Устройство для подавления узкополосных помех

Устройство для подавления узкополосных помех

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()987821

S Ъ

„;,б=.-.:-.-.

C (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (И)М.Кл з (22) Заявлено 12.02. 81 (21) 3249431/18,-09

Н 04 В 1/10 с присоединением заявки М—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621.396, .669(088 ° 8) Опубликовано 0701.83, Бюллетень Мо 1

Дата опубликования описания 07.01,83

Ю.А. Мальков, A.К. Филатов, Б.С. Данченко и 1 .И. Лыков т т

Р: ю " / (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ УЗКОПОЛОСНЫХ ПОМЕХ

Изобретение относится к радиотехнике н может быть использовано в,, составе радиотехнических устройств различного назначения прн приеме импульсных сигналов в условиях воздействия узкополосных помех.

Известно устройство подавления узкополосных помех, содержащее резонансный усилитель, выходной сумматор, фаэовое звено второго порядка, первый усилитель ограничитель, фазовый детектор, первый интегратор, сумматор, второй интегратор, Фазовый детектор, второй усилитель, ограничитель, фаэовращатель на 90о и третий усилйтель-ограничитель (11.

Однако данное устройство обладает недостаточнот. помехозащищенностью, .обусловленной его критичностью к разбалансу фаэ сравниваемых на фазовоМ детекторе напряжений, что приводит к наличию неподавленного остатка узкополосной помехи на его выходе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является усТройство подавления узкополосных. помех, содержащее N соединенных последовательно блоков режекции, вход первого и выход последнего бЛоков режекции является соответственно входом и выходом устройства, каждый блок режекции содержит режекторный фильтр, вход и режекторный выход которого являются соответственно вхо,дом 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 управляющим входом режекторного

Фильтра,- второй усилитель-ограничит.. ль, выход которого соединен с другим входом фазового детектора, т5 все блоки режекции, кроме последнего, содержат многовходовой сумматор, полосовой выход режекторного фильтра каждого последукщего блока режекции соединен с соответствующим входом

2О многовходового сумматора каждого пре дыдущего блока режекции (21.

Это устройство характеризуется сравнительно большим уровнем остатков узкополосных помех на его .выходе обусловленного зависимостью точности настройки режекторного фильтра от разброса фаэ цепей передачи напряжений на входй фазового детек3ц,ор, 987821

Цель изобретения — уменьшение остатков узкополосных помех на выходе устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве подавления узкополосных помех, содержащем N соединен- 5 ных последовательно блоков режекции, вход первого и выход последнего блоков режекции являются соответственно входом и выходом устройства, каждый блок режекции содержит режекторный 10 фильтр, вход и режекторный выход которого являются соответственно входом и выходом блока режекции, последовательно соединенная первый усилитель-ограничитель, вход которого сое-15 динен с полосовым выходом режекторного фильтра, фазовый детектор и интегратор, выход которого соединен с управляющим входом режекторного фильтра, второй усилитель-ограничитель, Я выход которого соединен с другим входом фазового детектора, все блоки режекции, кроме последнего, содержат многовходовой сумматор, полосовой выход режекторного фильтра каждого д 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 усилителя-ограничителя включены последовательно управляемый аттенюатор, вычитатель и фазовращатель на 90О, между входами вычитателя включен блок сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, во всех блоках режекции, кроме последнего, режекторный выход режекторного фильтра соединен с соот".. ветствующим входом многовходового 40 сумматора, выход которого соединен с другим входом вычитателя, а в последнем блоке режекции режекторный выход режекторного фильтра соединен с другим входом вычитателя непосредственно., 45 . Режекторный фильтр выполнен в ви де соединенных последовательно перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя, управляющий вход которого является управляющим входом, Я а выход — полосовым выходом режекторного фильтра, и сумматора, выход которого является режекторным выходом, режекторного фильтра, а точка соединения входа перестраиваемого по час- тоте узкополосного усилителя и другого входа сумматора является входом режекторного фильтра.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемо- © го устройства.

Устройство подавления узкополосных помех содержит блоки 1 режекции, режекторные фильтры 2, перестраиваемый по частоте узкополосные усиля- ;65 тели 3, фазовые детекторы 4, интеграторы 5, первые усилители-ограничители 6, фаэовращатели 7 на 90, многовходовые сумматоры 8, управляемые аттенюаторы 9, вычитатели 10, блоки

1l сравнения, сумматоры 12 и вторые усилители-ограничители 13.

