Устройство для измерения средней частоты случайного процесса

) (11 01 К 23 0 45 ГОСУДАРС ПО ИЭОБР ПРИ ГННТ ЕННЫЙ КОМИТЕТНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ, а)/Г 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТВУ кии инс(72) В,И.БараА.Н,Моргунов(54) УСТРОЙСТВНЕЙ ЧАСТОТЫ СЛ(57) Изобретентельной техник зовано для из ы,СЬ АВТОРСКОМУ СВИ2) 4458304/2122) 11.07.8846) 23.0.91Бюл. Р 371) Рязанский радиотехнич 0 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДУЧАЙНОГО ПРОЦЕССАие относится к измерие и может быть испольерения частоты узкополосных случайных процессов. Цельизобретения - повышение точности измерения, достигаегся за счет компенсации смещения в оценке частоты,обусловленной действием шумовой помехи с равномерным энергетическимспектром в корректоре 4, введенномв устройство вместе с полосовымФильтром 2 и блоком 3 оценки отношения сигнал/шум, Устройство также содержит вход 1, Фильтр 5 оценки, измерители 6,7,10 мощности, полосовойФильтр 9, делители напряжений 12,15,16, схему разности 11, перемножитель18 напряжений, сумматоры 13,14, датчик 17 опорных напряжений. 2 з.п.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты узкополосных случайных процессов.Целью изобретения является повышение точности измерения за счет компенсации смещения в оценке частоты,обусловленной действием шумовой помехи с равномерным энергетическим 1 Оспектром.На чертеже приведена структурнаясхема устройства для измерения средней частоты случайного процесса.Устройство содержит вход 1 полосовой фильтр 2, блок 3 оценки отношения сигнал/шум, корректор 4,фильтр5 оценки, измерители 6 и 7 мощностии делитель 8 напряжений,устройстве вход фильтра 5 оценки подключен к выходу полосовогофильтра 2, вход которого являетсявходом устройства, к которому подключен первый вход блока 3 оценкиотношения сигнал/шум, а выход второго измерителя 7 мощности подключенк второму входу блока 3 оценки отношения сигнал/шум, выход которого подсоединен к второму входу корректора4, первый вход которого подключен к 30выходу делителя 8 напряжений, ириэтом выход корректора 4 являетсявыходом устройства.Кроме того, блок 3 оценки отношения сигнал/шум содержит последовательно включенные фильтр 9 нижнихчастот, вход которого является первым входом блока 3 оценки отношениясигнал/шум, третий измеритель 10мощности, схему 11 разности и второй 40делитель 12 напряжений, выход которого является выходом блока 3 оценки отношения сигнал/шум, а второйвход схемы 11 разности является вторым входом блока 3 оценки отношения 45сигнал/шум, выход третьего измерителя 10 мощности подключен к второмувходу второго делителя 12 напряжений. Корректор 4 содержит первый 13и второй 14 сумматоры, третий 15 ичетвертый 16 делйтели напряжений,датчик 14 опорных напряжений и перемножитель 18 напряжений, первый входкоторого является первым входом корректора 4, выходом которого является выход перемножителя 18 напряжений, к второму входу которого подключен выход третьего делителя 15 напряжений, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого 13 и второго 14 сумматоров, первые входы которых объединены и являются вторым входом корректора 4, при этом первый и второй выходы датчика 17 опорных напряжений подключены соответственно к вторым входам первого 13 и второго 14 сумматоров через четвертый делитель 16 напряжений, второй вход которого подключен к выходу перемножителя 8 напряжений.Устройство работает следующим образом.Сигнал в виде смеси шума с равномерным спектром и узкополосного случайного процесса, частота которого подлежит измерению, поступает на вход устройства. Полосовой Фильтр 2 формирует рабочий частотный диапазон измерителя и одновременно увеличивает отношение сигнал/шум, повышая точность измерения, на выходе делителя Я напряжений имеется напряжение, пропорциональное средней частоте случайного процесса, смещенной в результате действия шумов в полосе рабочего астотного диапазона измерителя, С помощью фильтра 9 нижних частот и измерителя 10 мощности блока 3 оценки отношения сигнал/шум производится оценка мощности шума, а на выходе схемы 11 разности формируется оценка мощности сигнала, эти оценки в виде напряжений подаются соответственно на первый и второй входы делителя 12 напряжений, на выходе которого, а следовательно, и на выходе блока 3 оценки отношения сигнал/шум формируется напряжение, пропорциональное Р /Р . В основу раС Шботы корректора 4 положена оценка влияния двух факторов: энергетических характеристик с/Р и рассогласовання между центральной частотой рабочего диапазона Яо и реальной частотой сигнала у . На выходе первого9сумматора 13 формируется напряжение, учитывающее влияние отношения сигнал/ щум для случая отсутствия рассогласования частот Я = Я а на выходео авторого сумматора 14 формируется напряжение учитывающее отношение сигнал/шум для случая рассогласованиячастот при реальном измерении (У Ф Яо ). На выходе третьего делителя15 напряжений формируется корректирукщсе напряжение, управляющее рабо55 той перемножителя 18 напряжений, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное средней частоте сигнала с учетом соотношения5 мощностей сигнала и шума и степени рассогласования центральной и измеряемой частот. Датчик напряжений служит для задания исходных напряжений, пропорциональных центробежной частоте Ы , и коэффициента Ко 1 оИо/ао = 1.