專利名稱:無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)的制作方法
無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)屬于無線通信設(shè)備。
常用的無線通信機(jī)由接收通道和終端兩部份串聯(lián)而成。接收通道由輸入回路、高頻放大、混頻、本振、濾波、中頻放大、檢波和低頻放大等電路順序串聯(lián)而成，是用在無線通信上的。如果通過它把在計(jì)算算中心的計(jì)算機(jī)與分散在各處的許多終端設(shè)備或計(jì)算機(jī)聯(lián)接起來構(gòu)成無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其誤碼率很高，無法使用。這是因?yàn)樗鼪]有采取高抗干擾措施，也就不能從空間廣頻譜噪聲、非系統(tǒng)無線電信號的干擾源和自身要接收的數(shù)據(jù)信號混合體中有效地把自身數(shù)據(jù)分離出來以降低系統(tǒng)的誤碼率。本發(fā)明則認(rèn)為只要設(shè)計(jì)一個(gè)高抗干擾的接收系統(tǒng)就能克服這個(gè)缺點(diǎn)。各種干擾源之所以能使無線接收系統(tǒng)產(chǎn)生誤響應(yīng)，其原因就在于干擾信號的能量大，可以強(qiáng)行擠入接收系統(tǒng)并維持足夠的能量去啟動(dòng)接收設(shè)備從而產(chǎn)生誤響應(yīng)。為此，接收系統(tǒng)若要有效地抑制各種干擾信號，它首先必須有效地抑制干擾能量，使其在進(jìn)入終端判決前，就將干擾和系統(tǒng)信號的能量在選頻放大電路輸入端所產(chǎn)生的信號幅度處理到同一數(shù)量級，這樣終端在判決時(shí)就可以準(zhǔn)確地在干擾和信號混合體中以其頻率的差異去選出系統(tǒng)信號來送往計(jì)算機(jī)處理。
本發(fā)明提出的高抗干擾接收系統(tǒng)是依靠本系統(tǒng)中超大控制量自動(dòng)增益控制(簡稱AGC)電路來完成對干擾能量的抑制作用的，它的接收通道的AGC框圖見圖1，其特征在于，在濾波和中頻放大電路中加入了一個(gè)T型衰減網(wǎng)絡(luò)，接收通道中檢波器的輸出在送往低頻放大的同時(shí)又送往一個(gè)高頻AGC電路，這個(gè)電路的輸出則通過一個(gè)工作在飽和狀態(tài)的三極管轉(zhuǎn)換電路送往T型衰減網(wǎng)絡(luò)，低頻放大電路的輸出送往一個(gè)低頻AGC電路，這個(gè)電路的輸出又反饋到低頻放大電路的輸入端去。當(dāng)天線輸入信號U1經(jīng)天線進(jìn)入接收通道后，經(jīng)檢波器檢出其包絡(luò)波U2，經(jīng)過一個(gè)跟隨器把U2送往高頻AGC電路，U2的信號強(qiáng)度決定了高頻自動(dòng)增益控制量的大小，當(dāng)U2增加時(shí)，由T型衰減網(wǎng)絡(luò)，中頻放大電路，檢波器和高頻AGC電路組成的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)的增益就下降，U2就減小，這樣就完成了高頻增益控制的作用。U2送入高頻AGC電路的同時(shí)又送入到低頻放大器去，當(dāng)U2增加時(shí)低放的輸出U3也增加由低頻放大器和低頻AGC電路組成的閉環(huán)負(fù)反饋系統(tǒng)的增益就下降，U3就減小，這樣就完成了低頻增益控制的作用。在高頻AGC和低頻AGC二個(gè)電路的作用下，保證了低頻放大器輸出端的信號和干擾的幅度近似相等以便于后面的選頻放大電路從干擾和信號的混合體中去分離出自身的數(shù)據(jù)來。
