Устройство защиты от интермодуляционных помех

Устройство защиты от интермодуляционных помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

1 (21) 4923828/09 (22) 01.04.91 (46) 30.10.93 Бюл. Йя 39-40 (71) Воронежский научно-исследовательский институт связи (72) Сошников 3.Н.; Чикризов АВ. (73) Воронежский научно-исотеровательский институт связи (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ИНТЕРМОДУ(В) RU (11) 2002368 Cl (51) 5 Н04В1 10

ЛЯЦИОННЫХ ПОМЕХ (57) Использование: радиотехника, радиоприемные устройства различного назначения. Сущность изобретения: в устройстве защиты от интермодулированных помех достигается повышение помехозащищенности без использования входного аттенюатора и автоматической настройки перестраиваемых режекторных фильтров на интермодуляционные составляющие помех 2 ил.

2002368

Изобретениеотносится к радиотехнике последовательно соединенные первый и и может использоваться для защиты от ин- второй перестраиваемые по частоте режектермодуляционных помех радиоприемных торные фильтры, включенные между выхоустройств различного назначения. дом преселектора и входом

Известно устройство защиты от интер- 5 преобразователя частоты, последовательно модуляционных помех, содержащее атте- соединенные генератор прямоугольныхимнюатор, избирательные цепи, детекторы и пульсов, первый ключ, двоичный счетчик, преобразователь частоты, цифроаналоговый преобразователь и переОднако данное устройство обладает не- ключатель, первый выход которого подклюдостаточной помехозащищенностью, обус- 10 чен к управляющему входу первого ловленной тем, что при обнаружении перестраиваемого по частоте режекторного интермодуляционной помехи уменьшается фильтра, последовательно соединенные коэффициент передачи тракта не только по первый вентиль, первый инвертор, первый отношению к помехе, но и к полезному сиг- элемент ИЛИ, первый пороговый элемент, налу, элемент дифференцирования, второй ключ

Наиболее близким по технической сущ- и второй элемент ИЛИ, второй вход котороности к предлагаемому является устройство го является установочным входом устройстдля защиты от интермодуляционных помех, ва, последовательно соединенные второй содержащее амплитудный детектор, вычи- вентиль, выход которого подключен к второтатель, первый нелинейный элемент, пер- 20 му входу элемента ИЛИ, второй пороговый вый полосовой фильтр, элемент управления элемент и RS-триггер, выход которого податтенюатором, последовательно соединен- ключен к управляющему входу переключаные входной управляемый аттенюатор, уп- теля, последовательно соединенные второй равляющий вход которого соединен с инвертор и сумматор, включенные между выходом элемента управления аттенюато- 25 вторым выходом переключателя и управляром, преселектор и преобразователь часто- ющим входом второго перестраиваемого по ты, выход которого является выходом частоте режекторного фильтра, источник устройства, последовательно соединенные постоянного напряжения, подключенный к второй нелинейный элемент и второй поло- второму входу сумматора, последовательно совой фильтр, З0 соединенные режекторный фильтр, вход коОднако в данном устройстве при обна- торого подключен к выходу преобразоватеружении помехи происходит уменьшение ля частоты, и фильтр верхних частот, выход коэффициента передачитрактакак попоме- которого подключен к входу первого нелихе, так и по полезному сигналу, что приводит нейного элемента, первый амплитудный дек недостаточной помехозащищенности; Э5 тектор, включенный между выходом

Для решения задач электромагнитной первого полосового фильтра и первым вхосовместимости радиоэлектронных средств, дом вычитателя, фильтр нижних частот, т.е, борьбы с непреднамеренными помеха- включенный между выходом режекторного ми, необходимо соблюдать требования мно- фильтра и входом второго нелинейного элегих нормативно-техническихдокументов по 40 мента, и второй амплитудный детектор, обеспечению параметров электромагнит- включенный между выходом второго полоной совместимости радиоэлектронных сового фильтра и вторым входом вычитатесредств, Однако при высокой насыщенно- ля, при этом выход управляющего элемента сти радиоэлектронных средств защита от подключен к управляющему входу пресеинтермодуляционных помех сильно услож- 45 лектора, выполненного перестраиваемым няется, что вызывает необходимость в раз- AQ частоте, входы первого и второго вентиработке специальных устройств для борьбы лей подключены к выходу вычитателя, упс интермодуляционными помехами, равляющие входы первого и второго ключей

