RU2710287C1 - Radio receiving device for vlf and lf wave bands - Google Patents

Abstract

FIELD: computer equipment.SUBSTANCE: radio receiving device comprises: a magnetic antenna, an input aperiodic amplifier, a balanced modulator, a heterodyne, an analogue-to-digital converter, a digital filter, a digital-to-analogue converter and a microprocessor, wherein the output of the magnetic antenna is connected to the input of the input aperiodic amplifier, output of which is connected to the first input of the balance modulator, and the second input of the balance modulator is connected to the output of the heterodyne, the output of the balanced modulator is connected to the first input of the analogue-to-digital converter, second input of which is connected to first output of microprocessor, output of analogue-to-digital converter is connected to first input of digital filter, second input of which is connected to second output of microprocessor.EFFECT: technical result is improved stability of radio receiving device parameters.1 cl, 1 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к радиотехнике, а именно к радиоприемным устройствам диапазона очень низких частот (ОНЧ) и низких частот (НЧ) согласно классификации Международного союза электросвязи и может быть использовано для приема сигналов точного времени, сигналов телеуправления.The present invention relates to radio engineering, and in particular to radio receivers of the very low frequency (VLF) and low frequency (LF) range according to the classification of the International Telecommunication Union and can be used to receive accurate time signals, telecontrol signals.

Известны радиоприемные устройства, например, патент РФ №2099867 от 20.12.1997, а также патент РФ №2490792 от 20.12.2013.Known radio receivers, for example, RF patent No. 2099867 from 12/20/1997, as well as RF patent No. 2490792 from 12/20/2013.

Наиболее близким аналогом заявляемого радиоприемного устройства является «Способ приема узкополосных служебных сигналов, передаваемых на фиксированной частоте в диапазонах VLW и LW, и радиоприемное устройство для осуществления способа», патент РФ №2490792, описание которого приведено в п. 3 «Формулы» этого патента - аналога. Радиоприемное устройство, содержащее магнитную антенну, входной апериодический усилитель, балансный модулятор и гетеродин.The closest analogue of the claimed radio receiver is “A method for receiving narrow-band service signals transmitted at a fixed frequency in the VLW and LW bands, and a radio receiver for implementing the method”, RF patent No. 2490792, the description of which is given in paragraph 3 of the “Formula” of this patent - analogue. A radio receiver comprising a magnetic antenna, an aperiodic input amplifier, a balanced modulator, and a local oscillator.

Радиоприемное устройство использует в приемном тракте аналоговые фильтры и обладает такими недостатками относительно цифровых фильтров как: меньшая точность; меньшая стабильность, обусловленная изменением параметров элементов фильтров (например, при изменении температуры); меньшая компактность (ВИКИПЕДИЯ).The radio receiving device uses analog filters in the receiving path and has such disadvantages with respect to digital filters as: less accuracy; less stability due to a change in the parameters of the filter elements (for example, when the temperature changes); smaller compactness (Wikipedia).

Целью заявляемого изобретения являются повышение точности настройки, стабильности параметров, а также снижение его габаритов.The aim of the invention is to increase the accuracy of the settings, the stability of the parameters, as well as the reduction of its dimensions.

Поставленная цель достигается тем, что в радиоприемное устройство, содержащее магнитную антенну, входной апериодический усилитель, балансный модулятор и гетеродин дополнительно включены аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр, цифро-аналоговый преобразователь и микропроцессор, причем выход магнитной антенны соединен со входом входного апериодического усилителя, выход которого соединен с первым входом балансного модулятора, а второй вход балансного модулятора соединен с выходом гетеродина, выход балансного модулятора соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с первым выходом микропроцессора, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом цифрового фильтра, второй вход которого соединен со вторым выходом микропроцессора, выход цифрового фильтра соединен с первым входом цифро-аналогового преобразователя, второй вход которого соединен с третьим выходом микропроцессора, выход цифро-аналогового преобразователя соединен со входом гетеродина для обеспечения автоматической регулировки усиления.This goal is achieved by the fact that in the radio receiving device containing a magnetic antenna, an input aperiodic amplifier, a balanced modulator and a local oscillator, an analog-to-digital converter, a digital filter, a digital-to-analog converter and a microprocessor are further included, and the output of the magnetic antenna is connected to the input of the input aperiodic amplifier, the output of which is connected to the first input of the balanced modulator, and the second input of the balanced modulator is connected to the output of the local oscillator, the output of the balanced modulator is is dined with the first input of the analog-to-digital converter, the second input of which is connected to the first output of the microprocessor, the output of the analog-to-digital converter is connected to the first input of the digital filter, the second input of which is connected to the second output of the microprocessor, the output of the digital filter is connected to the first input of the digital-to-analog converter the second input of which is connected to the third output of the microprocessor, the output of the digital-to-analog converter is connected to the input of the local oscillator to provide automatic adjustment of the Lenia.

