Приемопередатчик высокочастотной аппаратуры передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики, данных и связи

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИК ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ АППАРАТУРЫ ПЕРЕДАЧИ КОМАНД РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИ, ДАННЫХ И СВЯЗИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники(72) Авторы Забеньков Игорь Иванович Еньков Дмитрий Александрович Забеньков Андрей Игоревич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники(57) Приемопередатчик высокочастотной аппаратуры передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики, данных и связи, содержащий магистральную шину интерфейса, усилитель мощности передатчика, выход которого соединен с каналом передачи, и аналого-цифровой преобразователь, отличающийся тем, что в него введены первый цифровой сигнальный процессор, вход которого соединен с магистральной шиной интерфейса, а выход со входом цифрового специализированного сигнального передающего процессора, выход которого соединен со входом усилителя мощности, ограничитель, вход которого соединен с каналом передачи, а выход соединен со входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с первым входом регулируемого усилителя, второй вход которого соединен с генератором шума, выход регулируемого усилителя соединен с аналого-цифровым преобразователем, выход которого соединен со входом цифрового специализированного сигнального приемного процессора, выход которого соединен со входом второго цифрового сигнального процессора, выход которого соединен с магистральной шиной интерфейса.(56) 1. Техническое описание аппаратуры ВЧ связи АКСТ Линия - ЦУК.- Россия, Каменец-Подольск, 2003. 2. Техническое описание цифрового устройства передачи команд УПКЦ..- Екатеринбург-Москва, 2005. 3. Техническое описание аппаратуры ВЧ связи ЦВК-16. ООО Модем.- СанктПетербург, 2007. 4..,.,..-, 1996.- Р. 624. Полезная модель относится к высокочастотной связи и может быть использована в приемно-передающих устройствах аппаратуры высокочастотной связи по проводам высоковольтных линий, силовых кабелей, газовых труб и других проводящих электрический ток сред и материалов. Известно устройство 1, с. 15-18 3 построения приемопередатчика высокочастотной(ВЧ) аппаратуры передачи команд релейной защиты (РЗ) и противоаварийной автоматики(ПА), данных и связи, основанный на аналоговых методах формирования и приема ВЧ сигналов. Устройство 1 по этому способу содержит полосовой фильтр 1, первый смеситель, полосовой фильтр 2 и усилитель мощности передатчика аттенюатор, третий смеситель, полосовой фильтр 3, четвертый смеситель и полосовой фильтр 4 приемника. Такое устройство обладает следующими недостатками а) использование аналогового сигнала и аналоговых принципов его формирования, приема и обработки б) значительную временную нестабильность электрических избирательных цепей и активных модулей. Более близкими по достигаемому эффекту являются приемопередатчик аппаратуры УПК-Ц 2, с. 1-3, которая использует цифровые принципы формирования, приема и обработки сигналов на основе неспециализированных программируемых логически интегральных схем (ПЛИС) и приемопередатчик аппаратуры ВЧ связи 3, с. 22, 45, 48-50 ЦВК-16, использующая ПЛИС, цифровые устройства обработки сигналов и аналоговые блоки усилителя мощности в передатчике и преселектора в приемнике. Недостатком данных устройств является а) использование неспециализированных программируемых логически интегральных схем ПЛИС и ЦПОС б) низкая перегрузочная способность приемника из-за ограниченной разрядности аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в) малый динамический диапазон приемника по полезному сигналу, ограниченный дискретными побочными компонентами в сигнале от цифровых блоков. Задачей данной полезной модели является получение технического результата, который выражается в упрощении структуры приемопередатчика, расширении динамического диапазона приемника по сигналу и помехам и защите его от импульсных помех канала передачи. Поставленная задача достигается тем, что в приемопередатчик, содержащий магистральную шину интерфейса, усилитель мощности передатчика, выход которого соединен с каналом передачи и АЦП приемника, вход которого соединен с каналом передачи введены первый цифровой сигнальный процессор , вход