controlled attenuator, in all of the notch blocks, except for the last one, the notch output of the notch filter is connected to the corresponding input of the multiple input adder, the output of which is connected to another input of the subtractor, and in the last block of the notch, the notch output of the notch filter is connected to the other input of the subtractor directly. The notch filter is made as a connected, x serially tunable narrowband amplifier, the control input of which is the control input, and the output, d is the band output of the notch filter, and an adder whose output is the notch output of the notch filter, and the input of the tunable narrowband amplifier and the other input of the adder is the input of the notch filter. The drawing shows the structures on the electrical circuit of the proposed device. The narrowband interference suppression device includes rejection units 1, notch filters 2, frequency tunable narrowband amplifiers 3, phase detectors 4, integrators 5, first limiting amplifiers 6, phase shifters 7 by 90, multiple-input adders B, controlled attenuators 9, subtractors 10, comparison units 11, adders 12 and second limit amplifiers 13. The device operates as follows. In order to fine tune the notch filter 2 to narrowband interference, it is necessary to ensure phase equality 180. the voltage shift at the inputs of the adder 12. On the other hand, the condition for the termination of the auto-tuning of the frequency tunable narrowband amplifier 3 to the interference frequency is equal to 90 the phase voltage shift directly at the input voltage. pax of the phase detector 4. Phase shift of the PSU between the voltages at the inputs of the adder 12 is determined by the expression A4-arc-ig c3l., where ot is the generalized tuning of the tunable frequency band of the narrow-band amplifier 3. Phase voltage imbalance at the inputs of the adder 12 DC, caused by the inaccuracy of the tuning of the limiting amplifiers 6, as well as the dependence of the phase of the phase shifter 7 on the frequency of suppressed interference, temperature changes, etc., leads to the rejection of an uncompensated residual interference amplitude with relative amplitude at the output of unit 2. . The proposed device minimizes the magnitude of the ANN, and hence the magnitude of the remainder of the interference. The phase-matched interference voltages in the notch unit 1 are the voltage U, coming from the band-pass output of the notch filter 2 through the first amplifier-limiter b to the input of the phase detector 4 and the voltage I coming from the output of the subtractor 10 through the phase filter; Gauge 7, the second amplifier-limiter 13 to another input of the phase detector 4. The voltage is formed from the voltage Ugj, + C, coming from the director output of the notch filter 2 through a multi-input adder 8 with a transfer coefficient equal to one at the first input of you reader 10, and voltage IG, going from the band-pass output of the notch filter 2 through a controlled attenuator 9 with a transmission coefficient KC, to the second input of the subtractor 10, and, consequently, U-Ug -t-d-KQ). and |. , Approximating the narrowband interference of a sinusoidal unit amplitude, you can conditionally ACCEPT Ug, - sAwu) t In this case, the voltage on the strip of the output of the injector of the filter 2 and the voltage at the output of the subtractor and, l / .., and therefore the 4 phase shift between the voltages U and U define the expression M U ° - € ° "e- |. -h, From the analysis of the expressions for D V it follows that 1 a-o. A ° o 1a-c ie the slope of the characteristic d at aO is greater than the slope of the characteristics of the LC (a) by as many times as the voltage of the controlled attenuator 9 is weakened. This determines the higher efficiency of the proposed device as compared to the prototype If there is a phase imbalance in the circuits transmission of voltage Ts and equal to DF, tunable in frequency narrowband amplifier 3, in terms of the expression for D.CH (2 wake upset by the value of ac, -KcJt JA which will lead to phase unbalance of voltages Ut and U2. equal to A fir arc4§ch5 cg-arc 2 (Ka-Bdd and prop The output of the block 1 notch of the uncompensated interference residual with the relative “1PLITATION 1 r1...” The Ug ratio for the prototype and the proposed device determines the additional suppression ratio of pshekhi by the proposed device compared to the prototype. So, at J.5 and K0 0 , 2, the interference suppression is increased by 4.8 times and the relative level of a few pensian residual interference decreases from 0.26 to 0.054. The notch filters 2 in the proposed device are set up as follows. At the initial moment after switching on, blocks 1 are not yet tuned and the voltage levels from the additive Muscle Band interference mixture (where M may be greater than N) at the outputs of multiple outputs of adders 8 significantly exceed the levels of voltages from the outputs of frequency-tunable narrow-band amplifiers 3. The control signals to the controlled attenuators 9 from the comparison blocks 11 are not received, and the transmission coefficients of the controlled attenuators & equal to baseline values (equal to or slightly less than one). At this moment, the principle of operation .1 of the proposed device is no different from the principle of operation of the prototype, since the phase voltages compared are the voltage from the output of the tunable frequency narrowband amplifier 3 and the voltage Ug from the output of the subtractor 10, which is 1 at 1 equivalent to ipr. At the input of a tunable narrowband amplifier (. As tuning blocks I rezhektsni On suppression of narrowband interference, starting from the first, the noise level at the output of the multi-input adder 8 will reduce and reduce the level of voltage from the band output of the filter rejector 2. At the output of the comparator unit 11, it is in accordance with the Vits and the rta control input of the controlled attenuator 9 will act a signal that will reduce its transmission coefficient to a value at which the voltage level from the output The value of the controlled attenuator 9 will become practically equal to the voltage level from the output of the multi-pass adder B. As a result, the accuracy n, ast {the nuts of the rejection filters 2 will increase, and the narrow-band interference suppression efficiencies will increase, the voltage levels at the outputs of the multi-input adders 8 will be even lower TC, which will lead to a further reduction of the transmission coefficients of the controlled attenuators 9 and more accurate suppression of narrowband interference. This process will continue until the voltage level at the output of the output adders 8 is reduced to a level that onpei makes it possible for narrow-band noise of lower intensity, not included in the number N. The use of the proposed narrow-band noise suppression device makes it possible to produce more accurate Frequency Tuning of frequency-tuned narrowband amplifiers in the presence of phase unbalances in the transmission circuit of comparable phase voltages to the Phase detector and thus further increase the coefficient The suppressor node of the interband noise is 3-5 times. Formula of power generation 1. A device for suppressing narrow-band interference, containing N connected in series rejection blocks, the input of the first and the output of the last rejection block are the input and output of the device, respectively, each notch block notch filter, the input and notch output of which are the input and output of the notch unit, connected in series the first amplifier-limiter, the input of which is connected to the band-pass output of the notch filter, phase, detector and integrator, output the second amplifier-limiter, whose output is connected to another input of the phase detector, all of the rejection blocks, except for the last one, contain a multi-input adder and a notch filter of each successive rejection block of the next notch block gokhodovogo adder katkdogo previous rejection unit, characterized by the fact that, in order to reduce the remnants of narrowband interference at the outlet of the device, in each rejection unit between the band-pass output The vector filter and the input of the second amplifier limiter include a sequentially controlled attenuator, a subtractor and a 9Q phase shifter. Between the inputs of the subtractor, a comparator unit is connected, the output of which is connected to the control input of the controlled attenuator, in all rejection blocks except the last one, the notch output of the notch filter connected to the corresponding input of a multi-input adder, the output of which is connected to another input of the subtractor, and in the last notch block the notch output of the rejection filter. tra is connected to another input subtracted: tel directly. . 2. A device according to claim 1, characterized in that the notch filter is made up of a narrow-band amplifier connected in series with a frequency tunable, whose control input is a control input and the output of a notch filter,. and the adder, the output of which is a notch output of the notch filter, and the connection point of the input of the tunable narrowband amplifier and another input, the adder is the input of the notch filter. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 438126, cl. H 04 B 1/12, 1974. 2. Author's; certificate of the USSR 675382, cl. H 04 B 1/10, 1979 (prototype).

