RU1774504C - Circuit for suppression of narrowband noise - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано дл  помехоустойчивого приема радиосигналов приемниками различного назначени . Цель изобретени  - уменьшение времени адаптации при изменении помеховой обстановки . Устройство подавлени  узкополосных помех содержит вычитатель 1, дополнительный перестраиваемый по частоте узкополосный фильтр 2, дополнительный пороговый элемент 3, трехвходовый элемент И 4, N дополнительных ключей 5, N формирователей 6 компенсирующего напр жени , перестраиваемые по частоте полосовые фильтры 7, ключи 8, блоки 9 выборки и хранени , элементы 10 сравнени , пороговые элементы 11, элементы ИЛИ-НЕ 12, блок 13выбора свободного формировател  компенсирующего напр жени , генератор 14тактовых импульсов, элемент 15 задержки , генератор 16 ступенчатого напр жени . В устройстве в результате анализа помеховой обстановки на узкополосную помеху настраиваетс  канал, который в момент настройки не зан т подавлением узкополосной помехи. 2 ил. (Л С vj Ј елThe invention relates to radio engineering and can be used for noise-immune reception of radio signals by receivers for various purposes. The aim of the invention is to reduce the adaptation time when the interference environment changes. The narrowband interference suppression device includes a subtractor 1, an additional frequency-tunable narrow-band filter 2, an additional threshold element 3, a three-input element And 4, N additional keys 5, N shapers 6 compensating voltage, frequency-tuned bandpass filters 7, keys 8, blocks 9 sampling and storage, comparison elements 10, threshold elements 11, OR-NOT 12 elements, block 13 for selecting a free compensating voltage driver, clock pulse generator 14, delay element 15, generator 16 step voltage. In the device, as a result of the analysis of the interference situation, a channel is tuned to a narrow-band interference, which at the time of tuning is not busy suppressing the narrow-band interference. 2 ill. (L c vj Ј ate

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано дл  помехоустойчивого приема радиосигналов приемниками различного назначени .The invention relates to radio engineering and can be used for noise-immune reception of radio signals by receivers for various purposes.

Цель изобретени  - уменьшение времени адаптации при изменении помеховой обстановки .The aim of the invention is to reduce the adaptation time when the interference environment changes.

На фиг. 1 представлена структурна  электрическа  схема устройства подавлени  узкополосных помех; на фиг.2 - структурна  электрическа  схема блока выбора свободного формировател  компенсирующего напр жени .In FIG. 1 is a block diagram of a narrowband interference suppression device; Fig. 2 is a structural circuit diagram of a selection block of a free compensating voltage driver.

Устройство подавлени  узкополосных помех содержит вычитатель 1, дополнительный перестраиваемый по частоте узкополосный фильтр 2, дополнительный пороговый элемент 3, трехвходовый элемент И 4, N дополнительных ключей 5, N формирователей 6 компенсирующего напр жени , перестраиваемые по частоте полосовые фильтра 7, ключи 8, блоки 9 выборки и хранени , элементы 10 сравнени , пороговый элемент 11, элемент ИЛИ- НЕ 12, блок 13 выбора свободного формировател  компенсирующего напр жени , генератор 14 тактовых импульсов, элемент 15 задержки, генератор 16 ступенчатого напр жени , N-1 первых двухвходо- вых элементов И 17, N вторых двухвходовых элементов И 18, N элементов НЕ 19.The narrowband interference suppression device includes a subtractor 1, an additional frequency-tunable narrow-band filter 2, an additional threshold element 3, a three-input element And 4, N additional keys 5, N shapers 6 compensating voltages, frequency-tuned bandpass filters 7, keys 8, blocks 9 sampling and storage, comparison elements 10, threshold element 11, OR-NOT element 12, free compensating voltage generator selection unit 13, clock generator 14, delay element 15, generator 16 enchatogo voltage, N-1 of the first two-input AND gates 17, N of second two-input AND gates 18, N 19, NOT elements.