которого соединен с магистральной шиной интерфейса, а выход со входом специализированного сигнального передающего процессора ( ПРД), выход которого соединен с усилителем мощности передатчика входом приемника является ограничитель импульсных помех, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот, выход которого соединен с первым входом регулируемого усилителя, на второй вход которого подается шумовой сигнал с генератора шума, а выход регулируемого усилителя соединен со входом АЦП, выход которого соединен с сигнальным входом специализированного сигнального приемного процессора, выход которого соединен с входом второго цифрового сигнального процессора,выход которого подключен к магистральной шине интерфейса. 2 57142009.12.30 Известно, что введение в структуру приемопередатчика цифрового специализированного сигнального передающего процессора ( ПРД) и цифрового специализированного сигнального приемного процессора ( ПРМ) упрощает его структуру, уменьшая число структурных компонент, функции которых выполняются новыми блоками и программным образом введение ограничителя импульсных помех и регулируемого усилителя позволяет защитить вход приемника от импульсных помех, превышающих уровень максимального полезного сигнала, расширить динамический диапазон приемника и защитить от переполнения наиболее уязвимую его часть - АЦП. Известно также 4, с. 1-7, что снижение интегрального шума дискретных спектральных составляющих в устройствах с цифровой обработкой сигнала достигается подмешиванием к полезному сигналу шумового сигнала отдельного генератора, а введение в структуру приемника перед АЦП регулируемого усилителя защищает последний от переполнения и расширяет динамический диапазон приемника. На фигуре показана структурная схема приемопередатчика высокочастотной аппаратуры передачи команд релейной защиты и противоаварийной автоматики, данных и связи. Приемопередатчик на фигуре содержит первый цифровой сигнальный процессор(1) 1, вход которого соединен с магистральной шиной интерфейса, цифровой специализированный сигнальный передающий процессор 2 ( ПРД), с выхода которого преобразованный в аналоговую форму высокочастотный модулированный сигнал поступает на усилитель мощности 3 передатчика входом приемника является ограничитель импульсных помех 4, выход которого соединен со входом фильтра нижних частот 5, предназначенный для ограничения частотного диапазона, выход которого соединен с первым входом регулируемого усилителя 6, на второй вход которого подается шумовой сигнал с генератора шума 7, а выход регулируемого усилителя соединен со входом АЦП 8, выход которого соединен с сигнальным входом цифрового специализированного сигнального приемного процессора 9 ( П), выход которого соединен с входом второго сигнального процессора 10 ( 2), выход которого подключен к магистральной шине интерфейса, с которой снимается цифровой сигнальный поток. Рассмотрим основные функции структурных компонент схемы приемопередатчика. Первый цифровой сигнальный процессор 1 принимает по магистральной шине интерфейса информационные потоки, интерполирует и фильтрует их. Выходной цифровой сигнальный поток от 1 поступает на модулирующий вход цифрового специализированный сигнальный передающий процессор 2 ( ПРД), где модулируется по требуемому закону модуляции, переносится на заданный частотный канал, преобразуется в аналоговую форму ВЧ сигнала, поступающего на вход усилителя мощности 3, а с его выхода - в канал передачи электрического сигнала. С выхода канала передачи ВЧ электрический сигнал поступает на вход ограничителя импульсных помех 4, фильтр нижних частот 5, выполняющий функции антиэлайсингового фильтра, регулируемый усилитель 6 с управляемым коэффициентом передачи, служащий для защиты АЦП от переполнения. Н второй вход регулируемого усилителя поступает шумовой сигнал от генератора шума 7, что позволяет снизить уровень дискретных паразитных составляющих в полезном сигнале малого уровня. Последующий АЦП 8 преобразует сложный аналоговый сигнал в цифровую последовательность, которая обрабатывается в цифровом специализированном сигнальном приемном процессоре 9 и втором цифровом сигнальном процессоре 10, с выхода которого снимается информационный цифровой поток и через магистральную шину интерфейса поступает на оконечные устройства. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3