Целью изобретения является повыше- подключены соответственно к выходу перние помехозащищенности. 50 вого порогового элемента и первого инверПоставленная цель достигается тем, что тора, а выход второго элемента ИЛИ в устройство для защиты от интермодуляци- . подключен к входу сброса двоичного счетчионных помех, содержащее преселектор, ка и R-входу RS-триггера, . преобразователь частоты, последовательно На фиг. 1 представлена структурная схесоединенные первый полосовой фильтр и 55 ма устройства; на фиг, 2 — эпюры напряжепервый нелинейный элемент, последова- ний, поясняющие его работу, тельно соединенные второй полосовой Устройство защиты от интермодуляцифильтривторойнелинейныйэлемент,атак- онных помех содержит режекторный же последовательно соединенные вычита- фильтр 1, настроенный на промежуточную тель и управляющий элемент, введены частоту радиоприемника, фильтр 2 верхних

2002368

45

55 частот с частотой среза, равной верхней границе полосы пропускания преселектора. первый и второй нелинейные элементы 3.1 и 3.2, первый и второй полосовые фильтры

4,1 и 4.2, настроенные на промежуточную частоту, первый и второй амплитудные детекторы 5.1 и 5.2, выполненные, например, на противоположно включенных диодах, преселектор 6, преобразователь 7 частоты, фильтр 8 нижних частот с частотой среза, равной нижней границе полосы пропускания преселектора, вычислитель 9, первый и второй вентили 10,1 и 10.2, выполненные, например, на диодах, элемент 11 управления частотой настройки, выполненный, например, в виде варикапа с усилителем постоянного тока, первый и второй инверторы 12,1 и 12.2, первый и второй элементы

ИЛИ 13.1 и 13.2, первый и второй пороговые элементы 14.1 и 14.2, выполненные, например, в виде триггеров Шмитта, блок 15 дифференцирования, выполненный, например, в виде дифференцирующей цепи, первый и второй ключи 16.1 и 16.2, выполненные, например, на тиристорах, генератор 17 прямоугольных импульсов, двоичный счетчик 13, выполненный, например, на микросхеме типа К155ИЕ5, цифроаналоговый преобразователь 19, выполненный, например, на микросхеме типа К572ПА2, управляемый переключатель 20, выполненный, например, в виде высокочастотного реле, первый и второй управляемые режекторные фильтры 21.1 и 21.2, например, ЖИГ-фильтры, источник 22 напряжения, сумматор 23, выполненный, например, на резисторах, RS-триггер 24.

При этом последовательно соединены преобразователь 7 частоты, выход которого является выходом устройства, режекторный фильтр 1, фильтр 2 верхних частот, первый нелинейный элемент 3.1, первый полосовой фильтр 4.1, первый амплитудный детектор

5.1, вычитатель 9, элемент 11 управления частотой настройки и преселектор 6. вход которого является входом устройства, последовательно соединены фильтр 8 нижних частот, вход которого подключен к выходу режекторного фильтра 1, второй нелинейный элемент 3.2, второй полосовой фильтр

4.2 и второй амплитудный детектор 5.2, выход которого соединен с вторым входом вычитателя 9, последовательно соединены первый вентиль 10,1, вход которого подключен к выходу вычитателя 9, первый инвертор

12.1, первый элемент ИЛИ 13.1, первый пороговый элемент 14.1, блок 15 дифференцирования, первый электронный ключ 16.1, управляющий вход которого соединен с выходом первого инвертора, второй элемент

ИЛИ 13, 2, первый пороговый элемент 14.1. двоичный счетчик 18, цифроаналоговый преобразователь 19, переключатель 20 и первый перестраиваемый режекторный фильтр 21.1, выход которого соединен с входом преобразователя 7 частоты.

