Измеритель отношения сигналшум

О 6344:. Н-И Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл.- Ь 01 М 29/26 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 10.01,77,(72) Авторы изобретения А. Н. Орличенко и В. А, Ларин(71) Заявитель ТаганРогский радиотехнический институт им. В. Д, Калмыкова(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ Изобретение относит"я к анализу характеристик случайных процессов.Известно устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее ( применительно к телевизионному приемнику) последовательно включенные высокочастотную часть приемника, видеоусилитель и телевизионную трубку, а также два измерительных прибора, каждый из которых подключен через свой фильтр к выходу видеоуси лителя, Испытательный синусоидальный сигнал моделирует напряжение несушей частоты и с выхода видеоусилителя поступает на вход фильтров вместе с помехой. Один из фильтров пропускает напряжение испь: тательного сигнала и не пропускае,.;:апр;.:- жение помехи, другой фильтр пропускает напряжение помехи и не пропускает напряжение испытательного сигнала, Приборы измеряют соответственно напряжение поме хи и сигнала 11. Однако измерение таким устройством возможно только при заведомо известной частоте сигнала, 25 Известно другое устройство для измерения отношения сигнал /помеха (ОСП), содержащее два измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных однс- или двухполупериодногс выпрямителя и фильтра для выделения постоянной составляющей, Вход второго канала через центрируюшее устройство подключен к точке соединения выпрямителя и фильтра первого канала, Выходы каждого из каналов соединены со входом делителя. Колебание на выходе делителя является функцией отношечия сигнал/шум, которая инварнантн только к уровню сигнала и шумаспектров 21.Однако это устройство дает оценки ОСП, зависяшпе от ряда неинформативных параметров сигнала и шума, что ухудшает точ ность измерений в условиях априорной неопределенности. Эта зависимость проявляется тем сильнее, чем меньше ОСП.Цель изобретения - повышение точности измерения, 529431Это достигается тем, что в измерительотноиения сигнал/иум введены схема совпадений, ременной селектор, К генераторов функций с генератором счетно синхронизируюших импульсов, К сравнивающихустройств на два входа, Кделителей снормируюшими детекторами Кизмери 1 ельных каналов, причем входы всех К измерительных каналов подключены к вы ходу центрируюшего устройства, а выходкаждого из них ко второму ходу" одногоиз Кделителей, первь;е входы которыхчерез нормиру.ющие детекторы соединены свыходом первого канала, один вход каждого из К сравниваюших устройств подключенк выходу однагс из К генераторов фуькций,другой вход - к вьходу одного из К делителей, выходы сравниваюших устройств соединены с одним из К входов схемы совпадений, выход генератора счетно-синхронизирулсших импульсов соединен со входамисинхронизации -енераторов функций и счетным входом временного селектора, управляюшие входы которого подключены к выходу схемы совпадений и тактовому выходуК-го генератора функций, причем в качественормируюших детекторов и детекторов в изе: .тельных каналах использовань степенчье 1: 1 еабразаватели,На фи. 1 приведена структурная схемаизмерителя отношений сигнал/шум иафиг, 2вре:.сдцлые диаграммы,хема содержит К+1 измерительных каналов 1-4, ссстояших из детекторов 5-8.: фильтров 9-12, центрируюшее устройство13, К нормирукших детекторов 14, 15,16, К делителей 17, 18, 19, К сравниваюших устройств 20, 21, 22, схедлу савпаений 23, генератор счетно-синхранизирук ших импульсов 24, К генераторов функций25, 26, 27 и временной селектор -8,Детекторы 5 6, 7, 8, 14, 15, 16 осс,и ествляк 1 т сте енное пресбразование видаЧХ)=1 х или 1 1 х/ при Х 0йх)-х 1 .1 ри Х0Показатели степени , 0 идетек:аров 6, 7, 8 разли тактся между собой.:а",.-;атель стеие 1 и, детектора 5 мсже СО; 1 ацатв ИЛИ НЕ СОВПаДатЬ С 1,И1К 1Первый издлерительный канал с держит1рильтр 9, второй издлеритогьный каналфильтр 10, третий измерительный канаг -фильтр 13, /К+1/-й измерительный канал- фильтр 12. Фильтры 9-12 вы;еля 1 ат постаяннук саставляюшую,Устройства 13 обеспечивает отдаление постоянной составляк 1 шей процесса на вы"ходе детектора 5. Показатели степени нормируюших детекторов 14, 15, 16 равны соответственнои ,лДелитель 17 осушествляет деление колебания с выхода канала 2 на колебание с выхода детектора 14. Делители 18 и 19 делят колебание с выхода канала 3 и канала К+1 соответственно на колебание с выхола детектора 15 и детектора 16.1 ОГенераторы 25, 26, 27 вырабатываютколебания, которые с точностью до масштабнага коэффициента воспроизводят требуемые функциональные зависимости. Генератор24 обеспечивает синхронную работу генераторов 25, 26, 27,Колебания с выходов генераторов 25,26, 27 поца 1 отся на первые ходы устройств20, 21, 22, которые сравнивают их с колебаниями, поданными на вторые входы отделителей 17, 18, 19, и в момент равенства сравниваемых колебаний вырабатываютстандартные импульсы. Эти импульсы воздейству 1 ст на схему совпадений 23, на вы 2 ходе которой появляется импульс толькотогда, когда на ее входы одновременно гоступят все стандартные импульсы.