Структура весового фильтра зависит от алгоритма оценки средней частоты входного случайного процесса. Алгоритм оценки средней частоты входного процесса представлен средневзвешенной частотой, т,е. зависимостьюс сВ3,)И С(Ядо)о) с 1 ЯОср "в С(Я,Сд )АУнгде Я - Я - диапазон работы измерителя;С(Я Яо) - спектральная плотностьвходного пр лесса.При действии аддитивнсй помехи со спектральной плотностью С(Я)Ь оценка средневзвешенной частогы входного процесса составит н личинуывС(И, Я )+С цДув("о ц средневзвешенная 40частота шума;О Оо- средневзвешеннаячастота полезногосигнала.На выходе перемножителя 18 име ет место оценка средневзвешенной частоты полезного сигнала. Для корректировки Я Онеобходимо обеспечитьлвыработку отношения (оо ы /У , Цепь выход 13 - вход 16 обеспечивает 50подачу напряжения с выхода перемнотеля 13, соответствующего оценкена выходе делителя 16 для выработки из указанного отношения ЬсЬ 63 при этом на другой вход 1 делителя 10 напря ения 16 подается постоянное напряжение с датчикал7, соответс.нюшее Ю оы, для белоюьгнго шума Яош Введением блока 3 оценки и корректора оценка средневзвешенной частоты полезного сигнала с аддитинным шумом(,) с , получаемая на выходе известного устройства, переводится на выходе корректора ч в оценку средневзвешенной частоты полезноголсигнала Я и тем самым исключается сшибка, обусловленная шумовой помехой с равномерным энергетическимспектром.срмула изобретения. Устройство для измерения средней частоты случайного процесса,содержащее фильтр оценки, первый и второй измерители мощности и делитель напряжений, при этом Фильтр оценки через первый измеритель мощности подключен к первому входу делителя напряжений, а вход фильтра оценки подключен к входу второго измерителя мощности, выход которого подключен к второму входу делителя напряжений, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения при .действии шумовой помехи, н него введены .,олосовой Ьиль гр, блок оценки отношения снгнал/шум и корректор, при этом нхсд фильтра оценки подключен к ньхсду полосового филь гра, вход которого янляется и .одом устройства, к которому подключен верный вход блока оценки отношения сигнал/шум, а выход второго измерителя мощности подключен к нторому входу блока оценки отношения сигнал/ шум, выход которого подсоединен к второму входу корректора, первый вход которого подключен к выходу делителя напряжений, при этом выход корректора является выходом устройства.2. Устройство по и.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок оценки отношения сигнал/шум содер:ф,т последовательно нключснные Ф ьтр нижних частот, вход которого является первым входом блока оценки отношения сигнал/шум, измеритель мощности, блок разности и второй делитель напряжений, выход которого является выходом блока оценки отношения сигнал/шум, а второй вход блока разности является вторым входом блока оценки отношения сигнал/шум, выход измерителя мощности подключен1622829 к второму входунапряжений. второго делителя Составитель В.Новоселов Редактор И.Шмакова Техред М.Моргентал Корректор С,ЧерниЗакаэ 109 Тираж Подписное 1 ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Проиэводственно-иэдательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 3. Устройство по п.1 о т л и5 ч а ю щ е е с я тем, что корректор содержит первый и второй сумматоры, первый и второй делители напряжений, датчик опорных напряжений и перемножитель напряжений, первый вход которого является первым входом корректора, выходом которого является выход перемножителя напряжений, к второму входу которого подключен выход первого делителя напряжений, первый ивторой выходы которого подключенысоответственно к выходам первого ивторого сумматоров, первые входы которых объединены и являются вторымвходом корректора, при этом первыйи второй выходы датчика опорных напряжений подключены соответственно квторому входу первого сумматора и второму входу второго сумматора черезвторой делитель напряжений, второйвход которого подключен к выходу перемножителя напряжений.