Устройство для приема сигналов кода морзе

Устройство для приема сигналов кода морзе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к телеграфии и может использоваться для автоматического приема и определения элементов кода Морзе.

Известно устройство автоматического определения элементов кода Морзе при ручном телеграфировании, содержащее преобразователь временной интервал-код, выход которого соединен со входом блока памяти и вычислительный блок, выход которого соединен со входом анализатора сигнала [1].

Недостатком описанного аналога является отсутствие защиты от внешних помех. Интенсивный шум или гармоническая помеха, приходящие на вход устройства будут определяться как элементы кода Морзе, что значительно снизит достоверность определения элементов кода Морзе.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для приема сигналов кода Морзе, содержащее первый блок памяти, второй блок памяти, вход которого соединен со входом первого вычислительного блока, третий блок памяти, вход которого соединен с выходом преобразователя временной интервал-код, второй вычислительный блок, анализатор сигнала [2].

Недостатком прототипа является невозможность борьбы с мешающими сигналами и отсутствие подстройки к частоте несущего колебания, которое может изменяться в широких пределах. Все это снижает достоверность определения элементов кода Морзе.

Технический результат изобретения заключается в повышении вероятности определения элементов кода Морзе при высоком уровне внешних помех.

Поставленная техническая задача решена изобретением. Предлагаемое устройство для приема сигналов кода Морзе содержит первый блок памяти, второй блок памяти, вход которого соединен со входом первого вычислительного блока, третий блок памяти, вход которого соединен с выходом преобразователя временной интервал - код, второй вычислительный блок, анализатор сигнала. В отличие от прототипа устройство для приема сигналов кода Морзе дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выводами для подключения канала связи, а выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока быстрого преобразования Фурье и через первый блок памяти, перестраиваемый цифровой полосовой фильтр, амплитудный детектор со входом второго блока памяти, управляющий вход перестраиваемого цифрового полосового фильтра соединен с первым управляющим выходом блока быстрого преобразования Фурье, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом первого вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом вычитающего устройства, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а выход вычитающего устройства соединен со входом преобразователя временной интервал-код, выход которого соединен со входом второго вычислительного блока, выход которого соединен со вторым входом анализатора сигнала, первый вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, а выход анализатора сигнала соединен с выводом для снятия распознанных элементов кода Морзе.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг.1 - функциональная схема устройства для приема сигналов кода Морзе; на фиг.2 - эпюра напряжения на выходе вычитающего устройства; на фиг.3 - эпюры напряжений с выхода третьего блока памяти (кривая 1) и второго вычислительного блока (кривая 2).

Устройство для приема сигналов кода Морзе (фиг.1) содержит аналого-цифровой преобразователь 1, вход которого соединен с выводами для подключения канала связи 2, а выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока быстрого преобразования Фурье 3 и через первый блок памяти 4, перестраиваемый цифровой полосовой фильтр 5, амплитудный детектор 6 со входом второго блока памяти 7 и со входом первого вычислительного блока 8, управляющий вход перестраиваемого цифрового полосового фильтра соединен с первым управляющим выходом блока быстрого преобразования Фурье, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом первого вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом вычитающего устройства 9, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а выход вычитающего устройства соединен со входом преобразователя временной интервал - код 10, выход которого соединен со входом третьего блока памяти 11 и со входом второго вычислительного блока 12, выход которого соединен со вторым входом анализатора сигнала 13, первый вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, а выход анализатора сигнала соединен с выводом для снятия распознанных элементов кода Морзе 14.