Устройство работает следующим образом.

Для того, чтобы осуществить точную настройку режекторного фильтра 2 на узкополосную помеху, необходимо обеспечить равенство 180 фазового сдвига напряжений на входах сумматора 12, С другой стороны, условием окончания автоподстройки перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя 3 на частоту помехи является равенство 90 фазового сдвига напряжений непосредственно на входах фазового детектора 4. фазовый сдвиг bQ между напряжениями на входах сумматора 12 определяется выражением EQ =OrC+g oL, где С6- обобщенная растройка контура перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя 3. Фазовый разбаланс напряжений на входах сумматора 12 ЬФ, вызванный неточностью на- стройки усилителей-ограничителей б, а также зависимостью фазы фазовращателя 7 от частоты подавляемой помехи, изменением температуры и т.п., приводит к наличию на выходе блока 2 режекции нескомпенсированного остатка помехи с относительной амплитудой

Uб Х=I Sjnhy/

Предлагаемое устройство сводит к минимуму величину д Y а следовательно, и величину остатка помехи.

Сравниваемыми по фазе напряжениями помехи в блоке 1 режекции явля.ется напряжение U<, поступающее с полосового выхода режекторного фильтра 2 через первый усилитель-ограничитель б на вход фазового детектора

4 и напряжение U, поступающее с выхода вычитателя 10 через фазовра.щатель 7, второй усилитель-ограничитель 13 на другой вход фазового детектора 4. Напряжение U формируется из напряжения U b =0рХ+Пл < поступающее с режекторного выхода режектооного фильтра 2 через многовхо довой сумматор 8 с коэффициентом передачи равным единице на первый вход вычитателя 10, и напряжения U по.ступающего с полосового выхода режекторного фильтра 2 через управляемый аттенюатор 9 с коэффициентом передачи Кц 1 на второй вход вычитателя 10, и, следовательно, U

Uyy+ (1-K ) ° U

Аппроксимируя узкополосную помеху синусоидной единичной амплитуды, можно условно принятьВХ

98З821 и, следовательно фазовый сдвиг между напряжениями U u Ue определяется выражением

09-Ka) а

Д =Огсз, НИ СФф б- а.С1ц— р. Kgr0+ ° ка .

Из анализа выражений для b 4 и A+

12. следует, что

2О овал а о=ь а а=о

К т.е. крутизна характеристики а, ), «(а) при а = 0 больше крутизны характе-. ристики ДЧ(а) во столько раз, во сколько раз ослабляется напряжение управляеьым аттенюаторсм 9. Это определяет более высокую эффективность предлагаемого устройства по сравне" -ЗО нию c прототипом.

При наличии фазового разбаланса в цепях передачи напряжений Ц и П

J) равном ЬЧ, перестраиваемый по частоте узкополосный усилитель 3, в соОтветствии с выражением для Ь 1 будет расстроен на величину а =-

=вс(0ацр-arcQ(ка4gag) и пропусканию 4О на выход блока 1 режекции нескомпенсированного остатка помехи с относи.тельной амплитудой

Ка 1 М1 4

Использование предлагаемого устройства подавления узкополосных помех позволяет производить более точную автоподстройку Частот перестраиваемых по частоте узкополосных усилителей при наличии фазовых разбалансов в цепях передачи сравниваемых по фазе напряжений на фазовый детектор и таким образом дополнительно увеличить коэффициент подавления уз кополосных помех в 3-5 раз.

В этом случае напряжение на полосовом выходе режекторного фильтра 2 () = — — sin (gk-arctg0),.

1 1ЯФа

5 а напряжение на выходе вычитателя 10

Отношение 08ых для прототипа и предлагаемого устройства

К = „ +Иа дм) Э ) 0 определяет коэффициент дополнительно го подавления помехи предлагаемым устройством по сравнению с прототипом. Так, при М= 15 и Ка = 0,2 по-. о давление помехи увеличивается в 4,8. раза и относительный уровень нескомпенсированного остатка помехи снижается с 0,26 до 0,054.