無線通信設(shè)備的終端通常為一個(gè)信息處理系統(tǒng)，本發(fā)明的特征在于其終端由選頻放大電路，延時(shí)判決塊，前導(dǎo)碼識別塊和位判決塊組成。其中，延時(shí)判決塊由延時(shí)判決電路，整形電路(1)和與門(1)組成，前導(dǎo)碼識別塊由前導(dǎo)碼識別電路，整形電路(2)，同步電路，可控時(shí)鐘脈沖發(fā)生器和與門(2)組成，位判決塊由位判決電路構(gòu)成，選頻放大電路和整形電路(1)的輸入來自接收通道的低頻放大電路，選頻放大電路的輸出送往延時(shí)判決電路，整形電路(1)和延時(shí)判決的輸出同時(shí)送往與門(1)并通過它去控制前導(dǎo)碼識別電路和位判決電路，選頻放大電路的輸出又通過整形電路(2)，同步電路和可控時(shí)鐘脈沖發(fā)生器后再和前導(dǎo)碼識別電路的輸出同時(shí)經(jīng)與門(2)送到位判決電路去形成計(jì)算機(jī)所需要的數(shù)據(jù)碼，具體框圖見圖2。
無線通信設(shè)備的信號傳遞格式一般由信息塊組成，本發(fā)明的特征在于，它由數(shù)據(jù)塊組成在數(shù)據(jù)塊前面還要順序加上啟動(dòng)碼組和前導(dǎo)碼。啟動(dòng)碼組的數(shù)率和所要傳送的數(shù)據(jù)塊的數(shù)率相同，見圖3。其中啟動(dòng)碼組起了以下三個(gè)作用1、使接收系統(tǒng)能夠根據(jù)信號強(qiáng)度建立起穩(wěn)定的高、低頻自動(dòng)增益控制電壓UAGC來以保證對數(shù)據(jù)塊的正確接收。為此，啟動(dòng)碼組長度應(yīng)為(4～5)tAGC，其中，tAGC為接收機(jī)從接收到數(shù)據(jù)信號的時(shí)刻t0起到建立起穩(wěn)定的高、低頻UAGC為止所需要的時(shí)間，它分別由高頻AGC電路的啟控延時(shí)tHAGC和低頻AGC電路的啟控延時(shí)tLAGC組成，即tAGC＝tHAGC+tLAGG。換而言之，tAGC表示了從t0時(shí)刻起接收機(jī)需要經(jīng)過tAGC的時(shí)間才能進(jìn)入對信號和干擾的等能量處理;2、依啟動(dòng)碼組數(shù)率及長度的特征，使選頻放大和延時(shí)判決塊能作出正確的判斷，以便適時(shí)啟動(dòng)。這是因?yàn)樵趩?dòng)碼組結(jié)束后，緊跟了一個(gè)特定的前導(dǎo)碼，隨著數(shù)據(jù)碼流由與門(1)向位判決系統(tǒng)輸入的同時(shí)，前導(dǎo)碼識別電路開始有了輸出，并通過與門(2)啟動(dòng)位判決電路。如果啟動(dòng)碼組未結(jié)束，前導(dǎo)碼未到來時(shí)，位判決電路是不工作的。這樣，啟動(dòng)碼組起了一種為前導(dǎo)碼識別和數(shù)據(jù)碼位判決作準(zhǔn)備的作用;3、由于啟動(dòng)碼組在數(shù)率上是和數(shù)據(jù)碼相同的，因而可以以啟動(dòng)碼組的數(shù)率為準(zhǔn)，通過選頻放大和整形電路(2)去強(qiáng)行同步本機(jī)的可控時(shí)鐘脈沖，以便對數(shù)據(jù)塊前端碼位進(jìn)行判決提供正確的時(shí)鐘。只要強(qiáng)行同步到使可控時(shí)鐘脈沖發(fā)生器輸出的窄脈沖延時(shí)一個(gè)數(shù)據(jù)碼的四分之一周期就可以大大降低其誤碼率。由圖4的波形圖可見，只有在這一很窄的時(shí)隙內(nèi)位判決系統(tǒng)才會有輸出，其它時(shí)隙則沒有輸出，因而其誤碼率是極低的。其具體過程如下接收通道中既有信號又有干擾，其幅度近似相等，它們經(jīng)整形電路(1)后均不丟真地變成了數(shù)字信號，如果在歸零碼的后二分之一周期內(nèi)出現(xiàn)干擾脈沖的話，則通過位判決系統(tǒng)可以將其消除。因?yàn)檎坞娐?2)的輸出會去強(qiáng)行同步可控時(shí)鐘脈沖發(fā)生器，使其和數(shù)據(jù)碼在相位上經(jīng)常保持同步，這樣圖4g點(diǎn)的輸出是不間斷的，只要檢測到前導(dǎo)碼后就可打開與門(2)，使h端輸出寬為20μs的正脈沖串并出現(xiàn)在數(shù)據(jù)碼的前四分之一周期處，對于不出現(xiàn)在這一時(shí)隙的干擾位判決系統(tǒng)可以把它們?nèi)壳宄?。