Устройство для измерения среднеквадратического значения шума

(51)5 6 01 й 29/26 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР сИЕ ИЗОБРЕТЕН ОП ДЕТЕЛЬС АВТОРСКОМУ С льский институ тво СССР26, 1988.тво СССР26, 1988.(57) Изобретение о и может быть исп ных системах. Су(56) Авторское свидетельМ 1411689, кл. 0 01 В 29/Авторское свидетельМ. 1425477, кл. 6 01 В 29 О ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ носится к радиотехникьзовано в измерителность изобретения з ключается в использовании связи между среднеквадратическим отклонением нормально распределенного шума и средним значением модуля разностей мгновенных значений шума. Для достижения цели в устройство, содержащее первую линию 1 задержки, вход которой является входом устройств совместно с первым входом разностного блока 2, второй вход которого подключен к выходу линии 1 задержки, интегратор 4, выход которого подключен к входу индикатора 5, вторую линию 7 задержки и два формирователя 6, 8 импульсов, введен блок выборки-хранения 3, информационный вход которого подключен к выходу разностного блока 2, управляющий вход - к первому формирователю 6, а выход - к информационному входу интегратора 4, 3 ил,4550 55 Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительных системах,Известен способ измерения параметров шума, реализованный в устройстве, содержащем блок выделения квадратурной составляющей шума, состоящий из первого перемножителя, первый вход которого является входом устройства, второй вход обьедин.ен с первым входом второго умножителя и подключен к выходу генератора гармонического сигнала, а выход фильтра нижних частот подключен к второму входу второго умножителя, выход которого, являясь выходом блока выделения квадратурной составляющей, через линейный преобразователь последовательно подключен к первому входу интегратора, выход которого является выходом устройства, а второй вход подключен к выходу формирователя времени измерения, вход которого совместно с вторым входом первого и первым входом второго умножителей подключен к выходу генератора гармонического сигнала, при этом управляющий вход интегратора и управляющие входы формирователя времени измерения являются управляющими входами устройства.Недостатком устройства является необходимость использования вспомогательного сигнала, частота которого подбирается для каждого конкретного измерения, что усложняет процесс измерения, а также ограниченный диапазон частот измеряемых шумов, обусловленный быстродействием формирователя времени измерения,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения среднеквадратического значения шума, содержащее первую линию задержки, вход которой является входом устройства совместно с первым входом разностного устройства, выход первой линии задержки подключен к второму входу разностного устройства, выход которого через первый детектор подключен к первому входу блока сложения и через первый селектор и первый формирователь импульсов к первому входу элемента ИЛИ, а через инвертор и второй детектор к второму входу блока сложения и через второй селектор и второй формирователь импульсов к второму входу элемента ИЛИ, выход блока сложения через вторую линию задержки подключен к первому входу интегратора, выход которогоподключен к входу индикатора, а второйвход - к выходу элемента ИЛИ. Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон частот исс 5 10 15 20 25 30 35 40 ледуемых шумов, связанный с инерционностью интегратора.Недостатком известного устройства является также ограниченный класс исследуемых процессов, так как при данном методевозможно только исследование шумов с быстроменяющимся значением математического ожидания, что встречается крайнередко. Использование вспомогательногосигнала для расширения класса исследуемых процессов существенно усложняет процесс измерений, так как необходим подборего характеристик для каждого конкретногоизменения,Целью изобретения является расширение диапазона частот исследуемых шумов.На фиг,1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг.2 - блоксхема блока выборки-хранения; на фиг.З -диаграммы сигналов в различных точках устройства.Указанная цель достигается тем, что вустройство для измерения среднеквадратического значения шума, содержащее первую линию задержки, вход которой являетсявходом устройства совместно с первым входом разностного устройства, второй входкоторого подключен к выходу линии задержки, интегратор, выход которого подключенк входу индикатора, вторую линию задержки и два формирователя импульсов, введеноустройство выборки-хранения, информационный вход которого подключен к выходуразностного устройства, управляющий входчерез первый формирователь импульсов ивторую линию задержки последовательноподключен к выходу интегратора, а выход -к информационному входу интегратора, управляющий вход которого через второй формирователь импульсов и вторую линиюзадержки подключен к второму выходу второй линии задержки.Сущность изобретения заключается виспользовании связи между среднеквадратическим отклонением нормально распределенного шума о (Ош) и средним значениеммодуля а ностей мгновенных значений0(Ош) = 2 (Ош - Ошн), где Ош - мгновенные зна ейия шума.