Блок-схема радиоприемного устройства представлена на фиг.A block diagram of a radio receiver is shown in FIG.

Обозначения, принятые на фиг.The designations adopted in FIG.

1. магнитная антенна;1. magnetic antenna;

2 входной апериодический усилитель;2 input aperiodic amplifier;

3 балансный модулятор;3 balanced modulator;

4 аналого-цифровой преобразователь;4 analog-to-digital converter;

5 цифровой фильтр;5 digital filter;

6 цифро-аналоговый преобразователь;6 digital-to-analog converter;

7 микропроцессор;7 microprocessor;

8 гетеродин.8 local oscillator.

Сущность заявляемого решения заключается в увеличении точности настройки приемного тракта на рабочую частоту и снижение габаритов элементов селекции тракта за счет использования цифрового фильтра, а также упрощение процесса и сокращение времени перестройки тракта за счет использования цифрового метода настройки и перестройки тракта по частоте при помощи веденного в приемное устройство микропроцессора.The essence of the proposed solution is to increase the accuracy of tuning the receiving path to the operating frequency and reducing the dimensions of the elements of the selection of the path through the use of a digital filter, as well as simplifying the process and reducing the time of tuning the path through the use of the digital method of tuning and tuning the frequency of the path using the receiver microprocessor device.

Работа радиоприемного устройства осуществляется следующим образом. Радиоприемное устройство может быть использовано для приема сигналов точного времени, сигналов телеуправления, в том числе сигналов системы оповещения населения в случаях чрезвычайных происшествий. Узкополосные служебные сигналы, передаваемые на фиксированной частоте в диапазонах ОНЧ и НЧ, с выхода магнитной антенны (рамочная антенна с увеличенным числом витков и с РАДИОТЕХНИКА, ЭнциклопедияThe operation of the radio receiving device is as follows. A radio receiver can be used to receive accurate time signals, remote control signals, including signals from a public warning system in cases of emergency. Narrow-band service signals transmitted at a fixed frequency in the VLF and LF bands from the output of a magnetic antenna (loop antenna with an increased number of turns and from RADIO ENGINEERING, Encyclopedia

