[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2614345C1 - Method of exapanding dynamic range in radio systems - Google Patents

Method of exapanding dynamic range in radio systems Download PDF

Info

Publication number
RU2614345C1
RU2614345C1 RU2015154943A RU2015154943A RU2614345C1 RU 2614345 C1 RU2614345 C1 RU 2614345C1 RU 2015154943 A RU2015154943 A RU 2015154943A RU 2015154943 A RU2015154943 A RU 2015154943A RU 2614345 C1 RU2614345 C1 RU 2614345C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
dynamic range
operational amplifiers
radio systems
blocks
Prior art date
Application number
RU2015154943A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Владимирович Рябов
Евгений Сергеевич Клюжев
Андрей Николаевич Дедов
Анастасия Владимировна Гарифуллина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный технологический университет"
Priority to RU2015154943A priority Critical patent/RU2614345C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614345C1 publication Critical patent/RU2614345C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B1/00Details

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Abstract

FIELD: physics, electronics.
SUBSTANCE: invention relates to electronic engineering and audio equipment, designed for expanding a dynamic range and can be used in audio equipment and radio systems for different purposes. Expansion of the dynamic range of equipment is achieved by including N blocks of operational amplifiers, having different gain coefficients, as well as a set of K1.N switches, which connect their own amplifier. When transmitting/recording a signal in random-access memory, they are connected so as to reduce the dynamic range of the recorded (or transmitted) signal. When processing (or receiving) a signal, a dynamic range expander also has N blocks of operational amplifiers, which are connected by K2.N switches, and restore the initial signal by connecting the corresponding blocks of amplifiers. Therefore when recording a signal, its dynamic range is reduced, and restored again when reproducing the signal, while preserving the initial dynamic range of the processed signal.
EFFECT: expansion of dynamic range of radio systems.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электронно-вычислительной технике и радиотехнике, предназначено для расширения динамического диапазона в радиотехнических системах (РТС) и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения и аудиотехнике.The invention relates to electronic computers and radio engineering, is intended to expand the dynamic range in radio systems (RTS) and can be used in radio systems for various purposes and audio equipment.

Известны способы расширения динамического диапазона [1, 2].Known methods of expanding the dynamic range [1, 2].

Устройство АРУ содержит усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, имеющий вход для приема входного сигнала, управляющий вход для приема сигнала регулировки усиления и выход для выдачи выходного сигнала. Устройство АРУ также содержит измерительную схему для выработки сигнала принимаемой мощности на основании мощности выходного сигнала. Интегратор с насыщением сравнивает сигнал принимаемой мощности с опорным сигналом и вырабатывает сигнал регулировки усиления в ответ на результат сравнения. Интегратор с насыщением содержит решающую схему для разрешения интегрирования на основании значений сигнала принимаемой мощности, опорного сигнала и сигнала регулировки усиления. В предпочтительном варианте использование входного ограничителя в совокупности с аналого-цифровым преобразователем обеспечивает расширение динамического диапазона входного сигнала [1].The AGC device contains an amplifier with adjustable gain, having an input for receiving an input signal, a control input for receiving a gain control signal, and an output for outputting an output signal. The AGC device also contains a measuring circuit for generating a received power signal based on the power of the output signal. The saturation integrator compares the received power signal with the reference signal and generates a gain control signal in response to the comparison result. The saturation integrator comprises a decision circuit for allowing integration based on the values of the received power signal, the reference signal, and the gain control signal. In a preferred embodiment, the use of an input limiter in combination with an analog-to-digital converter provides an extension of the dynamic range of the input signal [1].