При работе устройства на выходе разностного устройства формируются значенияразностей ЛОш = Ош - Ошн.1, образуемыеиз текущих и задержанных значений исследуемого шума, причем время задержки хзадпревышает интервал коррекции исследуемого шума %,В устройство выборки-хранения производится стробоскопическое преобразование полученных значений, что позволяетисследовать широкополосные процессы, несмотря на ограниченный рабочий диапазон частот интегратора.Устройство для измерения среднеквадратического значения шума состоит иэ первой линии 1 задержки, вход которой является входом устройства совместно с первым входом разностного блока 2, второй вход которого подключен к выходу первой линии 1 задержки, а выход через последовательно соединенные блок 3 выборки-хранения и интегратор 4 подключен к входу индикатора 5. При этом управляющий вход блока 3 выборки-хранения через формирователь 6 импульсов и вторую линию 7 задержки последовательно подключен к выходу интегратора 4, управляющий вход последнего через формирователь 8 импульсов и вторую линию 7 задержки подключен к своему выходу.Блок 3 выборки-хранения состоит из первого ключа 9, информационный вход которого является первым входом устройства и подключен к выходу разностного блока 2, управляющий вход объединен с входом третьего формирователя 10 импульсов и является вторым входом блока, а выход подключен к запоминающему конденсатору 11, другой вывод которого подключен к общей шине и через буферный усилитель 12 последовательно к информационному входу второго ключа 13, управляющий вход которого подключен к выходу третьего формирователя 10 импульсов, а выход является выходом блока и подключен к входу интегратора 4.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал поступает на первый вход разностного блока 2. На второй вход разностного блока поступает задержанный сигнал, причем время задержки, в линии 1 задержки, превышает интервал корреляции исследуемого процесса, При этом на выходе разностного блока 2 формируется сигнал разности текущего и задержанного значений исследуемого шума Ош - Ошзвд.При этом величина среднеквадратического отклонения шума о(Ош) связана с ОшОшзад соотношением о (Ош) =. (Ош -2 .Оа злд 1. Полученные разностные сигналы поступают на информационный вход блока 3 выборки-хранения (фиг.За), где происходит стробоскопическое. преобразование (фиг.Зв), что позволяет снять ограничение на частотный диапазон исследуемых шумов, обусловленный ограниченным диапазоном рабочих частот интегратора 4,В устройстве максимальная частота диапазона исследуемых шумов определяется длительностью переднего фронта управляющего импульса (фиг.Зб), поступающего свыхода второго формирователя б импул ьсовна управляющий вход первого ключа 9,5 После фиксации мгновенного значениянапряжения исследуемого шума в запоминающем конденсаторе 11 с выхода третьегоформирователя 10 импульсов на управляющий вход второго ключа 13 подается им 10 пульс (фиг.Зг). При этом на выходе ключа 13формируется последовательность импульсов, амплитуды которых соответствуют запомненным значениям разностей,Затем эта последовательность поступа 15 ет в интегратор 4, где формируется значение О (Ош).Управление блоком 3 выборки-хранения и интегратором 4 осуществляется черезлинию 7 задержки, имеющую промежуточ 20 ный выход, и формирователи б и 8 импульсов.При включении устройства на выходеинтегратора 4 появляется начальный отклик, который поступает в линию 7 задерж 25 ки, Время задержки до промежуточногоотвода больше времени задержки в первойлинии 1 задержки тзвд УзвдпрТстВремя задержки до выхода 7 звд вых определяется из условия %Хзвд выхТст,30 где Тст, - период Стационарности исследуемого шума.Под действием откликов с промежуточного отвода первый формирователь 6 импульсов формирует управляющую35 последовательность для блока 3 выборкихранения.Под действием отклика с выхода линии7 задержки второй формирователь 8 импульсов формирует импульс, обнуляющий40 интегратор 4. Измерение завершается. Сравнительный анализ базового ипредлагаемого устройств для измерения среднеквадратического значения шума по казывает, что предлагаемое устройство позволяет существенно расширить диапазон частот исследуемых шумов.Формула изобретения Устройство для измерения среднеквад ратического значения шума, содержащеепервую линию задержки, вход которой является входом устройства совместно с первым входом разностного блока, второй вход которого подключен к выходу линии задержки, интегратор, выход которого подключен к входу индикатора, вторую линию задержки и два формирователя импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона частот исследуемых шумов, в него введен блок выборки-хранения, информационный вход которого подключен к выходу разностного блока, управляющий вход через последовательно соединенные вторую линию задержки и первый формирователь импульсов подключен к выходу интегратора, а выход - к информационному входу интегратора, управляющий вход которого через второй формирователь импульсов подключен к второму выходу второй 5 линии задержки.