Пристрій частотно-маніпульованої передачі інформації по високочастотних каналах зв’язку з самодіагностикою

Реферат: UA 105447 U UA 105447 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до електротехніки і призначена для використання у відповідальних системах цифрової передачі інформації по високочастотних каналах зв'язку при наявності паразитної модуляції внаслідок атмосферних та промислових завад, сумірних з рівнем корисного сигналу. Відомий аналог (патент України № 101664 МПК Н04В 03/30, опубл. 25.04.2013, бюл. № 8), що містить блок передавача, який складається з центрального процесора, вхід якого з'єднаний з модулями вхідних дій, які перетворюють вхідні сигнали автоматики, телемеханіки і зовнішніх інтерфейсів, а вихід підключений до модуля формувача сигналу, вихід якого приєднаний до підсилювача потужності і через лінійний фільтр приєднаний до каналу зв'язку. Недоліком аналогу є необхідність резервування діапазону частот від 20 до 1000 кГц, а також безперервної генерації в мережу контрольного сигналу синхронізації поточної фази. В першому випадку наявність ожеледі може значно зменшити рівень корисного високочастотного сигналу на частотах 300 кГц і вище, в другому випадку виникає необхідність постійного споживання максимальної потужності передавачем. Найбільш близьким по технічній суті (прототипом) є приймальний пристрій шумоподібних фазоманіпульованих сигналів (патент РФ № 2505934 МПК H04L 27/233, опубл. 27.01.2014, бюл. № 3), що містить узгоджений фільтр з детектором на вихід якого паралельно приєднано перший вхід пристрою порівняння і вхід пристрою обчислення порогу, вихід якого приєднаний до другого входу пристрою порівняння, що складається з пікового детектора, вихід якого приєднаний до пристрою віднімання паралельно з першим виходом детектора середнього рівня, вихід якого підключено до суматора паралельно з другим виходом детектора середнього рівня. Недоліком прототипу є відсутність динамічного реагування на наявність в каналі зв'язку паразитної модуляції внаслідок атмосферних та промислових завад, що приводить до похибок при визначенні порогових значень шумоподібних сигналів на базі даних, отриманих після статичного узгодженого фільтра, а також відсутність контролю працездатності елементів прототипу. Задача корисної моделі - отримання оптимального пристрою зв'язку частотноманіпульованих квазігармонічних коливань по високочастотних каналах зв'язку з автоматичною підстройкою частоти, а також контролю роботи завдяки поточному аналізу вхідних і вихідних даних. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій, що містить схему керування до першого і другого входів якої підключені сигнали "передача" і "вхід", вихід схеми керування приєднано до входу генератора, вихід якого приєднано до входу підсилювача потужності, вихід якого приєднано до входу повітряного трансформатора, перший вихід якого приєднано до високочастотного каналу зв'язку, другий вихід повітряного трансформатора приєднано до входу обмежувача рівня, вихід якого приєднано до входу смугового фільтра, вихід якого приєднано до входу підсилювача високої частоти, вихід якого приєднано до входу інтегратора, вихід якого приєднано до входу детектора, до першого і другого виходів якого підключені сигнали "прийом" і "вихід" відповідно, додатково введені два зворотні зв'язки, причому перший зворотний зв'язок приєднано з виходу обмежувача рівня до входу підсилювача високої частоти, другий зворотний зв'язок приєднано з виходу інтегратора до входу смугового фільтра. Введення вказаних ознак дозволяє розширити функціональні можливості пристрою при роботі в критичних умовах порогової зони, де рівень завад може перевищувати корисний високочастотний сигнал, а неконтрольований вихід з ладу системи зв'язку може привезти до значних економічних збитків. Суть корисної моделі є введення динамічного реагування на наявність в каналі зв'язку паразитної модуляції від атмосферних та промислових завад шляхом автоматичної підстройки частоти і рівня підсилення, що досягається за рахунок введення зворотного зв'язку у кола підсилювача високої частоти і полосового фільтра, а також можливості контролю роботи пристрою завдяки об'єднанню входу повітряного трансформатора і його другого виходу. На кресленні представлена структурна схема запропонованого пристрою частотноманіпульованої передачі інформації по високочастотному каналу зв'язку, де: 1 - схема керування, 2 - генератор, 3 - підсилювач потужності, 4 - повітряний трансформатор, 5 обмежувач, 6 - смуговий фільтр, 7 - підсилювач високої частоти, 8 - інтегратор, 9 - детектор. До першого і другого входів схеми керування 1 підключені сигнали "передача" і "вхід", вихід якої приєднано до входу генератора 2, вихід якого приєднано