Устройство для измерения малых отношений сигнал-шум

Союз Советскик Соцналнстнчесння РеспубликОЛИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рц 741201 61) Дополнительное к авт, саид-в 51)М, Кл. С 01 й 29/26 Заявлено 25 д 1.77 (2 46826/18-2 инением заявки М -прис осулврственнли комит СССР по целям изобретений и открелтн й(088.8) 20.06,икования описа 2) Авторыизобретения Рыж екало и Таганрогск(71 Заявит иотехническ титут им. В, Д, Калмыкова 4 РОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХОТНОШЕНИЙ СИГНАЛ в Ш го интервалов, элемент сравнения смежных интервалов, усредняющее устройство, два регистрирующих прибора, генератор пилообразного напряжения, частотно-модулированный гетеродин и перемножитель, выходом подключенный к входу полосового Фильтра, при этом первый вход перемножителя соединен входом устройства, а его второй вход через частотно-модулированный гетеродин соединен с выходом генератора пилообразного напряжения и с управляющим входом счетчика импульсов, выход которого непосредственно соединен с входом первого регистрирующего прибора и через усредняющее устройство - с входом второго регистрирующего прибора, причем выход упомянутого двухстороннего ограничителя подключен через измеритель предыдущего интервала к одному из входов элемента сравнения смежных интервалов и через измеритель последующего интервала соединен с другим входом элемента сравнения смежтьтх интервалов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов.На фиг. 1 из,схема устройств ь с Изобретение относится к измерительной технике и может быть лспоз эовано для анализа характеристик случайных процессов, 5Известно устройство, в котором производят косвенное измерение отношения сигнал-шум при раздельном выделении сигнальной и шумовой составля 10Известно также устройство, содержащее два канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, двухсторонний ограничитель, формирователь импульсов и счетчик импульсов 21.Недостатком устройства является ограниченность класса используемых сигналов и низкая точность измерений.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности измерения малых отношений сигнал-шум,Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр и двухсторонний ограничитель и Форлирователь импульсов, выходом соединенный входом счетчика импульсов, введены измерители предыдущего и последующеображена структурнаяные диаграммы частоты сигналов ГЗ(1) с девиацией Г и гетеродина Г)-(1); на фиг. 3 - временные диаграммы для сигнала; на фиг. 4 - временные диаграммы для смесисигнал плюс шум.Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, частотно- модулированный гетеродин 2, перемножитель 3, полосоной фильтр 4, двухсторонний ограничитель 5, измеритель б предыдущего интервала между нулями, О измеритель 7 последующего интервала между нулями, элемент 8 сравнения смежных интервалов, Формирователь 9 импульсов, счетчик 10 импульсов, регистрирующий прибор 11, усредняющее устройство 12 и регистрирующий прибор 13.Устройство работает следующим образом.Периодический частотно-модулированный сигнал с выхода полосового фильт ра, временная диаграмма одного периода которого длительностью То (фиг. Зс( жесто ограничивается до получения прямоугольных колебаний (фиг. Зо) . Интервалы между нулями этих колеба ний измеряются так: предыдущий интервал - измерителем б, а последующий - измерителем 7. В элементе 8 сравнения определяется знак разности этих интервалов, а формирователь 9 ЗО вырабатывает импульс при положительном знаке указанной разности, При монотонно возрастающей частоте сигнала (Фиг. Зс разность предыдущего ь и последующего 614+,( временных интервалов (фиг. Зс) положительна и на выходе формирователя появляется последовательность импульсов (фиг. ЗО) . Если же разность будет отрицательна (Фиг. 4 д), что возможно при наличии шума на выходе формирова теля, импульс не появляется. Из Фиг. 4, на которой изображены временные диаграммы, соответствующие смеси :игнала и шума, видно, что за счет искажения сигнала шумом число импуль сов, вырабатываемых Формирователем, уменьшается (фиг. 44) по сравнению с максимально возможным числом импульсон (фиг. ЗО) . Процедура сравнения повторяется. Среднее число импульсон, 50 определяемое с помощью счетчика 10 эа интервал времени То, будет максимально и равно удвоенному числу периодон сигнала при наличии только сигнала (фиг. 3 и уменьшается вдвое при наличии одного шума н случае симметфчного расположения спектрального распределения шума относительно центральной частоты сигнала. В промежуточном случае (при отношении сигнал-шум не равном 0 илико), чис ло импульсов будет находиться в вышеуказанных пределах. Таким образом, количество импульсов, считаемых счетчиком, изменяется пропорционально отнссаению сигнал-шум и прибор 11 не 5 посредственно регистрирует текущееотнсшение сигнал-шум. При усреднениис помощью устройства 12 по всем периодам развертки по частоте получается среднее за время Т отношениесигяал-шум,регистрируемое прибором 13.При неизвестной центральной частоте сигнала, например, как показанона фиг. 2 пунктиром, производится автоматический поиск по частоте с помощью частотно-модулированного развертывающего гетеродина 2, в пределахвозможных значений ЬГ с периодомТ Т (фиг. 2).оПри тональном сигнале устройствотакже работоспособно, так как сигналпри частотно-развертывающем преобразовании является уже частотно-модулированньм.Среднеквадратичная погрешность измерения при отношении сигнал-шум равном единице составила 6,5, а при отношении сигнал-шум равном пяти состанила 2,1,Формула изобретенияУстройство для измерения малых отношений сигнал-шум, содержащее последовательно соединенные полосовойфильтр и двухсторонний ограничительи формирователь импульсов, выходом соединенный с входом счетчика импульсов,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений, н него введены измерители предыдущего и последующего интервалов, элемент сравнения смежных интервалов,усредняющее устройство, дна регистрирующих,прибора, генератор пилообразного напряжения, частотно-модулированный гетеродин и перемножитель,выходом подключенный к входу полосового фильтра, при этом первый входперемножителя соединен с входом устройства, а его второй вход через частотно-модулированный гетеродин соединен с выходом генератора пилообразного напряжения и с управляющим входомсчетчика импульсов, выход которогонепосредственно соединен с входом первого регистрирующего прибора и черезусредняющее устройство - с входомвторОго регистрирующего прибора, причем выход упомянутого двухстороннегоограничителя подключен через измериОтель предыдущего интервала к одномуиз входов элемента сравнения смежныхинтервалов ичерез измеритель последующего интервала к другому входуэлемента сравнения смежных интервалов,выход которого подключен к входу формирователя импульсов.Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 112350, кл. С 01 В 29/04, 1957.2. Известия Вузов. Радиотехникаф, т. 7, 1964, Р 5, с. 603 в 6прототип), 741201412 О 1Составитель Л. Муранов в Редактор П. Макаревич Техред М,Петко Корректор М. КостЗаказ 3323/5 Тираж .1 9писно ЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/ктная, 4ал ППП Патент, г. Ужгород, ул. П