另外，選頻放大電路卻可從通道輸出信號中以頻率差異選出有用的數(shù)據(jù)來，但是由于它有較高的Q值，故對游離的數(shù)據(jù)碼會產(chǎn)生衰減振蕩，經(jīng)整形電路(2)后會產(chǎn)生“新生碼”，但它卻保持了與傳送數(shù)據(jù)數(shù)率相同的特色，因而不會給鐘同步系統(tǒng)帶來任何不良影響，同時(shí)由于整形電路(2)的輸出信號為時(shí)鐘同步提供了準(zhǔn)確的相位關(guān)系，從而保證了位判決系統(tǒng)的精度。
實(shí)施例T型網(wǎng)絡(luò)、轉(zhuǎn)換電路和高、低頻AGC電路圖見圖5。當(dāng)檢波電路的輸出信號增加時(shí)，高頻AGC電路輸出的負(fù)信號將會使處于飽和狀態(tài)的BG2管從飽和區(qū)進(jìn)入放大區(qū)乃至進(jìn)入截止區(qū)，這一變化又將使處于截止?fàn)顟B(tài)的BG1管進(jìn)入放大區(qū)甚至進(jìn)入飽和區(qū)，此時(shí)，二極管D1、D2便由正偏進(jìn)入反偏狀態(tài)，使T型衰減網(wǎng)絡(luò)的插入損耗大大增加，同時(shí)，BG2的截止也導(dǎo)致它的Uc由低變高，從而有效地抑制了中放的增益，起到了高頻AGC的作用。隨著檢波電路輸出信號的增加，低頻AGC電路中，BG6由常導(dǎo)通轉(zhuǎn)向截止，運(yùn)算放大器39的放大倍數(shù)由大變小，輸往選頻放大電路的輸入信號幅度33則下降，起到低頻自動(dòng)增益控制的作用。
本機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下
天線輸入信號變化10萬倍，檢波信號幅度只變化3.9倍，而通道總輸出信號僅變化1.064倍，達(dá)到了等能量處理的目的。
圖1接收通道自動(dòng)增益控制(簡稱AGC)框圖1-輸入回路;
2-高頻放大電路;
3-混益電路;
4-濾波電路;
5-T型衰減網(wǎng)絡(luò);
6-中頻放大電路;
7-檢波電路;
8-低頻放大電路;
9-高頻AGC電路;
10-低頻AGC電路;
11-通道送往選頻放大的總輸出信號;
12-天線輸入信號;
13-本振電路。
圖2無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)終端框圖14-延時(shí)判決電路，用積分電路反相器觸發(fā)器;
15-整形電路(1);
16-整形電路(2);
17-同步電路，由一個(gè)單穩(wěn)和除法電路構(gòu)成;
18-前導(dǎo)碼識別電路，用可連續(xù)觸發(fā)單穩(wěn)電路構(gòu)成;
19-可控時(shí)鐘脈沖發(fā)生器;
20-與門電路(1);
21-與門電路(2);
22-位判決電路，用移位寄存器構(gòu)成;
23-送往計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)碼;
24-選頻放大電路;
圖3無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)傳遞格式25-啟動(dòng)碼組;
26-前導(dǎo)碼;
27-數(shù)據(jù)塊(一塊或多塊);
圖4終端各點(diǎn)波形圖28-干擾信號;
28′-整形電路(2)產(chǎn)生的“新生碼”;
29-數(shù)據(jù)碼;
圖5T型網(wǎng)絡(luò)、轉(zhuǎn)換電路和高、低頻AGC電路圖30-檢波電路輸出信號;
31-濾波電路輸出信號;
32-中頻放大電路輸入信號;
33-選頻放大電路輸入信號;
34-T型衰減網(wǎng)絡(luò);
35-轉(zhuǎn)換電路;
36-高頻AGC電路;
37-低頻AGC電路;