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Пусть на вход устройства поступает аддитивна  смесь полезного сигнала, не корректированной с ним помехи и шума. Сигнал представл ет собой широкополосный процесс, а помеха - комплекс узкополосных колебаний с посто нными несущими частотами, либо квазигармоническое колебание, модулированное по амплитуде и фазе (частоте) по случайному закону. Устройство работоспособно, когда количество мешающих колебаний не превышает числа N - количества каналов компенсации узкополосных помех. Предполагаетс , что шумы ввиду своей малости не вызывают срабатывани  пороговых и дополнительных пороговых элементов 11 и 3 и поэтому не вли ют на работу устройства и в дальнейшем изложении не учитываютс . Параметры сигнала помехи: момент прихода, количество мешающих колебаний, амплитуда (мощность) полагаютс  неизвестными (случайными величинами).Let the additive mixture of the useful signal, the noise and noise not adjusted with it, enter the input of the device. The signal is a broadband process, and the noise is a complex of narrow-band oscillations with constant carrier frequencies, or a quasi-harmonic oscillation modulated in amplitude and phase (frequency) according to a random law. The device is operable when the number of interfering oscillations does not exceed the number N - the number of narrow-band interference compensation channels. It is assumed that the noise, due to its smallness, does not trigger the threshold and additional threshold elements 11 and 3 and therefore does not affect the operation of the device and is not taken into account in the further discussion. Interference signal parameters: the moment of arrival, the number of interfering oscillations, the amplitude (power) are assumed to be unknown (random variables).

Входной воздействие поступает на вы- читзтель 1, где складываетс  в противофазе с компенсирующим напр жением, образующимс  на выходах формирователей 6. Результирующее выходное колебаниеThe input action is fed to the subtractor 1, where it is formed in antiphase with a compensating voltage generated at the outputs of the shapers 6. The resulting output oscillation

вычитател  1  вл етс  выходным сигналом устройства и включает в себ  полезный сигнал и некомпенсированные остатки помех. Одновременно входной сигнал через перестраиваемый по частоте полосовой фильтр 7 поступает на вход порогового элемента 11. Если уровень этого напр жени  превышает пороговый, т.е. в полосу рассматриваемого перестраиваемого по частотеSubtractor 1 is the output of the device and includes the wanted signal and uncompensated interference residues. At the same time, the input signal through the frequency-tunable band-pass filter 7 is fed to the input of the threshold element 11. If the level of this voltage exceeds the threshold, i.e. in the band under consideration tunable in frequency

0 полосового фильтра 7 потока попадает компонента мощной помехи, на управл ющем входе ключа 8 по вл етс  высокий логический уровень, и напр жение с выхода пере- страиваемого по частоте полосового0 of the bandpass filter 7 of the stream, a powerful interference component enters, a high logic level appears at the control input of the key 8, and the voltage output from the frequency-tunable bandpass output

5 фильтра 7 через открытый ключ 8 поступает на вычитающий вход вычитател  1. Логическое состо ние ключа 8 поддерживает пороговые элементы 11 все врем , пока на выходе фильтра 7 присутствуют колебани ,5 of the filter 7 through the public key 8 is fed to the subtracting input of the subtractor 1. The logical state of the key 8 supports the threshold elements 11 all the time while the output of the filter 7 is oscillating,

0 превышающие по амплитуде установленное в пороговом элементе 11 пороговое значение . Управление частотой фильтров 7 осуществл етс  с помощью генератора 16 и фиксируетс  блоками 9. Дл  этого сигнал с0 exceeding in amplitude the threshold value set in the threshold element 11. The frequency control of the filters 7 is carried out using the generator 16 and is fixed by blocks 9. For this, the signal

5 выхода устройства через дополнительный перестраиваемый по частоте узкополосный фильтр 2, частота настройки которого определ етс  величиной управл ющего напр жени  с выхода генератора 16, поступает на5 of the device output through an additional frequency-tunable narrow-band filter 2, the tuning frequency of which is determined by the value of the control voltage from the output of the generator 16, is fed to

0 вход дополнительного порогового элемента 3. Параметры фильтра 2 и порогового элемента 3 совпадают с параметрами соответственно фильтров 7 и пороговых элементов 11, а диапазон изменени  управл ющего0 input of additional threshold element 3. The parameters of filter 2 and threshold element 3 coincide with the parameters of filters 7 and threshold elements 11, respectively, and the control range

5 напр жени , формируемого генератором 1 б, достаточен дл  перекрыти  всего частотного диапазона обрабатываемых сигналов при перестройке фильтров 7 и 2. Длительность каждой ступеньки формируемого в ге0 нераторе 16 напр жени  при этом должна быть не меньше колебаний продолжительности переходного процесса в используемых фильтрах при изменении частоты их настройки.5 voltage generated by the generator 1 b is sufficient to cover the entire frequency range of the processed signals when the filters 7 and 2 are tuned. The duration of each step of the voltage generated in the generator 16 should be no less than fluctuations in the duration of the transition process in the filters used when the frequency changes their settings.