под ред. Мазора Ю.Л. и др. -М.: ДМК Пресс, 2016) поступают на вход входного апериодического усилителя, предназначенного для обработки сигнала со спектром вблизи центральной несущей частоты (РАДИОТЕХНИКА, Энциклопедия). Выделенный апериодическим усилителем сигнал поступает на первый вход балансного модулятора, на второй вход которого поступает сигнал от гетеродина. После преобразований несущей частоты и частоты гетеродина в балансном модуляторе осуществляется перенос сигнала на промежуточную частоту. Этот сигнал на промежуточной частоте поступает на аналого-цифровой преобразователь (АЦП), в котором аналоговые величины сигнала от балансного модулятора преобразуется в их цифровой эквивалент (РАДИОТЕХНИКА, Энциклопедия). Параметры АЦП (число разбиений по амплитуде и число битов кодовой последовательности) задаются микропроцессором. С выхода АЦП сигнал в цифровой форме поступает на вход цифрового фильтра (ЦФ), обеспечивающего лучшую точность и стабильность воспроизведения передаваемого низкочастотного информационного сигнала по сравнению с аналоговыми фильтрами за счет отсутствия дрейфа характеристик элементов (например, при изменении температуры), а также лучшую компактность, поскольку на низких частотах такие элементы как конденсаторы и индуктивности не позволяют реализовать аналоговый фильтр низких частот меньше размеров цифрового. Номинал частоты низкочастотного сигнала в цифровой форме поступает на ЦФ от микропроцессора. С выхода ЦФ сигнал в цифровой форме поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), предназначенный для преобразования цифрового кода пришедшего сигнала в пропорциональное аналоговое значение напряжения. Параметры ЦАП, как и в случае с АЦП, задаются микропроцессором. Выход ЦАП предназначен для подключения и передачи низкочастотного информационного сигнала оконечной аппаратуре. Параллельно выход ЦАП соединен с входом гетеродина, замыкая цепь автоматической регулировки усиления.under the editorship of Mazora Yu.L. et al., M.: DMK Press, 2016) enter the input of an aperiodic amplifier designed to process a signal with a spectrum near the central carrier frequency (RADIO ENGINEERING, Encyclopedia). The signal allocated by the aperiodic amplifier is fed to the first input of the balanced modulator, to the second input of which a signal from the local oscillator is received. After transformations of the carrier frequency and the local oscillator frequency in the balanced modulator, the signal is transferred to the intermediate frequency. This signal at an intermediate frequency is fed to an analog-to-digital converter (ADC), in which the analog values of the signal from the balanced modulator are converted to their digital equivalent (RADIO TECHNOLOGY, Encyclopedia). The parameters of the ADC (the number of splits in amplitude and the number of bits of the code sequence) are set by the microprocessor. From the ADC output, the signal in digital form is fed to the input of a digital filter (DF), which provides better accuracy and stability of reproduction of the transmitted low-frequency information signal compared to analog filters due to the absence of drift of the characteristics of the elements (for example, when the temperature changes), as well as better compactness, since at low frequencies such elements as capacitors and inductances do not allow to realize an analog low-pass filter smaller than a digital one. The nominal frequency of the low-frequency signal in digital form is fed to the DF from the microprocessor. From the output of the digital signal, the signal is transmitted in digital form to a digital-to-analog converter (DAC), designed to convert the digital code of the received signal into a proportional analog voltage value. The DAC parameters, as in the case of the ADC, are set by the microprocessor. The DAC output is intended for connecting and transmitting a low-frequency information signal to terminal equipment. In parallel, the DAC output is connected to the input of the local oscillator, closing the circuit for automatic gain control.

Таким образом, используя в заявленном радиоприемном устройстве цифровые методы преобразования сигнала, решается задача повышения его точности настройки, стабильности параметров, а также снижения его габаритов.Thus, using digital signal conversion methods in the claimed radio receiving device, the problem of increasing its tuning accuracy, stability of parameters, and also reducing its size is solved.

Claims (1)

Радиоприемное устройство, содержащее магнитную антенну, входной апериодический усилитель, балансный модулятор и гетеродин, отличающееся тем, что дополнительно включены аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр, цифроаналоговый преобразователь и микропроцессор, причем выход магнитной антенны соединен со входом входного апериодического усилителя, выход которого соединен с первым входом балансного модулятора, а второй вход балансного модулятора соединен с выходом гетеродина, выход балансного модулятора соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого соединен с первым выходом микропроцессора, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом цифрового фильтра, второй вход которого соединен со вторым выходом микропроцессора, выход цифрового фильтра соединен с первым входом цифроаналогового преобразователя, второй вход которого соединен с третьим выходом микропроцессора, выход цифроаналогового преобразователя соединен с вторым входом гетеродина.A radio receiver comprising a magnetic antenna, an input aperiodic amplifier, a balanced modulator and a local oscillator, characterized in that the analog-to-digital converter, a digital filter, a digital-to-analog converter and a microprocessor are further included, the output of the magnetic antenna being connected to the input of the input aperiodic amplifier, the output of which is connected to the first input of the balanced modulator, and the second input of the balanced modulator is connected to the output of the local oscillator, the output of the balanced modulator is connected to the first input ohm of an analog-to-digital converter, the second input of which is connected to the first output of the microprocessor, the output of the analog-to-digital converter is connected to the first input of the digital filter, the second input of which is connected to the second output of the microprocessor, the output of the digital filter is connected to the first input of the digital-to-analog converter, the second input of which is connected with the third output of the microprocessor, the output of the digital-to-analog converter is connected to the second input of the local oscillator.

Images