Claims

Claim

1. A device for suppressing narrowband interference, comprising N notch blocks connected in series, the input of the first and the output of the last notch blocks are the input and output of the device, each notch block contains a notch filter, the input and notch output of which are the input and output of the rejection block, connected in series are the first amplifier-limiter, the input of which is connected to the band-pass output of the notch filter, a phase detector and an integrator, the output of which is connected to the control yuschim input of the notch filter, the second amplifier-limiter whose output is soo- ^one of the connections to the other input of the phase detector, all blocks rejection, except the last one, contain multi-input adder, the output bandpass filter rejection notch of each subsequent unit is connected to a corresponding input mho ^ j govhodovogo the adder of each previous notch block, characterized in that, in order to reduce the residual narrow-band interference at the output of the device, in each notch block between the band-pass output of the notch filter and the input of W Each amplifier-limiter includes a sequentially controlled attenuator, a subtractor and a phase shifter at 9Q *, a comparison unit is connected between the inputs of the subtractor, the output of which is connected to the control input of the controlled attenuator, in all notch units except the last, the notch output of the notch filter is connected to the corresponding input of the multi-input adder , the output of which is connected to another input of the subtractor, and in the last block of rejection

The notch output of the notch film. The trader is connected to the other input of the subtractor directly.

2. The device pop. 1, characterized in that the notch filter is made in the form of a narrow-band amplifier connected in series, tunable in frequency, the control input of which is the control input, and the output is the band-output of the notch filter,. and an adder, the output of which is the notch output of the notch filter, and the connection point of the input of the frequency-tunable narrow-band amplifier and another input. the adder is the input of the notch filter.