Последовательно соединены генератор

17 прямоугольных импульсов и второй ключ

16,2, управляющий вход которого подключен к выходу первого порогового элемента

14.1, а выход соединен со счетным входом двоичного счетчика 18, последовательно соединены второй вентиль 10,2, вход которого подключен к выходу вычитателя 9, а выход также соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 13,1, второй пороговый элемент 14.2 и RS-триггер 24, выход которого подключен к управляющему входу переключателя 20, последовательно соединены второй инвертор 12.2, вход которого подключен к второму выходу переключателя 20, сумматор 23, второй вход которого соединен с выходом источника 22 напряжения, и второй перестраиваемый режекторный фильтр

21.2. информационный вход которого подключен к выходу преселектора 6, а выход соединен с информационным входом первого перестраиваемого режекторного фильтра 21,1, второй вход второго элемента ИЛИ

13.2 является установочным входом устройства, а R-вход RS-триггера 24 соединен с выходом второго элемента ИЛИ 13.2.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени через второй элемент ИЛИ 13.2 двоичный счетчик 18 и RS-триггер 24 переводятся в начальное состояние. При этом на выходе цифроаналогового преобразователя 19 напряжение U> (см. фиг. 2,а) и на прямом выходе RS-триггера 24 напряжение Uz (cv. фиг. 2,б) становятся равными нулю, а первый и второй перестраиваемые режекторные фильтры

21.1 и 21.2 перестраиваются за пределы нижней и верхней границ полосы пропускания преселектора 6 соответственно.

Предполагается, что на вход устройства поступают полезный сигнал U< частотой fp u две помехи Unl и Un2 частотами fl и f2 соответственно. При прохождении помех U<> и

Un2 через преселектор 6 и равенстве суммы

11+ fg или разности fi — fg частот этих помех частоте полезного сигнала fo на выходе преобразователя 7 частот формируется интермодуляционная помеха на промежуточной частоте fnv и образуются помехи Uri1 и 0пг, частоты которых находятся либо выше, либо ниже промежуточной частоты 1«в зависимости от частот ff и <2 помех Un1 и Un2. С выхода преобразователя 7 частот сформи2002368

55 рованные сигналы Un1 и Un2 подаются на вход режекторного фильтра 1, настроенного на промежуточную частоту Ь«. Сигнал с промежуточной частотой fn< режекторным фильтром 1 подавляется, а сформированные преобразователем 7 частот сигналы

Un1 И0п2 ПОСтуПаЮт На ВХОДЫ фИЛЬтрОВ

1 1 верхних и нижних частот 2 и 8 соответственно.

ЕСЛИ ЧаСтОтЫ СИГНаЛОВ Un1 И Un2 НаХО1 1 дятся выше промежуточной частоты fn<, то на выходе первого нелинейного элемента

3,1 вырабатывается сигнал промежуточной частоты f«, который через первый полосовой фильтр 4.1 подается на вход первого амплитудного детектора 5,1, нелинейный элемент которого включен в прямом направлении прохождения тока, образуется положительное напряжение 0з(см, фиг, 2,в), которое поступает на первый вход вычитателя 9. На выходе вычитателя 9 также формируется положительное напряжение 0з, которое поступает на вход элемента 11 управления частотой настройки преселектора

6 и входы первого и второго вентилей 10.1 и

10,2. Частота настройки преселектора 6 изменяется и правый склон его амплитудночастотной характеристики смещается влево от начального положения, что приводит к подавлению интермодуляционных составляющих помехового сигнала, Одновременно с выхода вычитателя 9 напряжение Оз через второй вентиль 10.2 и первый элемент ИЛИ 13.1 поступает на вход первого 1орогового элемента 14.1, а через второй вентиль 10,2 — на вход второго порогового элемента 14.2. Первый и второй пороговые элементы 14,1 и 14.2 срабатывают и на их выходах формируются напряжения логических "1" 04 и 0ь (см. фиг, 2,г,д), которые поступают на управляющий вход первого ключа 16,1, блок 15 дифференцирования и S-вход RS-триггера 24 соответственно, Первый электронный ключ 16.1 открывается и выход генератора 17 прямоугольных импульсов к счетному входу двоичного счетчика 18 подключается, RS-триггер 24 переводится в положение логической "1" и нормально разомкнутые контакты переключателя 20 замыкаются, осуществляя подключение выхода цифроаналогового преобразователя 19 к входу второго инвертора 21.2, а фронт напряжения 04 (см. фиг.

2,г) блоком 15 дифференцирования дифференцируется. На выходе блока 15 вырабатывается положительный импульс 01о (фиг, 2,к), который поступает на информационный вход закрытого второго ключа 16.2.

Если смещение амплитудно-частотной характеристики преселектора 6 осуществляет достаточное подавление интермодуляЦИОННЫХ СОСтаВЛяЮщИХ Un1 И 0п2, ТО Нд ВЫходе амплитудного детектора 5.1 напряжение 0з (см. фиг. 2,в) значительно падает и первый и второй пороговые элементы 14.1 и 14.2 возвращаются в положение логического "0", нормально разомкнутые контакты переключателя 20 размыкаются, ключ 16.1 закрывается и выход генератора 17 прямоугольных импульсов от счетного входа двоичного счетчика 18 отключается.