Известен также способ расширения динамического диапазона в системе цифровой радиопередачи, при котором в приемнике, включающем ограничитель сигнала, к которому подсоединен аналого-цифровой преобразователь (АЦП), квадратурный делитель, который связан с АЦП, а также декодер, который связан с квадратурным делителем, выбирают величину верхнего предела для динамического диапазона АЦП, определяют минимально допустимое качество сигнала для обработки радиосигнала в приемнике, генерируют величину качества сигнала на выходе АЦП, сравнивают сгенерированную величину качества сигнала с минимально допустимым качеством сигнала и ограничивают сигнал, поступающий на АЦП, так, чтобы мощность сигнала превысила бы величину верхнего предела АЦП, и так, чтобы было превышено минимально допустимое качество сигнала, когда мощность сигнала, передаваемого от ограничителя сигнала, превысит величину верхнего предела (прототип) [2].There is also a method of expanding the dynamic range in a digital radio transmission system, in which, in a receiver including a signal limiter to which an analog-to-digital converter (ADC) is connected, a quadrature divider that is connected to the ADC, and a decoder that is connected to the quadrature divider, are selected the upper limit value for the dynamic range of the ADC, determine the minimum acceptable signal quality for processing the radio signal in the receiver, generate the signal quality value at the ADC output, compare the non-aligned value of the signal quality with the minimum acceptable signal quality and limit the signal to the ADC so that the signal power exceeds the value of the upper limit of the ADC, and so that the minimum acceptable signal quality is exceeded when the power of the signal transmitted from the signal limiter exceeds the value of the upper limit (prototype) [2].

Однако известные способы не позволяют восстановить исходный сигнал с заданной точностью.However, the known methods do not allow to restore the original signal with a given accuracy.

Положительный технический результат - расширение динамического диапазона радиотехнических систем - достигается тем, что в способе расширения динамического диапазона в радиотехнических системах новым является то, что вводится N блоков операционных усилителей, имеющих разные коэффициенты усиления и включенных параллельно, а также набор из К1.N ключей, которые подключают соответствующий операционный усилитель; расширитель динамического диапазона также имеет вторую группу, состоящую из N блоков операционных усилителей, которые подключаются параллельно при помощи К2.N ключей; при передаче сигнала работает первая группа операционных усилителей, а при приеме/обработке сигнала - вторая группа операционных усилителей.A positive technical result - the expansion of the dynamic range of radio systems - is achieved by the fact that in the method of expanding the dynamic range in radio systems, the new thing is that N blocks of operational amplifiers are introduced having different amplification factors and connected in parallel, as well as a set of K 1.N keys that connect the corresponding operational amplifier; the dynamic range extender also has a second group consisting of N blocks of operational amplifiers that are connected in parallel using K 2.N keys; when transmitting a signal, the first group of operational amplifiers works, and when receiving / processing a signal, the second group of operational amplifiers.

Способ расширения динамического диапазона заключается в следующем. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства динамического диапазона в РТС.A method of expanding the dynamic range is as follows. In FIG. 1 is a structural diagram of a dynamic range device in a RTS.

На вход операционных усилителей, включенных параллельно, поступает входной сигнал uвх(t). (Подключаются только те усилители, у которых замкнуты ключи К1.N.) Тогда амплитуда сигнала на выходе операционных усилителей описывается следующей формулой:The input signal of operational amplifiers connected in parallel receives an input signal u in (t). (Only amplifiers with keys K 1.N are connected .) Then the amplitude of the signal at the output of the operational amplifiers is described by the following formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Следовательно, можно уменьшить динамический диапазон передаваемого сигнала, что приведет к уменьшению искажений сигнала при передаче по линии связи.Therefore, it is possible to reduce the dynamic range of the transmitted signal, which will lead to a decrease in signal distortion during transmission over the communication line.

При обработке принятого сигнала подключается другая группа операционных усилителей (см. фиг. 1), при этом должны быть замкнуты соответствующие ключи К2.N. При этом динамический диапазон принимаемого/обрабатываемого сигнала может быть восстановлен с заданной точностью.When processing the received signal, another group of operational amplifiers is connected (see Fig. 1), and the corresponding keys K 2.N must be closed. In this case, the dynamic range of the received / processed signal can be restored with a given accuracy.

