устройство для приема сигналов кода морзе

Формула изобретения

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

Описание изобретения к патенту

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

Известно 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 [1].

Недостатком описанного аналога является отсутствие правила различения элементов кода Морзе от мешающих сигналов, вызванных интенсивным шумом или гармонической помехой. Все это значительно снижает 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 выводы для подключения канала связи, которые соединены со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом блока быстрого преобразования Фурье и через первый блок памяти, перестраиваемый цифровой полосовой фильтр, амплитудный детектор со входом второго блока памяти и входом первого вычислительного блока, управляющий вход которого соединен со вторым управляющим выходом блока быстрого преобразования Фурье, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом перестраиваемого цифрового полосового фильтра, вычитающее устройство, первый и второй входы которого соединены с выходом первого вычислительного блока и с выходом второго блока памяти соответственно, а выход вычитающего устройства соединен через преобразователь временной интервал-код со входом третьего блока памяти и входом второго вычислительного блока, выход которого соединен со вторым входом анализатора сигнала, выход которого соединен с выводом для снятия распознанных элементов кода Морзе [2].

Недостатком прототипа является отсутствие критерия принятия решения о достоверном приеме элементов кода Морзе. Мешающие сигналы при отсутствии сигнала кода Морзе способны имитировать элементы кода Морзе, что снижает достоверность определения элементов кода Морзе.

Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности приема элементов кода Морзе на фоне интенсивных помех, похожих на полезный сигнал.

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

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 содержит выводы для подключения канала связи 1, которые соединены со входом аналого-цифрового преобразователя 2, выход которого 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 входом первого вычислительного блока 8, управляющий вход которого соединен со вторым управляющим выходом блока быстрого преобразования Фурье, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом перестраиваемого цифрового полосового фильтра, вычитающее устройство 9, первый и второй входы которого соединены с выходом первого вычислительного блока и с выходом второго блока памяти соответственно, а выход вычитающего устройства соединен через преобразователь временной интервал-код 10 со входом третьего блока памяти 11 и входом второго вычислительного блока 12, выход которого соединен с первым входом третьего вычислительного блока 13 и вторым входом анализатора сигнала 14, выход которого соединен с выводом для снятия распознанных элементов кода Морзе 15, третий вычислительный блок, второй вход которого соединен с выходом третьего блока памяти и через четвертый блок памяти 16 с первым входом решающего блока 17, второй вход и выход которого соединены с выходом третьего вычислительного блока и первым входом анализатора сигнала соответственно.

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 Т). 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 третий вычислительный блок 13. Поскольку длительности всех элементов кода Морзе привязаны к длительности символа «точка», то третий вычислительный блок 13 вычисляет (фиг.3):

- отклонение символа «точка» от значения Р;

- отклонение 3 символа «тире» от значения 3Р;

- отклонение паузы между элементами кода Морзе от значения - Р;

- отклонение 3 паузы между буквами от значения -3Р.

По найденным отклонениям ( и 3 ) третий вычислительный блок 13 вычисляет среднее значение отклонения символа «точка» cр для текущих данных, находящихся в третьем блоке памяти 11.

,

где М - общее число символов «точка», «тире», пауз между элементами кода Морзе и между буквами, находящихся в третьем блоке памяти 11. Среднее значение отклонения символа «точка» ср с выхода третьего вычислительного блока 13 поступает на второй вход решающего блока 17, на первый вход которого поступает сигнал с выхода четвертого блока памяти 16, который работает в режиме сдвигового регистра с задержкой, равной задержке третьего блока памяти 11. Таким образом, сигналы на первом и втором входах решающего блока 17 появятся одновременно. Если сигнал на втором входе решающего блока 17 меньше заданного порога (например, порог 0,2 означает, что допускается 20% разброс длительности элементов кода Морзе), то решающий блок 17 пропустит сигнал со своего входа на первый вход анализатора сигнала 14, на второй вход которого поступает среднее значение суммарных отсчетов, соответствующих символу "точка" Р. В противном случае на входе анализатора сигнала 14 сигнал будет отсутствовать, что соответствует отсутствию сигнала кода Морзе в анализируемом сигнале.

Анализатор сигнала 14 принимает решение о принятом элементе кода U (фиг.3) с выхода решающего блока 17 по следующим правилам:

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

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

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

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

На выводе для снятия распознанных элементов кода Морзе 15 появляется напряжение U0 в соответствии с выполнением одного из правил 1-4.

Обеспечение возможности повышения достоверности приема элементов кода Морзе на фоне интенсивных помех, похожих на полезный сигнал, стало возможным благодаря тому, что применены третий вычислительный блок, четвертый блок памяти и решающий блок, которые позволяют сформировать критерий принятия решения о наличии элементов кода Морзе в принимаемом сигнале.

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, вычислительные блоки, преобразователь временной интервал-код, анализатор сигнала и решающий блок могут быть реализованы на базе микропроцессора AT91SAM7S256 фирмы Atmel.

Источники информации

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

2. Патент РФ № 2325772, кл. H04L 15/24. Устройство для приема сигналов кода Морзе.