В случае недостаточного подавления интермодуляционных составляющих Un1 и

Un2 за счет смещения амплитудно-частотной характеристики преселектора 6, напряжение 0з на выходе первого амплитудного детектора 5.1 изменяется незначительно, состояния первого и второго пороговых элементов 14.1 и 14.2 не изменяется, нормально разомкнутые контакты переключателя 20 остаются в замкнутом состоянии, а первый ключ 16,1 не закрывается, При этом на разрядных выходах двоичного счетчика 18 в двоичном коде текущее числовое значение поступающих на его счетный вход прямоугольных импульсов генератора 17 плавно увеличивается, что вызывает и плавный рост напряжения 01(см. фиг. 2,а) на выходе цифроаналогового преобразователя 19 и входе второго инвертора 12,2 соответственно. На выходе второго инвертора 12,2 формируется отрицательное напряжение 0т (см. фиг.

2,ж), которое поступает на первый вход сумматора 23, на второй вход которого подается положительное напряжение 0в (см, фиг, 2,з) с выхода источника 22 напряжения. На выходе сумматора 23 вырабатывается напряжение Ug (см, фиг. 2,и), которое, поступая на управляющий вход второго перестраиваемого режекторного фильтра

21,2, осуществляет его перестройку от начального положения до частоты ближайшей интермодуляционной составляющей помехового сигнала.

При совпадении частоты второго перестраиваемого режекторного фильтра 21.2 с частотой интермодуляционной составляющей помехового сигнала уровень его значительно снижается и напряжение 0з на выходе первого амплитудного детектора 5.1 также значительно уменьшается. Напряжения 04 и Us (см, фиг, 2,г,д) первого и второго пороговых элементов 14.1 и 14,2 становятся равными логическому "0", первый электронный ключ 16.1 закрывается, рост напряжения 01 (см, фиг, 2,а) прекращается, а

RS-триггер 24 остается в положении логической "1", сохраняя неизменным положение контактов переключателя 20 и частоту на10

2002368

55 стройки второго перестраиваемого режекторного фильтра 21,2, При расположении частот помеховых

СИГНаЛОВ Un1 И Un2 НИЖЕ ПрОМЕжутОЧНОй

1 1 частоты 1пч на выходе второго нелинейного элемента 3,2 также вырабатывается сигнал промежуточной частоты, который через второй полосовой фильтр 4.2 подается на вход второго амплитудного детектора 5.2. На выходе второго амплитудного детектора 5.2, нелинейный элемент которого включен в обратном направлении прохождения тока, формируется напряжение U1o(cM, фиг, 2,к), которое подается на второй вход вычитателя 9. На выходе вычитателя 9 образуется отрицательное напряжение, которое поступает на входы первого и второго вентилей

10.1 и 10,2 и элемента 11 управления частотой настройки преселектора 6. Частота настройки преселектора 6 изменяется и левый склон его амплитудно-частотной характеристики смещается вправо, что приводит к подавлению интермодуляционных составляющих помехового сигнала.

Одновременно с выхода вычитателя 9 отрицательное напряжение U1o через первый вентиль 10.1 поступает на вход первого инвертора 12,1. На выходе первого инверто- . ра 21,1 формируется положительное напряжение U11(см. фиг. 2,л), которое поступает на управляющий вход второго ключа 16.2 непосредственно, а на вход первого порогового элемента 14.1 — через первый элемент

ИЛИ 13.1. Второй ключ 16.2 открывается, а первый пороговый элемент 14.1 срабатывает и на его выходе образуется напряжение логической "1" 04 (см. фиг. 2,г), которое поступает на управляющий вход первого ключа 16.1 и вход блока 15дифференцирования, Фронт импульса U4 блоком 15 дифференцирования дифференцируется и в виде второго положительного импульса Ug(см, фиг. 2,е) подается на информационный вход второго ключа 16.2, а первый ключ 16.1 открывается и подключает выход генератора 17 прямоугольных импульсов к счетному входу двоичного счетчика 18, а с выхода второго ключа

16.2 второй положительный импульс Us через второй элемент ИЛИ 13,2 поступает на установочный вход двоичного счетчика 18 и

