Устройство для измерения отношения сигналшум

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 150982, Бюллетень М 34Дата опубликования описания 150982 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 11958984 Р 1 М.Кл. С 01 Н 29/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭИЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМИзобретение относится к радиотехническим измерениям и предназначено для измерения отношения сигнал, шум смеси сигнала и шума.По основному авт.св. Р 808995известно устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее один канал последовательно соеди" ненных блока вычитания, двухпериодного выпрямителя и интегратора, выход интегратора подключен к входу аттенюатора, элемент И, между первым и вторьм входами блока вычитания подключена линия задержки, кпараллельных каналов, каждый иэ которых состоит иэ последовательно соединенных линий задержки, блока вычитания, двухпериодноо выпрямителя, интегратора, аттенюатора и элемента И, )сблоков сравнения, к-.1 блсков запрет,. элемент ИЛИ и блок деления, причем входной сигнал подан на вход линии задержки и на второй вход вычитания первого канала, выход блока вычитания предыдущего канала сое" ,динен с входами линии задержки ивторым входом блока вычитания последующего канала, входы блоков сравнения соединены с выходами аттеиюаторов предыдущего и последующего,каналов, входы блоков запрет соединены с выходами Предыдущего и последующего блока сравнения, второйвход элемента И Первого канала соединен с выходом первого блока сравнения, выход элемента И первого канала соединен с первьм входом блока деления и первьи входом элемен"та ИЛИ, выходы каждого элемента эапрет подключены к соответствующимвходам элемента ИЛИ, выход которогоподключен к второму входу блока деления.Основу работы устройства составляет исключение иэ анализируемойсмеси сигнала и шума сигнальной компоненты и определение отношения оценок среднеквадратических отклоненийсмеси сигнала и шума и выделеннойшумовой составляющей. При этом ре.- шение об исключении сигнальной компоненты принимается при равенствеоценок средне-квадратических отклонений, вычисленных в. соседних кана лах обработки анализируемой смесисигнала и шума.Однако сравниваемые оценки (средне-квадратическое отклонение, вычисленные в каналах обработки, подвер жены разбросу и этот разброс увели"чивается при увеличении степени поли-нома, описывающего изменения во времени сигнальной компоненты.целью изобретения является повышение точности измерения,Поставленная цель достигается 5темчто в устройство для измеренияотношения сигнал/шум, содержащее Мпараллельных каналов, каждый из которых состоит из последовательносоединенных первой линии задержки, 10Рпервого. блока вычитания, первого. двухпериодного выпрямителя, интегратора, аттенюатора и элемента И,Мблоков сравнения, Мблоковзапрет, элемента ИЛИ и блока деления, причем входной клеммой является вход первой линии задержки и второй вход первого блока вычитания .первого канала, выход первого блокавычитания предыдущего канала соединен с входом первой линии задержкии вторым входом первого блока вычитания последующего канала, выходыаттенюаторов предыдущего и последующего каналов соединены с входамипервых блоков сравнения, выход каждого из которых подключен к второмувходу элемента И последующего канала, второй вход. элемента И первогоканала объединен с соответствующимвходом элемента И второго канала,а выход соединен с первым входом блока деления и первым входом элемента ИЛИ, между выходами элементов Ипредыдущего и последующего каналовподключены элементы запрет; выходыкоторых соединены.с соответствующими входами элемента ИЛИ, выходкоторого подключен к второму входублока деления, в каждый из % каналов дополнительно введены последовательно соединенные вторая линиязадержки, второй блок вычитания,второй двухпериодный выпрямитель,.сумматор, первый блок определениявероятности, .квадратор и второйблок сравнения, к второму входу которого подключен второй блок определения вероятности, при этом входлинии задержки и второй вход второго .блока вычитания объединены с входомпервой линии задержки, к второмуВходу .