5 Пусть в момент окончани  переходного процесса на выходе узкополосного фильтра 2 установилось колебание с уровнем, достаточным дл  надежного срабатывани  порогового элемента 3, что соответствует5 Suppose that at the end of the transition process at the output of the narrow-band filter 2, an oscillation is established with a level sufficient to reliably trigger the threshold element 3, which corresponds to

0 случаю, когда фильтр 2 настроен на компенсацию мощной помехи. Дл  подавлени  выделенной компоненты необходимо перестроить фильтр любого формировател  6 компенсирующего напр жени , не участву5 ющего в этот момент времени в подавлении помехи, на ту же частоту, на которую настроен фильтр 2. Дл  этого блок 13 устанавливает высокий логический уровень на своем выходе, например, с номером I, который со- ответствует пор дковому номеру свободного в этот момент формировател  6, на первом вспомогательном выходе которого установлен низкий логический уровень. На всех остальных выходах блока 13 при этом поддерживаетс  логический О. По вление логической 1 на i-ом выходе блока 13 обеспечивает замыкание дополнительного ключа 5 с пор дковым номером I, благодар  чему вход управлени  1-го блока 9 через i-ый дополнительный ключ 5 и трехвходовой элемент И 4 оказываетс  соединенным с выходом генератором 14. Таким образом, очередной тактовый импульс с выхода генератора 14 через трехвходовый элемент И 4 и i-ый дополнительный ключ 5 поступает на управл ющий вход i-ro блока 9, вызыва  запись выходного напр жени  генератора 16 в I-ый блок 9, что приводит к перестройке соответствующего формировател  6 компенсирующего напр жени  с i-ым пор дковым номером на частоту помехи. Лосле окончани  процесса записи в блок 9 задержанный в элементе 15 тактовый импульс поступает на управл ющий вход генератора 16, вызыва  изменение его выходного уровн  дл  продолжени  обзора частотного диапазона выходного сигнала в дополнительном перестраиваемом по частоте узкополосном фильтре 2.0 to the case when filter 2 is set to compensate for powerful interference. In order to suppress the selected component, it is necessary to rebuild the filter of any compensating voltage generator 6, which is not involved at this moment in the noise suppression, to the same frequency as filter 2. For this, block 13 sets a high logic level at its output, for example, with number I, which corresponds to the serial number of the shaper 6 that is free at that moment, at the first auxiliary output of which a low logic level is set. At the other outputs of block 13, logical O is supported. The appearance of logical 1 at the i-th output of block 13 provides the closure of the additional key 5 with the serial number I, so that the control input of the 1st block 9 through the i-th additional key 5 and the three-input element And 4 turns out to be connected to the output by the generator 14. Thus, the next clock pulse from the output of the generator 14 through the three-input element And 4 and the i-th additional key 5 is supplied to the control input of the i-ro block 9, causing the output voltage to be recorded genera of the actuator 16 into the I-th block 9, which leads to the restructuring of the corresponding compensating voltage generator 6 with the i-th sequence number on the interference frequency. Upon completion of the recording process in block 9, the clock pulse delayed in element 15 is supplied to the control input of generator 16, causing a change in its output level to continue to review the frequency range of the output signal in an additional frequency-tunable narrow-band filter 2.