R-вход RS-триггера 24. Двоичный счетчик 18 устанавливается в начальное состояние, RSтриггер 24 переводится в положение логиФормула изобретения

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ. ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ ПОМЕХ, содержащее преселектор, преобразователь частоты, последовательно соединенные первые полоческого "0". Нормально замкнутые контакты управляемого переключателя 20 замыкаются и выход цифроаналогового преобразователя 19 подключается к управляющему входу первого перестраиваемого фильтра

21.1. При этом на разрядных выходах двоичного счетчика 18 в двоичном коде числовое значение поступающих на его счетный вход прямоугольных импульсов генератора 17 плавно увеличивается, что на выходе цифроаналогового преобразователя 19 и управляющем входе первого перестраиваемого фильтра 21.1 опять вызывает плавный рост напряжения U1, которое осуществляет перестройку первого режекторного фильтра 21,1 до частоты ближайшей интермодуляционной составляющей, расположенной ниже частоты основного канала приема, При совпадении частоты первого режекторного фильтра 21.1 с частотой интермодуляционной составляющей помехового сигнала уровень ее значительно снижается и напряжение U1o (см, фиг. 2,к) на выходе второго амплитудного детектора 5.2 также уменьшается значительно. Напряжения 04 и Us(фиг. 2,г,д) первого и второго пороговых элементов 14,1 и 14,2 становятся равными логическому "0", первый ключ 16.1 закрывается, рост напряжение U1 прекращается, а

RS-триггер 24 остается в состоянии логического "0", сохраняя неизменным положение контактов переключателя 20 и частоту настройки первого перестраиваемого ре>кекторного фильтра 21.1 соответственно.

В случае появления на входе преселектора других интермодуляционных составляющих помехи процесс защиты от этой помехи повторяется.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить помехозащищенность радиоприемных устройств различного назначения при сохранении заданного соотношения сигнал/помеха за счет исключения входного управляемого аттенюатора и автоматической настройки перестраиваемых режекторных фильтров на интермодуляционные составляющие помех, обеспечивающих дополнительное подавление интермодуляционных составляющих помехи примерно на 60 дБ, (56) Авторское свидетельство СССР

N 992266777722,, к iл1, Н 04 В 1/10, совой фильтр и нелинейный элемент, последовательно соединенные вторые полосовой фильтр и нелинейный элемент, а также последовательно соединенные вычитатель и управляющий элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения

?002368

12 помехозащищенности, в него введены последовательно соединенные первый и второй перестраиваемые по частоте режекторные фильтры, включенные между выходом преселектора и входом преобразователя частоты, последовательно соединенные генератор прямоугольных импульсов, первый ключ, двоичный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и переключатель, первый выход которого подключен к управляющему входу первого перестраиваемого по частоте режекторного фильтра, последовательно соединенные первый вентиль, первый инвертор, первый элемент ИЛИ, первый пороговый элемент, элемент дифференцирования, второй ключ и второй элемент ИЛИ, второй вход которого является установочным входом устройства, последовательно соединенные второй вентиль, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ. второй пороговый элемент и RS-триггер, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, последовательно соединенные второй инвертор и сумматор, включенные между вторым выходом переключателя и управляющим входом второго перестраиваемого по частоте режекторного фильтра, источник постоянного напряжения, подключенный к второму входу

5 сумматора, последовательно соединенные режекторный фильтр, вход которого под- ключен к выходу преобразования частоты, и фильтр верхних частот, выход которого подключен к входу первого нелинейного

® элемента, первый амплитудный детектор, включенный. между выходом первого полосового фильтра и первым входом вычитателя, фильтр нижних частот, включенный

1 между выходом режекторного фильтра и входом второго нелинейного элемента, и второй амплитудный детектор, включенный между выходом второго полосового фильтра и вторым входом вычитателя, при этом выход управляющего элемента подр, ключен к управляющему входу преселектора, выполненного перестраиваем ым по частоте, входы первого и второго вентилей подключены к выходу вычитателя, управляющие входы первого и второго ключей подключены соответственно к выходу первого порогового элемента и первого инвертора, а выход второго элемента ИЛИ подключен к входу сброса двоичного счетчика и R-входу RS-триггера.

2002368 б) г) и, и,.

Флг. 2

Составитель Э.Сошников

Техред М.Моргентал . Корректор H.Кешеля

Редактор А.Бер

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3177

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