Способ измерения отношения сигналшум

Сева Соеетсннк Сон рюааистнчеаив Ресаубев(22) Заявлено 12.03. 79 (2 ) 2735305/18-21 с присоединением заявки йе С 01 й 19/10 Гфеудврственный квинтет СССР не даваи нзобретеннй н фтнрытнй(23) Гриоритет Опубликовано ЙХ 04.81. Бюллетень ЙЯ 15(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ 30 Изобретение относится к радио- измерительной технике и может быть использовано при оценке качества принимаемого сигнала.Известен способ, основанныйна выпрямлении смеси сигнал-шум с последующим усреднением, Для получения текущих оценок отношения сигнал-щум без нарушения нх свойств 10 ннварнантностн к уровню смеси сигнал/щум и к виду спектра сигнала и шума выпрямяенная смесь сигнал/шум центрируется, центрироваиное колебание выпрямляется, полученный процесс 15 усредняется н по отнааеиию среднего значения выпрямленного центрировав- ного колебания к среднему значению выпрямленной смеси сигнал/щум определяют искомую величину 111 .20Недостатком данного способа является его низкая точность. Йзвестен способ измерения отношения сигнал/шум; содержащий выпрямпе 25 ние, усреднение и нормирование сме-.си сигнала с шумом и вычисление отношения двух сигналов 23.Недостатком известного способа является его низкая точность. Цель изобретения - повышение точности.Поставленная цель достигаетсятем, что в известном способе,содержащем выпряьшение, усреднение н нормирование смеси .снгнал/шум и вычисление отношения двух сигналов, выпрямление, усреднение и нормированиесмеси сигнала с шумом цроизводят после каждого вычитания задержанногосигнала, полученного после предыдущего вычитания, и незадержанноготого же сигнала, выпрямпенный, усредненный н нормированный сигнал,полученный после каждого вычитания,сравнивают с выпрямленным, усредненным и нормированным сигналом,полученньиапосле предыдущего вычитания, при равенстве этих сигналоводин иэ ннх используется в качестведелителя при делении, где делимыкявляется выпрямленный, усредненныйи нормированный сигнал, полученны:после первого вычитания.На фиг. 1 предстаеяены временныедиаграюее, поясняюне способ измерения отношения сигнал/шум; нафиг. 2 - структурная схема вариантаустройства, реализуецего предлагаемый способ,824068 При Формировании разностного сигнала первого порядка между значениями случайного процессаЦ 4(фиг.1 е)дУ= 25 =ЧЬ)-)(с) случайный процесс У (М с дисперсией б Ч преобразуется в случайный процесс ЬУЬ) с дисперсией 26 У ,Фиг.1 г).При каждом последующем применении ЗО к исследуемому процессу разностного оператора Ь У(+)=ь Ч(О-ь Ч(1+26) ( фиг 1 а)35ЬЧ(М: ЬЧ(Ц-РЧ(ЕМЦЬ Чф=а Ч(М)-а УЯ+а" "С)(фигуре) дисперсия случайного процесса удваивается,а закон расгределения эначе ний преобразованного случайного процесса в соответствии с центральной предельной теоремой стремится по мере увеличения порядка разности к нормальному закону. При этом, если время задержки Т много меньше времени изменения среднего значения случайного процесса У И) в нашем случае длительности импульса К;Ю(сГ 1) (Фиг.16), то операция определения разности между значениями случайного процесса представляет собой операцию численного дифференцирования. Если среднее значение случайного процесса (тренд) описываетея на исследуемом интервале анализа полиномом е-ной степени ГД , то при каждом применении разностного оператора степень полинома, описывающего среднее значение преобразованного процесса,потв- ти-йнижается на единицу Г(ц) И(Ю 60В результате выпрямления разностных сигналов, их усреднения и нормирования коэффициентом,;учитцвающймувеличение дисперсиири преобразовании процессов, определяют оценки дз Исследуемый сигнал (Фиг.1 а) аналитически может бить описан выражением следующего видаУ(Ф)(ц + х(ф),Врде УД):ЙУ.ц д) - полином ю-ной степени, описывающий на иссле- дуемом временном интервале случайную последовательность импульсов Е "ь-Л) (Фиг . 16);х (Ф) - шумовой процесс с нуле.вым средним значением, искажающий импульсный сигнал (Фиг.1 в).