Если в исследуемом частотном диапазоне мощных компонент нет, т.е. на выходе дополнительного порогового элемента 3 установлен низкий пороговый уровень, импульсы генератора 14 не проход т записи управл ющего напр жени  ни в один из блоков 9. Также оказываютс  блокированными цепи записи всех блоков 9, когда фильтр 2 и пороговый элемент 3 вы вили наличие помеховых компонент в исследуемом участке спектра, однако один или несколько формирователей 6 уже настроены на эту частоту. При этом на выходе соответствующих элементов 10 вырабатываетс  высокий логический уровень, свидетельствующий о равенстве текущего уровн  выходного напр жени  генератора 16 и величины, записанной на этот момент времени на выходе соответствующего блока 9. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 12 при этом по вл етс  логический О, который, воздейству  на вход трехвходового элемента И 4, не позвол ет импульсам с выхода генератора 14 пройти на входы управлени  блоков 9 каналов компенсации.If there are no powerful components in the studied frequency range, i.e. at the output of the additional threshold element 3, a low threshold level is set, the pulses of the generator 14 do not pass the control voltage records to any of the blocks 9. Also, the recording circuits of all blocks 9 are blocked when the filter 2 and threshold element 3 detected the presence of interference components in the studied part of the spectrum, however, one or more shapers 6 are already tuned to this frequency. In this case, a high logic level is generated at the output of the corresponding elements 10, indicating that the current level of the output voltage of the generator 16 is equal to the value recorded at this time at the output of the corresponding block 9. At the output of the OR-NOT 12 element, a logical O appears which, acting on the input of the three-input element And 4, does not allow pulses from the output of the generator 14 to pass to the control inputs of the blocks 9 of the compensation channels.

В качестве блока 13 используетс  схема выбора старшего нул . Каждый сигнал, поступающий на 1-ый вход блока 13 через соединенные последовательно элементы НЕ 18 и вторые двухвходовые элементы И 18, передаетс  на i-ый выход блока 13,As block 13, a high zero selection circuit is used. Each signal supplied to the first input of block 13 through series-connected elements NOT 18 and second two-input elements AND 18 is transmitted to the i-th output of block 13,

Первые двухвходовые элементы И 18 используютс  дл  установки низкого логического уровн  на всех выходах с номерами, меньшими i(t N), если на i-ый вход блока 5 13 в этот момент поступает логический О. Таким образом, если на всех входах блока 13 установлен логический О, т.е. все каналы свободны, на всех выходах, кроме последнего , поддерживаетс  О. Если на всехThe first two-input elements And 18 are used to set a low logic level at all outputs with numbers less than i (t N), if logical O arrives at the i-th input of block 5 13 at that moment. Thus, if all inputs of block 13 are installed logical O, i.e. all channels are free, all outputs except the last are supported by O. If at all

10 входах - логическа  1, т.е. все каналы зан ты , на всех выходах - лс ический О, и подавление большого количества помех невозможно . При приходе на первые 1-1 входа логической 1, а на I-ый вход логического10 inputs - logical 1, i.e. all channels are busy, all outputs have LS, and suppression of a large amount of interference is impossible. Upon arrival at the first 1-1 of the logical 1 input, and at the I-th logical input

5 О на всех выходах, кроме i-ro, устанавливаетс  низкий логический уровень.5 On all outputs except i-ro, a low logic level is set.

Claims (2)