Таким образом, принятый сигнал имеет более узкий динамический диапазон, поэтому он меньше подвержен искажениям при передаче по каналам связи.Thus, the received signal has a narrower dynamic range, so it is less prone to distortion during transmission over communication channels.

Замыкая соответствующие ключи К2.N, подключаются соответствующие операционные усилители (см. фиг. 1) и можно восстановить исходный сигнал, который будет иметь более широкий динамический диапазон по сравнению с принятым.Closing the corresponding keys To 2.N , the corresponding operational amplifiers are connected (see Fig. 1) and you can restore the original signal, which will have a wider dynamic range compared to the received one.

ЛитератураLiterature

1. Патент №2157044 Российской Федерации. МПК H03G 3/20. Устройство для расширения динамического диапазона / Заявл. 23.09.1993. Опубл. 20.04.1996. Бюл. №11. - 4 с.1. Patent No. 2157044 of the Russian Federation. IPC H03G 3/20. Device for expanding the dynamic range / Decl. 09/23/1993. Publ. 04/20/1996. Bull. No. 11. - 4 p.

2. Патент №2163416 Российской Федерации. МПК H03G 3/20. Способ и устройство для автоматической регулировки усиления в цифровом радиоприемнике / Пол И. Питерзелл (US), Натаниель Б. Вилсон (US), Питер Дж. Блэк (AU). Заявл. 20.03.1999. Опубл. 20.02.2001. Бюл. №13 (прототип).2. Patent No. 2163416 of the Russian Federation. IPC H03G 3/20. Method and device for automatic gain control in a digital radio / Paul I. Petersell (US), Nathaniel B. Wilson (US), Peter J. Black (AU). Claim 03/20/1999. Publ. 02/20/2001. Bull. No. 13 (prototype).

Claims (1)

Способ расширения динамического диапазона в радиотехнических системах, отличающийся тем, что вводится N блоков операционных усилителей, имеющих разные коэффициенты усиления и включенных параллельно, а также набор из К1.N ключей, которые подключают соответствующий операционный усилитель; расширитель динамического диапазона также имеет вторую группу, состоящую из N блоков операционных усилителей, которые подключаются параллельно при помощи К2.N ключей; при передаче сигнала работает первая группа операционных усилителей, а при приеме/обработке сигнала - вторая группа операционных усилителей.A method of expanding the dynamic range in radio engineering systems, characterized in that N blocks of operational amplifiers are introduced having different amplification factors and connected in parallel, as well as a set of K 1.N keys that connect the corresponding operational amplifier; the dynamic range extender also has a second group consisting of N blocks of operational amplifiers that are connected in parallel using K 2.N keys; when transmitting a signal, the first group of operational amplifiers works, and when receiving / processing a signal, the second group of operational amplifiers.
RU2015154943A 2015-12-21 2015-12-21 Method of exapanding dynamic range in radio systems RU2614345C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154943A RU2614345C1 (en) 2015-12-21 2015-12-21 Method of exapanding dynamic range in radio systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015154943A RU2614345C1 (en) 2015-12-21 2015-12-21 Method of exapanding dynamic range in radio systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2614345C1 true RU2614345C1 (en) 2017-03-24

Family

ID=58453026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015154943A RU2614345C1 (en) 2015-12-21 2015-12-21 Method of exapanding dynamic range in radio systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614345C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2691588C1 (en) * 2018-09-27 2019-06-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Analogue-to-digital and digital-to-analogue conversion method with non-uniform amplitude quantisation
RU2701719C1 (en) * 2018-04-16 2019-10-01 Открытое акционерное общество "Октава" Radio receiving device for rs with extended dynamic range
RU2715406C1 (en) * 2019-04-22 2020-02-27 Павел Васильевич Куприянов Input linear module of broadband receiving microwave device with extended dynamic range
RU2729038C1 (en) * 2019-11-25 2020-08-04 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Radio receiver with digital self-corrupted frequency correction