На Фиг,1 б приведена импульсная последовательность, которая может быть представлена полиномом, имеющим наивысшую степень, равную трем (а ф 3) ЪВ( ,+ " ЦЬМ фф(.+среднеквадратичного отклонения поформуле,У1 кИГф 2 7 ш/ ГдЯЩПри этом, если в процессе преобразований тренд не исключен, оценки среднеквадратичного отклоненияне будут совпадать. Совпадение оценок среднеквадратичного отклонениябудет свидетельствовать о том, чтосреднее значение преобразованногослучайного процесса не изменяетсяво времени и что значения совпавших оценок представляют собой среднеквадратичное отклонение шумовогопроцесса.5, Это значение служит в качестведелителя при вычислении отношения сигнал/шум, В качестве делимого используется выпрямленный,усредненный и нормированный сигнал, полученный после первого вычитания.Устройство реализующее способ,содержит линии 1 задержки, вычитатели 2, выпрямители 3, интеграторы 4,аттенюаторы 5, блоки 6 сравнения,элемент И 7, ключи О, элемент ИЛИ 9и делитель 10.Работа устройства состоит вследующем.Смесь сигнал/шум проходит последовательную обработку в блоках2-12-К вычитания при задержкахв линиях 1-11-К задержки на время, соответствующее 2 Ргде р1,2,3 К+1. Полученные в результате преобразований в параллельныхцепях случайные процессы выпрямляютв выпрямителях 3-13-К, а выпрямленные процессы усредняют в интеграторах 4-14-К. Усредненные сигналынормируют в аттенюаторах 5-15-Кпутем соответствующего ослабления,эквивалентного умножению среднегозначения полученных К сигналов накнсрмирующий коэффициент" (- в )1 ,а полученные результаты сравниваютв блоках сравнения 6-16-(К),,Если полезный сигнал на исследуемоминтервале анализа, равном временномуинтервалу усреднения, может быть описан полииомом в-ной степени, то равенство определяемых оценок среднеквадратичного отклонения будет достигнуто в е-ной и последующих цепяхобработки смеси сигнал/шум. Сигналравенства, сформированный в-ным блоком сравнения через соответствующийключ 8, на управляющем входе которого сигнал от в)-го блока сравнения будет разрешать разрешающий сигнал, откроет соответствующий элементИ 7, разрешая прохождение оценкисреднеквадратического огклонения шумового процесса через элемент ИЛИ 9на делитель 10. На второй вход делителя 10 поступает оценка среднеквадратического отклонения сигнала, измеренная в первой цепи обработки смеси сигнал/шум. Делением двух оценок определяют искомое отношение сигнал/шум.Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения отношения сигнал/шум эа счет более высокой точности определения оценок средне- квадратического отклонения шумового процесса. Он выгодно отличается от известных способов отсутствием такой О сложной при технической реализации перации, как центрирование нестаионарного случайного процесса. Дополнительное преимущество способа сос" тоит в исключении необходимости пе" . 15 редачи вспомогательных зондирующих сигналов. Формула изобретения 20 Способ измерения отношения сигнал/шум, включающий выпрямление, усреднение и нормирование смеси сигнала с шумом и вычисление отношения двух сигналов, о т л и ч а ю щ и ис я тем, что, с целью повышенияточности, выпрямление, усреднениеи нормирование смеси сигнала с шумом производят после каждого вычитания задержанного сигнала, полученного после предыдущего вычитания, инеэадержанного того же сигнала, выпрямленный усредненный и нормированьый сигнал, полученный послекаждого вычитания, сравнивают с выпрямленным, усредненным и нормированным сигналом, полученным послепредыдущего вычитания, при равенствеэтих сигналов один из них используютв качестве делителя при вычисленииотношения двух сигналов, где делимымявляется выпрямленный, усредненныйи нормированный сигнал, полученныйпосле первого вычитания. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 424159, кл, 6 06 Е 15/26, 17.07.79,2. Авторское свидетельство СССР 9 480024, кл. С 01 й 19/10, 10;01.72.; Составител ЪМФРед Н е И оноваловКоррект дактор В. Данко азаро ирам 732Росудафственнделам изобретква, Ж,И 4/5 11 ЗОЗ 5, Кос илиал ППП фП ктная,4 д акаа 2100/бг. уаго го комииый иауюск Подпнснотета СССРткрытнйнао., д.