Устройство позвол ет эффективно подавл ть комплекс узкополосных помех, а также квазигармонических помех неболь0 шой длительности за смет ускорени  адаптации и уменьшени  за счет этого динамической ошибки режекции помех. Формула изобретени  1. Устройство подавлени  узкополос5 ных помех, содержащее генератор ступенчатого напр жени , генератор тактовых импульсов, вычитатель, вход уменьшаемого которого  вл етс  входом устройства, и N формирователей компенсирующего напр 0 жени , каждый формирователь компенсирующего напр жени  содержит пороговый элемент, блок выборки и хранени , информационный вход которого соединен с выходом генератора ступенчатого напр жени , иThe device allows efficiently suppressing a complex of narrow-band interference, as well as short-duration quasi-harmonic interference, due to the acceleration of adaptation and the reduction of the dynamic error of the rejection of interference due to this. SUMMARY OF THE INVENTION 1. A narrow-band interference suppression device comprising a step voltage generator, a clock, a subtractor, the input of which being reduced is the input of the device, and N compensating voltage drivers 0, each compensating voltage driver includes a threshold element, a sampling unit, and storage, the information input of which is connected to the output of the step voltage generator, and 5 соединенные последовательно перестраиваемый по частоте полосовой фильтр, сигнальный вход которого соединен с входом устройства, управл ющий вход соединен с выходом блока выборки и хранени , а выход5 are connected in series with a frequency-tunable band-pass filter, the signal input of which is connected to the input of the device, the control input is connected to the output of the sampling and storage unit, and the output 0 соединен с входом порогового элемента, и ключ, выход которого соединен с соответствующим входом вычитаемого вычитател , отличающеес  тем, что, с целью уменьшени  времени адаптации при изме5 нении помеховой обстановки, в него введены элемент задержки, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход соединен с тактовым входом генератора ступенчатого напр же0 ни , элемент ИЛИ-НЕ, блок выбора свободного формировател  компенсирующего напр жени , N дополнительных ключей, выход каждого из которых соединен с управл ющим входом соответствующего блока0 is connected to the input of the threshold element, and the key, the output of which is connected to the corresponding input of the subtracted subtracter, characterized in that, in order to reduce the adaptation time when the interference situation changes, a delay element is introduced into it, the input of which is connected to the output of the clock generator, and the output is connected to the clock input of the stepwise generator, an OR-NOT element, a block for selecting a free compensating voltage driver, N additional keys, the output of each of which is connected to the control the corresponding input of the corresponding block 5 выборки и хранени , а управл ющий вход соединен с соответствующим выходом блока выбора свободного формировател  компенсирующего напр жени , и соединенные последовательно дополнительный поре- страиваемый по частоте узкопплооный5 of sampling and storage, and the control input is connected to the corresponding output of the block for selecting a free compensator for voltage compensation, and additionally adjustable in frequency narrow-connected in series фильтр, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора ступенчатого напр жени , дополнительный пороговый элемент и трехвходовый элемент И, два других входа которого соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ и выходом генератора тактовых импульсов соответственно, а выход соединен с сигналами входами дополнительных ключей, в каждый формирователь компенсирующего напр жени  введен элемент сравнени , первый и второй входы которого соединены с выходом генератора ступенчатого напр жени  и выходом блока выборки и хранени  соответственно, а выход соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ-НЕ, выход порогового элемента соединен с управл ющим входом ключа и соответствующим входом блока выбора свободного формировател  компенсирующего напр жени .a filter, the signal input of which is connected to the output of the step voltage generator, an additional threshold element and a three-input element And, two other inputs of which are connected to the output of the OR-NOT element and the output of the clock generator, respectively, and the output is connected to the signals by the inputs of additional keys, in each a compensating voltage generator a comparison element is introduced, the first and second inputs of which are connected to the output of the step voltage generator and the output of the sampling and storage unit, respectively on, and the output connected to a respective input of the NOR output of the threshold element is connected to a control input and the corresponding key input selecting a free block of the offset voltage shaper. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что блок выбора свободного формировател  компенсируюшегр апр жени 2. The device according to claim 1, with the exception that the unit for selecting a free shaper compensates for the April change 3 3 содержит N-1 первых двухвходовых элементов И, N вторых двухвходовых элементов И, выход каждого из которых  вл етс  соответствующим выходом блока и N элементов НЕ, вход каждого из которых  вл етс  соответствующим входом блока, - а выход соединен с первым входом соответствующего по номеру второго двухвходового элемента И, первый вход первого двухвходового элемента И с 1-м(1 1,2,.,.,М-1) пор дковым номером соединен с (1+1)-м входом блока, выход соединен с вторым входом второго двухвходового элемента с i-м пор дко- вым номером, второй вход первогоcontains N-1 of the first two-input elements And, N of the second two-input elements And, the output of each of which is the corresponding output of the block and N elements of NOT, the input of each of which is the corresponding input of the block, and the output is connected to the first input of the second two-input element And, the first input of the first two-input element And with the 1st (1 1,2,.,., М-1) order number is connected to the (1 + 1) -th block input, the output is connected to the second input of the second two-input element with i-th digit number, the second input of the first двухвходового элемента И с пор дковым номером KN-1 соединен с выходом первого двухвходового элемента с (1+1}-м пор дковым номером, а вторые входы первого двухвходового элемента с (М-1)-м пор дковым номером и второго двухвходового элемента И с N-м пор дковым номером  вл ютс  входом напр жени  логической единицы.a two-input element And with a serial number KN-1 is connected to the output of the first two-input element with a (1 + 1} -th serial number, and the second inputs of the first two-input element with a (M-1) -th serial number and a second two-input element And with the nth sequence number are the voltage input of the logic unit. t/ it / i ®t/s. Ј®t / s. Ј