Селектор 28 открывается импульсом св;-;.хада схемы совпадений 23 и закрываетЗй ся импульсам с тактового выхода К-га генератора функций 27.Па вход перва.а издлерительнаго канала поступает совокупность х Й) сигналаЬЯ) и помехи И) . Для определенности35 будем считать, что колебание на выходедетектора 5 равноу я) =х Я),Напряжение на выходе фильтра 9 примерна равна математическому Ожидани 1 с т 340 процесса У ). Следовательно, центрировачное колебание н выходе центрируюшегсустройства 13оу (= у,) - туРОМ И ПОСЛд ДчЮШИХ ИЗ 1 1 Е 1-ЛтЕ П45 .-;.1 х ю," " .:. аналогичной обработке падвер.ается кал бание И) . Гене заторы функций 25 и 26 вырабатывают соответственно свойства функций Рдля различных значений одномерногомешаюи;его параметра у =т,у,т причемкак это показано на фиг, 2 "в" и "д", ар умоет 1, являюшийся измеряемым отношением си нал/шум, изменяется ат б:льше га зцачения к деньшему. При таком напраьлении воспроизведения функцийиилспо испульсов Ч( на выходе измерителя529431 Колебанияис выходов генераторов функций 25 и 26 подаются на первые входы устройств 20 и 21. На вторые входы этих устройств подводятся напряжения 91 и 2,соответствующие измеряемому1 Мзначению ОСП и неинформативному параметру Н (на фиг. 2 отражен случай, когда0,8, а ) = )"о ). В промежутке времени (О, Т), соответствуюшем :12, толькон 2.на выходе устройства 21 будет импульс в тот момент времени, когда напряжение2 с выхода генератора 26 сравняется с/фиг, 2 д/. В промежутке времени (Т, 2 Т), соответствуюшем )" = , импульсы появляются на выходах устройств 20 и 21, но в разное время. Лишь на интервале (2 Т, ЗТ), на котором генераторы 25 и 26 вырабатывают фукци 12 при 7 = "11, импульсы Ои 0 (фиг, 2 "сф и "е", поступят на схему 23 одновременно. В момент О1(времени 1=". импульс (фиг. 2, "т, ф) с выхода схемы 23 откроет селектор 28 и счетно-синхронизируюшие импульсы 7 с периодом повторения ТО (фиг. 2 а) с выхода генератора 24 поступают на выход 2 д измерителя отношения сигнал/шум. В момент времени т = ЗТ селектор 28 закрывается импульсом ",; (фиг, 2, "д") с такттового выхода К-го генератора 27. Поэтому число М 1 импульсов в пачке с точ ность ю до константы равноОписанное устройство позволяет пслучать оценки ОСП, инвариантные к не 11 нфср- мативным параметрам, и В случае, когда теоретически учет влияния неинформатив ных параметров затруднителен. Для этого необходи экспериментальным путе сяь семейство зависимо"тей напряжения на выходе делите;ей 17, 18, 19 От измеряемсго параметра. Затем следует установить 40 такой режим работы генераторов функций, при котором будут воспроизводиться требуемые зависимости с учетом Обратного направления воспроизведения. После этого измеритель готов к работе в заданных условиях. 45 Формула изобретения 1. Измеритель Отношения сигнал/шум,".Одержа 1 ций два измерительных канала, каж 50дый из которых состоит из последовательносоединеннь 1 х детектора и фильтра, центрируюшее устройство, вход которого подключенк точке соединения детектора и фильтрапервого канала, а выход - ко входу второгоизмерительного канала, к выходу которогоподключен делитель, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения точностиизмерения, в него введены схема совпадений,временной селектор, К генераторов функцийс генератором счетно- синхронизируюшихимпульсов, К сравниваюших устройств надва входа, Кделителей с нормируюшимидетекторами и Кизмерительных каналовпричем входы всех Кизмерительных каналов подключены к выходу центрируюшегоустройства, а выход каждого из них - ковторому входу. одного пз Кделителей,первые входы которых через нормируюшиедетекторы соединены с выходом первогоканала, один вход каждого из К сравниваюших устройств подключен к выходу одногоиз К генераторов функций, другой вход -к выходу Одного из К делителей, выходысравнивающих устройств соединены с однимпз К входов схемы совпадений, выход генератора счетно-сннхроч 11 зируюших импульсов соединен со входами синхронизации генераторов функций и счетным входом временного селектора, управляюшце входы которого подключены к выходу схемы совпадений и тактовому вь;ходу К-го генератора функций2. ",змеритель отношения сигнал/шум поп. 1, отличаюшпйся тем,что в качестве нормируюших детекторов и детекторов в измерительных каналах использованы степенные преобразователи,1 сточники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Л аторсксе свидетельство СССРМ 112350 л Кл. б 01 к 29/00, от18.06.1956 г. 2. Авторское свидетельство СССР480024, М, кл." 5 0129/00, от 21,03, 1972 г.Заказ 5348/113 ПДД Да ираж 1029