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1626332A1 (en) * 1989-03-20 1991-02-07 Предприятие П/Я Р-6639 Device for stepwise input signal control
US5107225A (en) * 1990-11-30 1992-04-21 Qualcomm Incorporated High dynamic range closed loop automatic gain control circuit
RU2022447C1 (en) * 1991-04-29 1994-10-30 Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Phase-modulated pulse sequence shaper for exciting resonance-tuned load
WO1998033272A1 (en) * 1997-01-27 1998-07-30 Qualcomm Incorporated High dynamic range variable gain amplifier
RU2157044C2 (en) * 1994-10-03 2000-09-27 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон Device and method for enlarging dynamic range of receiver
RU2163416C2 (en) * 1994-04-28 2001-02-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for automatic gain control in digital radio receiver

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1626332A1 (en) * 1989-03-20 1991-02-07 Предприятие П/Я Р-6639 Device for stepwise input signal control
US5107225A (en) * 1990-11-30 1992-04-21 Qualcomm Incorporated High dynamic range closed loop automatic gain control circuit
RU2022447C1 (en) * 1991-04-29 1994-10-30 Центральный научно-исследовательский институт "Морфизприбор" Phase-modulated pulse sequence shaper for exciting resonance-tuned load
RU2163416C2 (en) * 1994-04-28 2001-02-20 Квэлкомм Инкорпорейтед Method and device for automatic gain control in digital radio receiver
RU2157044C2 (en) * 1994-10-03 2000-09-27 Телефонактиеболагет Лм Эрикссон Device and method for enlarging dynamic range of receiver
WO1998033272A1 (en) * 1997-01-27 1998-07-30 Qualcomm Incorporated High dynamic range variable gain amplifier

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701719C1 (en) * 2018-04-16 2019-10-01 Открытое акционерное общество "Октава" Radio receiving device for rs with extended dynamic range
RU2691588C1 (en) * 2018-09-27 2019-06-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Analogue-to-digital and digital-to-analogue conversion method with non-uniform amplitude quantisation
RU2715406C1 (en) * 2019-04-22 2020-02-27 Павел Васильевич Куприянов Input linear module of broadband receiving microwave device with extended dynamic range
RU2729038C1 (en) * 2019-11-25 2020-08-04 Акционерное общество "Концерн "Созвездие" Radio receiver with digital self-corrupted frequency correction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2614345C1 (en) Method of exapanding dynamic range in radio systems
US9831844B2 (en) Digital microphone with adjustable gain control
CN103929141B (en) Automatic Gain Control System for Analog-to-Digital Converters
JP4834806B2 (en) Method and apparatus for dynamic gain and phase compensation
JP5335685B2 (en) Delay line calibration
US9992571B2 (en) Speaker protection from overexcursion
CN107086859A (en) Digital Automatic Gain Control Circuit for Wireless Communication Receiver
CN107276590B (en) Signal processing method and system
CN107994963B (en) Method and device for expanding detection range of power detector
CN107968980B (en) Digital microphone and control method thereof
CN105812066A (en) Method and device for controlling optical receiver, and optical receiver
US10411924B2 (en) Automatic gain compression detection and gain control for analog front-end with nonlinear distortion
JP2014143683A (en) System and method for determining channel loss in dispersive communication channel at nyquist frequency
TW200623617A (en) Automatic level adjusting circuit
US20120025908A1 (en) Automatic gain control
US11005643B2 (en) Communication receiving device and clock data recovery method
US7277510B1 (en) Adaptation algorithm based on signal statistics for automatic gain control
GB2575397A (en) Fully-differential current digital-to-analog converter
EP3379847B1 (en) Audio device, speaker device, and audio signal processing method
CN109660257B (en) Adjustable signal equalization device and adjusting method thereof
RU2624409C1 (en) Correlation signal processing device
WO2020028687A8 (en) Sound sensing with time-varying thresholds
US9940946B2 (en) Sharp noise suppression
US8971447B1 (en) Variable delay of data signals
US9705464B2 (en) Audio signal processing circuit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171222