Настройка режекторных фильтров 2 в .предлагаемом устройстве происходит следующим образом.

В начальный момент после включения блоки 1 еще не настроены и уров-. 65 ни напряжений от аддитивной смеси

И узкополосных помех (где И может быть больше Н) на выходах многовходо.вых сумматоров 8 значительно превышают уровни напряжений с выходов перестраиваемых по частоте узкополосных усилителей 3. Сигналы управления на управляемый аттенюаторы 9 с блоков 11 сравнения не поступают, и коэффициенты передачи управляемых аттенюаторов 9. равны исходным значениям (равным или чуть меньше единицы).

В этот момент времени принцип работы ,.предлагаемого устройства ничем не отличается от принципа работы прототипа, так как сравниваемыми по фазе напржкениями являются напряжение с выхода перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя 3 и напряжение U с выхода вычитателя 10, которое при Каа 1 эквивалентно напряжению на входе перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя ((Увы) .

По мере настройки блоков 1 режекции на подавление узкополосных помех, начиная с первого, уровень помех на выходе многовх6дового сумматора 8 в результате частичной ком- пенсации помех будет снижен и станет меньше уровня напряжения с полосового выхода режектора фильтра 2;

На выходе блока 11 сравнения появится и будет действовать на управляющий вход управляемого аттенюатора 9 сигнал, который снизит его коэффициент передачи до значения, при котором уровень напряжения с выхода управляемого аттенюатора 9 станет прак тически равным уровню напряжения с выхода многовходового сумматора 8. В результате-точность настройки режек-торных фильтров 2 повысится, коэффициенты подавления узкополосных помех увеличатся, уровни напряжений на вы.ходах многовходовых сумматоров.8 еще более понизятся, что приведет к дальнейшему снижению .коэффициентов передачи управляеьих аттенюаторов 9 и более точному подавлению узкополосных помех. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока уровень напряжений на выходе выходных сумматоров 8 не снизится до уровня, опре деляемого узкополосными помехами меньшей интенсивности, не входящими в число N.

987821

Формула изобретения

1. Устройство для подавления узкополосных помех, содержащее N соединенных последовательно блоков режекции, вход первого и выход послед,него блоков режекции являются соответственно входом и выходом устройства, каждый блок режекции содержит режекторный фильтр, вход и режекторный выход которого являются соответ- 10 стввнно входом и выходом блока ре° жекции, последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель, вход которого соединен с полосовым выходом режекторного фильтра, фазовый . 15 детектор и интегратор, выход которого соединен с управляющим входом режекторного фильтра, второй усилитель-ограничитель, выход которого cod" динен с другим входом фаэ вого детек-20 тора,все блоки режекции,кроме последнего, содержат многовходовый сумматор, полосовой выход режекторного фильтра каждого последующего блока режекции соединен с соответствующим входом мно 25 говходового сумматора каждого предыдущего блока режекции, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения остатков узкополосных: помех на выходе устройства, в каждом блоке режекции между полосовым выходом.режекторного фильтра и входом второго усилителя-ограничителя включены последовательно управляемый аттенюатор,,вычитатель и фаэовращатель на 90, между входами вычитателя включен блок сравнейия, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, во всех блоках режекции, кроме последнего, режекторный выход режекторного фильтра соединен с соответствующим входом многовходового сумматора, выход которо- го соединен с другим входом вычитателя, а в последнем блоке режекции режекторный выход режекторного филь-. тра соединен с другим входом вычитателя непосредственно.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что режекторный фильтр выполнен в виде соединенных последовательно перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя, управляющий вход которого является управлякщим входом, а выход — полосовым выходом режекторного фильтра, н сумматора, выход которого является режекторным выходом режекторного фильтра, а точка соединения входа перестраиваемого по частоте узкополосного усилителя и другого входа сумматора является входом режекторного фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 438126, кл. Н 04 В 1/12, 1974, 2, Авторское свидетельство СССР

Р 675382, кл. Н 04 В 1/10, 1979 (прототип).

987821

Тираж 675 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР до делам изобретений и открытий

113025, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Эаказ 10328/47

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Составитель Н. Мельников

Редактор Н. Безродная Техред A. Бабинец Корректор A. Ференц