Устройство для приема сигналов кода Морзе работает следующим образом: аналоговый сигнал из канала связи, через выводы для подключения канала связи 2 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 1, с выхода которого на блок быстрого преобразования Фурье 3 и первый блок памяти 4 поступает цифровой сигнал. Первый блок памяти 4 работает в режиме сдвигового регистра. Таким образом, сигнал на его выходе появится через некоторое время Т, соответствующее приему N байт с выхода аналого-цифрового преобразователя 1. В момент времени T блок быстрого преобразования Фурье 3 выполнит спектральный анализ цифрового сигнала и передаст в перестраиваемый цифровой полосовой фильтр 5 значение частоты, имеющей наибольший уровень. Перестраиваемый цифровой полосовой фильтр 5 изменяет свою центральную частоту. Полоса пропускания сохраняется неизменной и равной 1/t1 (t1 - минимально возможная длительность символа "точка"). Сигнал с перестраиваемого цифрового полосового фильтра 5 поступает на амплитудный детектор 6, с выхода которого снимается видеосигнал, который поступает на первый вычислительный блок 8 и второй блок памяти 7, который работает в режиме сдвигового регистра (сигнал на его выходе появится через время 7). Первый вычислительный блок 8 вычисляет среднее значение N байт, которые поступили на его вход за интервал времени Т. Разграничение одной группы N байт от другой группы N байт обеспечивается сигналом стробирования, который подается со второго управляющего выхода блока быстрого преобразования Фурье 3 на управляющий вход первого вычислительного блока 8 (сигналы на первом и втором управляющем выходе блока быстрого преобразования Фурье 3 появляются одновременно). Далее задержанный видеосигнал и его среднее значение поступают на вычитающее устройство 9. Сигнал с выхода которого содержит знакопостоянные отсчеты (на фиг.2 сплошной линией показана их огибающая), данный сигнал поступает на преобразователь временной интервал-код 10, который суммирует значения отсчетов одного знака, тем самым, формируя один суммарный отсчет. Число суммарных отсчетов равняется числу участков сигнала одного знака на выходе вычитающего устройства 9. Сигнал с выхода преобразователя временной интервал-код 10 поступает на второй вычислительный блок 12 и третий блок памяти 11, который работает в режиме сдвигового регистра. Сигнал на его выходе появится с задержкой на 20 суммарных отсчетов. Такая задержка позволит второму вычислительному блоку 12 сформировать надежную оценку Р среднего значения суммарных отсчетов, соответствующих символу "точка". Сигналы с выхода второго вычислительного блока 12 и выхода третьего блока памяти 11 (фиг.3) поступают на анализатор сигнала 13, который принимает решение о принятом элементе кода U с выхода третьего блока памяти 11 по следующим правилам.

1. Если U≥0,25·P, то это символ "точка" (U0=1 В).

2. Если 3·P-U≥U-P, то это символ "тире" (U0=2 В).

3. Если -3·P-U≥U+P, то это пауза между буквами (U0=3 В).

4. Если -5·P-U≥U+3·P, то это пауза между словами (U0=4 В).

На выводе для снятия распознанных элементов кода Морзе 14 появляется напряжение U0 в соответствии с выполнением одного из правил 1-4.

Обеспечение возможности повышения вероятности определения элементов кода Морзе при высоком уровне внешних помех стало возможным благодаря тому, что применены перестраиваемый цифровой полосовой фильтр и блок быстрого преобразования Фурье, которые позволяют обнаружить радиосигнал и значительно повысить отношение сигнал/шум у сигнала, подаваемого на амплитудный детектор.

Заявляемое изобретение представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как позволит повысить вероятность определения элементов кода Морзе при высоком уровне внешних помех.

Заявляемое решение не оказывает отрицательного воздействия на состояние окружающей среды. Заявляемое устройство может быть реализовано на базе выпускаемых промышленностью радиоэлектронных элементов. Например, могут использоваться: аналого-цифровой преобразователь фирмы Analog Devices - AD7795, блок быстрого преобразования Фурье - микросхема СБПФ фирмы ОАО "ОТИК", блоки памяти - наборы сдвиговых регистров, перестраиваемый цифровой полосовой фильтр реализуется на базе сигнального процессора фирмы Analog Devices ADSP2181KS, первый и второй вычислительные блоки, преобразователь временной интервал - код, анализатор сигнала могут быть реализованы на базе микропроцессора АТМеgа128 фирмы Atmel.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №508955, кл. H04L 15/24. Устройство автоматического определения элементов кода Морзе при ручном телеграфировании.

2. Авторское свидетельство СССР №843281, кл. H04L 15/24. Устройство для приема сигналов кода Морзе.

Устройство для приема сигналов кода Морзе, содержащее первый блок памяти, второй блок памяти, вход которого соединен со входом первого вычислительного блока, третий блок памяти, вход которого соединен с выходом преобразователя временной интервал - код, второй вычислительный блок, анализатор сигнала, отличающееся тем, что устройство для приема сигналов кода Морзе дополнительно содержит аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с выходами для подключения канала связи, а выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока быстрого преобразования Фурье и через первый блок памяти, перестраиваемый цифровой полосовой фильтр, амплитудный детектор со входом второго блока памяти, управляющий вход перестраиваемого цифрового полосового фильтра соединен с первым управляющим выходом блока быстрого преобразования Фурье, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом первого вычислительного блока, выход которого соединен с первым входом вычитающего устройства, второй вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а выход вычитающего устройства соединен со входом преобразователя временной интервал - код, выход которого соединен со входом второго вычислительного блока, выход которого соединен со вторым входом анализатора сигнала, первый вход которого соединен с выходом третьего блока памяти, а выход анализатора сигнала соединен с выводом для снятия распознанных элементов кода Морзе.