38、39-運(yùn)算放大器，用LM324構(gòu)成;
40-高頻AGC電路輸往中頻放大電路的信號。
參考文獻(xiàn)1、美國專利 4，521，917
權(quán)利要求
1.無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)，屬于無線通信設(shè)備，通常其接收通道由輸入回路，高頻放大，混頻，本振，濾波，中頻放大，檢波和低頻放大電路串聯(lián)而成，本發(fā)明的特征在于，在濾波和中頻放大電路中加入了一個(gè)T型衰減網(wǎng)絡(luò)，接收通道中檢波器的輸出在送往低頻放大的同時(shí)又送往一個(gè)高頻自動(dòng)增益控制(簡稱高頻AGC)電路，這個(gè)電路的輸出則通過一個(gè)工作在飽和狀態(tài)的三極管轉(zhuǎn)換電路送往T型衰減網(wǎng)絡(luò)，低頻放大電路的輸出送往一個(gè)低頻自動(dòng)增益控制(簡稱低頻AGC)，這個(gè)電路的輸出又反饋到低頻放大電路的輸入端去。
2.無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)，屬于無線通信設(shè)備，一般終端為一個(gè)信息處理系統(tǒng)，本發(fā)明的特征在于，其終端由選頻放大電路，延時(shí)判決塊，前導(dǎo)碼識別塊和位判決塊組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2的終端信息處理系統(tǒng)，其特征在于，所說延時(shí)判決塊由延時(shí)判決電路，整形電路(1)和與門(1)組成，前導(dǎo)碼識別塊由前導(dǎo)碼識別電路，整形電路(2)，同步電路，可控時(shí)鐘脈沖發(fā)生器和與門(2)組成，位判決塊由位判決電路構(gòu)成，其中，選頻放大電路和整形電路(1)的輸入來自接收通道的低頻放大電路，選頻放大電路的輸出送往延時(shí)判決電路，整形電路(1)的和延時(shí)判決電路的輸出同時(shí)送往與門(1)并通過它去控制前導(dǎo)碼識別電路和位判決電路，選頻放大電路的輸出又通過整形電路(2)，同步電路和可控時(shí)鐘脈沖發(fā)生器后再和前導(dǎo)碼識別電路的輸出一起送往與門(2)，它再和與門(1)的輸出同時(shí)送到位判決電路去產(chǎn)生計(jì)算機(jī)所需要的數(shù)據(jù)碼。
4.無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)，屬于無線通信設(shè)備，其信號傳遞格式一般由信息塊組成，本發(fā)明的特征在于，它由數(shù)據(jù)塊組成，在數(shù)據(jù)塊前面還要順序加上啟動(dòng)碼組和前導(dǎo)碼，啟動(dòng)碼組的數(shù)率與所要傳送的數(shù)據(jù)塊的數(shù)率相同。
專利摘要
無線數(shù)據(jù)傳輸機(jī)屬于無線通信設(shè)備，可用于組成計(jì)算機(jī)的天線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的特點(diǎn)在于在接收通道設(shè)置了高、低頻自動(dòng)增益控制電路以便于對干擾和信息的混合體進(jìn)行等幅處理；在終端有選頻放大電路，延時(shí)判決塊，前導(dǎo)碼判決塊和位判決塊等電路以便依頻率的差異從混頻體中分離出信息來。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)天線輸入信號幅度變化10萬倍時(shí)，檢波輸出的幅度變化3.9倍，通道總輸出幅度才變化1.064倍。
文檔編號H04B1/16GK87103366SQ87103366
公開日1988年11月23日 申請日期1987年5月8日
發(fā)明者白永輝 申請人:北京工業(yè)大學(xué)電子廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan