Устройство подавления помех

Устройство подавления помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (1() (si)s Н 04 В 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г

МЫ »"))ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4786851/09 (22) 26.12.89 (46) 23.Я),.92. Бюл. М 39 (71) Кйеафкий политехнический институт им.

50-летия Великой Октябрьской социалистической революЦии (72) А.А.Яремчук, Н.Е.Тарабан и С.А.Затока (58) Заявка Японии

N. 62- .57132, кл. Н 04 В 1/10, 1987. (54)(57) УСТРОЙСТВО ПОДАВЛЕНИЯ ПОМЕХ, содержащее перестраиваемый по частоте фильтр, соединенные последовательно вычитатель и первый фильтр нижних. частот, выхбд которого является выходом устройства,,е т л и ч а е щ е е с я тем, что, с целью уве)(йчения коэффициента подавления инф:рзнгтзкочастотной непериодической помехи;,а него введены, ключ, вход которого соединен с выходом. перестраиваемого по частоте фильтра, а выход соединен с первым вхощ м вычитателя, первый элемент задержкй,".,Вход которого является входом устройства,- а выход соединен с вторым входом вычи тателя, делитель частоты с переменным "коэффициентом деления, выход которого соединен с входом управления чаетотой настройки перестраиваемого по частоте фильтра, а сигнальный вход является входом тактовых импульсов устройства, соединенные последовательно второй фильтр нижних частот, вход которого соединен с входом устройства. и второй элемент задержки, выход которого соединен с сигИзобретение относится к области электро- и радиоизмерительной техники и может быть использовано в устройствах различного назначения при обработке и выделении сигналов из помех, нальным входом перЕ@Фраиваемого по частоте фильтра, соединенные последовательно обнаружитель инфранизкочастотной непериодической помехи, вход с которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, и третий элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом ключа, соединенные последовательно фильтр верхних частот, вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, компаратор, выход которого соединен с разрешающим входом делителя частоты с переменным коэффициентом деnew)), и счетчик, вход начальной установки которого соединен с выходом обнаружителя инфранизкочастотной непериодической помехи, а выход сигнала "заем" соединен с .входом управления коэффициентом деления, делителя частоты с переменным коэффициентом деления.

2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что обнаружитель инфранизкочастотной непериодической помехи содержит соединенные последовательно третий фильтр нижних частот, вход которого является входом обнаружителя инфранизкочастотной непериодической помехи, амплитудный детектор и элемент сравнения, выход которого является выходом обнаружителя инф ран изкочастотной непериодической помехи, а другой вход соединен с выходом источника опорного напряжения.

Известно устройство подавления гармонической случайной помехи в речевом сигнале, содержащее и каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенного полосового фильтра, детектора, фильтра низких частот и накапливающего

1771071 сумматора, а также ключа. Кроме того, в состав аналога входит блок сравнения. К недостатку аналога следует отнести снижение коэффициента подавления помехи по мере уменьшения ее длительности и большое значение динамической погрешности.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является схема подавления шума, содержащая перестраиваемый по частоте фильтр и соединенный последовательно вычитатель и первый фильтр нижних частот, выход которогб "является, выходом устройства, К недостатку этой схемы следует отнести низкий коэффициент подавления непериодической помехи из-за налияи динамических погрешностей, поскольку не учтено отличие статических и динамических характеристик перестраиваемого по частоте фильтра, что приводит к искажению полезной составляющей сигнала, Целью изобретения является повышение коэффициента подавления инфранизкочастотной непериодической помехи.

Ожидаемый от использования предлагаемого устройства эффект позволяет повысить чувствительность и точность средств электро- и радиоизмеритвльной техники.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены ключ, вход которого соединен с выходом перестраиваемого по частоте фильтра, а выход соединен с первым входом вычитателя, первый элемент задержки, вход которого является входом устройства, а выход соединен с вторым входом вычитателя, делитель частоты с переменным коэффициентом деления, выход которого соединен со входом управления частотой настройки перестраиваемого по частоте фильтра, а сигнальный вход является входом тактовых импульсов устройства, соединенные последовательно второй фильтр нижних частот, вход которого соединен со входом устройства, и второй. элемент. задержки, выход которого соединен с сигнальным входом перестраиваемого по частоте фильтра, соединенные последовательно обнаружитель инфранизкочастотной непериодической помехи, вход которого соединен с выходом второго фильтра нижних частот, и третий элемент задержки, выход которого соединен с управляющим входом ключа, соединенные последовательно фильтр верхних частот, вход которого соединен с выходом второго фильтра низких частот, компаратор, выход которого соединен с разрешающим входом делителя частоты с переменным коэффициентом деления, и счетчик, вход начальной установки которого соединен с выходом об5

15 наружителя инфранизкочастотной непериодической помехи, а выход сигнала переноса соединен с входом управления коэффициентом деления делителя частоты с переменным коэффициентом деления. Кроме того, обнаружитель инфранизкочастотной непериодической помехи содержит соединенные последовательно третий фильтр нижних частот, вход которого является входом обнаружителя инфранизкочастотной непериодической помехи, амплитудный детектор и элемент сравнения, выход которого является выходом обнаружителя инфранизкочастотной непериодической помехи, а другой вход соединен с выходом источника опорного напряжения, На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 — временные диаграммы узлов устройства.

Устройство подавления помехи (фиг.1) содержит последовательно соединенные первый элемент задержки 1, вход которого является входом устройства, вычитатель 2 и первый фильтр нижних частот 3, выход которого является выходом устройства. Кроме того, последовательно соединены второй фильтр нижних частот 4, вход которого подключен ко входу устройства, второй элемент задержки 5, перестраиваемый по частоте фильтр 6 и ключ 7, выход которого соединен с первым входом вычитателя 2. Устройство также содержит последовательно соединенные обнаружитель инфранизкочастотной непериодической помехи 8, вход которого подсоединен к выходу второго фильтра нижних частот 4, и третий элемент задержки 9, выход которого подключен к управляющему входу ключа 7, Вход фильтра верхних частот 10 подключен к выходу второго фильтра нижних частот 4, а выход фильтра верхних частот 10 подсоединен ко входу компаратора 11, выход которого в свою oveредь соединен со счетчиком 12 и разрешающим выходом делителя частоты с

45 переменным коэффициентом деления 13, Выход обнаружителя помехи 8 подключен также ко входу начальной установки счетчика 12. Сигнальный вход делителя частоты с переменным коэффициентом деления 13 яв50 ляется входом тактовых импульсов 14, а выход делителя частоты 13 подключен ко входу управления частотой настройки перестраиваемого.по частоте фильтра 6.

, Обнаружи тель и нфра низкочастотной

55 непериодической помехи 8 содержит соединенные последовательно третий фильтр нижних частот 15, вход которого является входом обнаружителя инфранизкочастотной непериодической помехи 8, амплитудный детектор t6 и элемент сравнния 17, 1771071 второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения 18, а выход является выходом обнаружителя инфраниэкочастотной непериодической помехи 8.

Работа устройства состоит в следующем.

На вход устройства воздействуют следующие составляющие сигнала: высокочастотная полезная составляющая Овч, высокочастотный шум Ош, инфранизкочастотная периодическая полезная составляющая Ончп и инфранизкочастотная непериодическая помеха 0нчн. Спектр высокочастотного шума Ош не перекрывается со спектром высокочастотной полезной составляющей Овч, а спектры инфранизкочастотной периодической составляющей

Ончп и непериодической помехи Ончн перекрываются. На выхоге устройства должны быть подавлены инфранизкочастотная непериодическая помеха Ончн и высокочастотный шум Ош. Подавление инфранизкочастотной непериодической помехи производится путем выделения ее из других сОставляющих сигнала и вычитания из входного сигнала с помощью вычитателя 2. Выделение суммы Mнфранизкочастотныx периодической составляющей и непериодической помехи производится с помощью второго фильтра нижних частот 4. Выделение непериодической помехи Ончн из суммарно го "и r.í ал а Ончп+Ончн осуществляется путем подачи суммарного сигнала на перестраиваемый по частоте фильтр 6, который настраивается на подавление периодической составляюшей Ончп, В автоматически перестраиваемом по частоте фильтре 6 производится дискретизация входного сигнала тактовой частотой, подаваемой на его вход управления частотой настройки, и суммирование продискретиэированных значений за период инфранизкочастотной периодической составляющей Ончп, т.е, в перестраиваемом по частоте фильтре 6 осуществляется сколь-. зящее интегрирование его входного сигнала за время, равное периоду инфранизкочастотной периодической составляющей Ончп, что осуществляет подавление этой составляющей. При изменении периода составляющей Он;и время интегрирования должно оставаться равным периоду этой составляющей, что осуществляется подстройкой тактовой частоты, подаваемой на вход управления частотой настройки фильтра 6. Следовательно, при любом периоде составляющей Ончп должно выполняться условие: 4= К f>, где fT — тактовая частота на входе управления частотой настройки фильтра 6, fn — частота периодической составляющей Ончп, К вЂ” постоянный коэффициент, определяемый техническими характеристиками перестраиваемого по частоте фильтра 6. Формирование тактовой частоты

5 f из тактовых импульсов 14 осуществляется делителем частоты с переменным коэффициентом деления 13, На выходе второго фильтра нижних частот 4 присутствуют инфранизкочастотные

10 периодическая составляющая Ончп и непериодическая помеха Ончн (фиг.2). Как правило, уровень помехи Ончн, показанный пунктиром на фиг.2а, превышает уровень полезной периодической составляющей

15 Ончп, Сигнал с выхода второго фильтра нижних частот 4 поступает одновременно на входы третьего фильтра нижних частот

15, входящего в обнаружитель инфранизкочастотной непериодической помехи. 8, и

20 фильтра верхних частот 10. Выходной сигнал третьего фильтра нижних частот 15 детектируется блоком 16., после чего продетектированный сигнал сравнивается с источником опорного напряжения 18 с по25 мощью схемы сравнения 17. Опорное напряжение подобрано таким образом, что срабатывание схемы сравнения 17 и, соответственно, появление сигнала на выходе обнаружителя инфранизкочастотной непе30 риодической помехи 8, происходит при появлении и нфраниэкочастотной непериодической помехи на входе третьего фильтра нижних частот 15.

На выходе фильтра верхних частот 10

35 должна выделяться инфраниэкочастотная периодическая полезная составляющая

Ончп, но так как спектры сигналов Ончп и

0нчн перекрываются, то при появлении не;

l периодической помехи Ончн ее часть Ончн

40 (фиг.2б) пройдет на выход фильтра верхних частот 10. Выходной сигнал фильтра верхних частот 10 поступает на вход компаратора 11, При положительном сигнале на его входе компаратор 11 срабатывает, при отри45 цательном возвращается в исходное состояние. Для подстройки частоты f на выходе компаратора 11 необходимо получить сигнал, пропорциональный периоду инфранизкочастотной периодической составляющей

50 Ончп, однако просачивание непериодической помехи Ончн (см. фиг.2б) до момента времени т окончания переходного процесса не позволяет получить требуемый сигнал без существенных искажений. Для блокировки подстройки частоты fT во время переходного процесса служит счетчик 12.

Счетчик 12 является вычитающим счетчиком и имеет предустановку, равную априорно известному числу периодов периодической составляющей Ончп, после достижения ко1771071 торых переходной период на выходе фильтра верхних частот 10 закончится. Работа счетчика разрешается передним фронтом сигнала w входу начальной установки, поступающего с обнаружителя инфранизкочастотной непериодической помехи 8. После окончания счета сигнал переноса счетчика

12 подается на вход делителя частоты с переменным коэффициентом деления 13, после чего на выходе этого делителя при срабатывании компаратора 11 формируется тактовая частота f> управления частотой настройки фильтра 6. Формирование f осуществляется с помощью входящих в состав делителя частоты с переменным коэффициентом деления 13 счетчика периода инфран изкоча стотной периоди час кой составляющей и программируемого делителя частоты, Элементы задержки 1, 6 и 9 идентичны и обеспечивают запаздывание сигналов в устройстве в связи с необходимостью подстройки fT с задержкой после окончания переходного процесса на выходе фильтра верхних частот 10. Ключ 7 открывается с

Б задержкой в элементе 9 только при условии срабатывания элемента сравнения 17 обнаружителя инфранизкочастотно непериодической помехи 8, что обеспечивает подачу выделенной инфранизкочастотной непери10 одической помехи 0нчн с выхода перестраиваемого по частоте фильтра 6 на первый вход вычитателя 2, Поскольку перестраиваемый по частоте фильтр 5 выполнен на основе скользящего интегратора, то он имеет

16 идентичные статические и динамические характеристики.

Подавление высокочастотного шума Ощ осуществляется с помощью первого фильт20 ра нижних частот 3.

1771071

Фиг. 2

Составитель А.Яремчук

Техред M.MîðãeHTàë

Корректор М.Петрова .ч

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3748 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5