до входу підсилювача потужності 3, вихід якого приєднано до входу повітряного трансформатора 4, перший вихід якого приєднано до високочастотного каналу зв'язку, другий вихід повітряного трансформатора 4 приєднано до входу обмежувача рівня 5, перший вихід якого приєднано до першого входу смугового фільтра 6, вихід якого приєднано до першого входу підсилювача високої частоти 7, другий вихід 1 UA 105447 U 5 обмежувача рівня 5 приєднано до другого входу підсилювача високої частоти 7, вихід якого приєднано до входу інтегратора 8, перший вихід якого приєднано до другого входу смугового фільтра 6, другий вихід інтегратора 8 приєднано до входу детектора 9, до першого і другого виходів якого підключені сигнали "прийом" і "вихід" відповідно. Пристрій функціонує таким чином. Двійкова послідовність надходить на перший вхід схеми керування 1 "вхід", яка починає роботу при наявності сигналу "передача" на другому вході схеми керування 1, вихід якої приєднано до генератора гармонічних коливань 2, навантаженого на підсилювач потужності 3, на виході якого формується високочастотний сигнал з активною паузою, де логічна "0" і "1" кодуються двома різними частотами  0 , 1 , постійною несучою  n і  : w0  wn  w w1  wn  w . 10 сталою зміною 15 Сигнал з підсилювача потужності 3 надходить у високочастотний канал зв'язку через повітряний трансформатор 4, що являє собою послідовний коливальний контур приєднаний до каналу зв'язку через високовольтну ємність, а також на вхід обмежувача сигналу 5 приєднаного до другого виходу повітряного трасформатора 4 і навантаженого на смуговий фільтр 6, який складається з двох зв'язаних контурів, налаштованих на частоти  0 , 1 . У випадку наявності 20 25 30 35 40 паразитної модуляції внаслідок атмосферних та промислових завад, зв'язані контури смугового фільтра 6 підстроюють свої частотні характеристики на основі інформації з виходу інтегратора 8, виконуючи функцію оптимального приймача квазігармонічних коливань з оцінкою частоти по максимуму апостеріорної щільності Ймовірності [Родионов Я.Г. ЧМ радиоприем с обратным управлением, 1972]. В свою чергу, до виходу смугового фільтра б приєднано підсилювач високої частоти 7, на якому встановлюється коефіцієнт підсилення в залежності від частотної характеристики сигналу на виході обмежувача 5, що забезпечує стабільні умови роботи інтегратора 8, вихід якого приєднано до входу детектора 9, який аналізує сигнал з активною паузою і формує двійковий код на першому виході детектора 9 "вихід" в залежності від результату роботи активного корелятора [Цифровая связь / Дж. Прокис; ред. Д. Д. Кловский. М.: Радио и связь, 2000.-800 с.]: T T ( x(t )  s0 (t ))2 dt   ( x(t )  s1 (t ))2 dt  u  b0  0 0 , T T 2 2  ( x(t )  s (t )) dt  ( x(t )  s (t )) dt  u  b 0 1 1   0 0 де x(t ) - сигнал у високочастотному каналі зв'язку; s (t ) - калібровані сигнали частот  0 , 1 ; u - порог чутливості; bi - прийняте рішення про значення двійкового коду. На другому виході детектора 9 "прийом" формується сигнал в залежності від наявності прийнятого рішення про значення двійкового коду. Таким чином, за рахунок введення зворотного зв'язку у кола підсилювача високої частоти 7 і смугового фільтра 6, а також можливості контролю роботи пристрою у відповідальних системах цифрової передачі інформації по високочастотних каналах зв'язку при наявності паразитної модуляції внаслідок атмосферних та промислових завад, сумірних з рівнем корисного сигналу з'являється можливість створення пристрою частотно-маніпульованої передачі інформації по високочастотних каналах зв'язку з самодіагностикою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 Пристрій частотно-маніпульованої передачі інформації по високочастотних каналах зв'язку з самодіагностикою, що містить схему керування до першого і другого входів якої підключені сигнали "передача" і "вхід" відповідно, вихід схеми керування приєднано до входу генератора, вихід якого приєднано до входу підсилювача потужності, вихід якого приєднано до входу повітряного трансформатора, перший вихід якого приєднано до високочастотного каналу зв'язку, другий вихід повітряного трансформатора об'єднано з входом і приєднано до входу обмежувача рівня, перший вихід якого приєднано до першого входу полосового фільтра, вихід 2 UA 105447 U 5 якого приєднано до першого входу підсилювача високої частоти, другий вихід обмежувача рівня приєднано до другого входу підсилювача високої частоти, вихід якого приєднано до входу інтегратора, перший вихід якого приєднано до другого входу полосового фільтра, другий вихід інтегратора приєднано до входу детектора, до першого і другого виходів якого підключені сигнали "прийом" і "вихід" відповідно. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3