сумматора подключен выход первого двухпериодного выпрямителяэтого же канала, а к входу второгоблока определения вероятности подключен выход первого двухпериодноговыпрямителя последующего канала,выход второго блока сравнения соединен с третьим Ъходом элемента И,ав устройство дополнительно введен1+1-й канал, содержащий последовательно соединенные линию задержки,блок вычитания и двухпериодный выпрямитель, выход которого подключенк входу второго блока определениявероятности 1-го канала, вход линии65 задержки и второй вход блока вычитания, являющиеся входом канала, подключены к выходу А -го канала.На чертеже приведена структурнаясхема устройства,Схема содержит линии задержки1-1,1-21-В,1-1+1,2-1,2-2,2-,блоки вычитания 3-1,3-2,3"33-43-2-1,3-2 К,3-2+1, двухпериодныевыпрямители 4-1,4-2,4-3,4-44-21-1,4-21 с,4-21+1, сумматоры 5-1,5-2,5-, интеграторы 6-1,6-2,6-,блоки.определения вероятности 7-1,7-2,7-3,7-4,7-2 К,7-2, аттенюаторы 8-1,8-2,8- К, квадраторы9-1,9;2,9-Х, блоки сравнения 10-1,10-2, 10-М,11-1 11-2 11-1-1,элементы И 12-1, 12-2 12-К, элементы запрет 13-1,13-2,131,элемент ИЛИ 14 и блок деления 15.Работа устройства состоит в следующем.Смесь сигнал/шум проходит последовательную обработку в блоках3-1, 3-2, 3- 3, 3-4 3- 1, 3-1+1 выч ита"ния при задержках в линиях 1"1,1-2,1-1,1-1+1 задержки и в линиях2-1,2-2, ,2-1 на время 2 Р.и 2р соответственно, где р = 1,2,3Полученные в результате преобразований случайные процессы, по двав каждой последбвательной цепи обработки,;выпрямляют в соответствующихвыпрямителях 4-1,4-24-3,4-44- .2 М,4-2, а выпрямленные процессысуммируются в сумматорах 5-1,5-2,5-М и один из них усредняют в интег",раторах 6-1,6-26-1. В соответст- .вующих определителях вероятности7-1,7-2,7-3,7-47-2-1,21 путемсравнения суммарных выпрямленных процессов предшествующей цепи обработкии одного из выпрямленных процессовпоследующей цепи обработки с синхронно устанавливаемыми порогами ограничений я определяют частостьпревышения значениями случайных процессовпорогов г, Частости выхода значенийсуммарных выпрямленных случайныхпроцессов за установленные порогиг возводят в квадрат в квадраторах9"1,9-2,9- и сравнивают в блоках.сравнения 10-1,10-2,10-М с соот- ветствующими частостями выпрямлен"ного случайного процесса, полученного в результате преобразований впоследующей цепи обработки. Усредненные сигналы и каждой из параллельных цепей обработки нормируютв аттенюаторах .8-1,8-2,8-% путемсоответствующего ослабления, эквивалентного умножению среднего значения полученныхсигналов на нррмирующий коэффициенту/а по-"лученные результаты сравнивают вблоках сравнения 11-1,11-2-,11-В,Если последний сигнал на исследуемоминтервале анализа, равном временному958984 Формула, изобретенияУстройство для измерения отношения сигнал/шум по авт.св.Р 808995,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения,в каждый из К каналов дополнительновведены последовательно соединенныевторая линия задержки, второй .блоквычитания, второй двухпериодный вып"рямитель, сумматор, первый блок определения вероятности, квадратор ивторой блок сравнения, к второмувходу которого подключен второй блокопределения вероятности, при этомвход второй линии задержки и второйвход второГо блока вЫчитания объединегы с входом первой линии задержки,к второму входу сумматора подключенвыход первого двухпериодного выпрямителя этого же канала, а к входувторого блока определения вероятности подключен выход первого двухпериодного выпрямителя последующегоканала, выход второго блока сравнения соединен с третьим входом элемента И, а в устройство дополнительновведен. (1+1) й канал, содержащий.последовательносоединенные линиюзадержки, блок вычитания и двухпериодный,выпрямитель, выход которогоподключен к входу второго блока определения вероятности 1-го канала,вход линии задержки и второй входблока вычитания, являющиеся входом(В+1)"го канала; подключены к выходу К-го канала.Источники информации,принятые во внимание При экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР. 808995, кл. С 01 й 29/26, 1980. интервалу усреднения, может бытьописан полйномом ш-ной степени, торавенство определяемых оценок средне". квадратического отклонения достигнуто в ю-ном и последующих каналахобработки смеси сигнал/шум. сигналы 5равеиства, сформированнЫе блокамисравнения 10 и 11 открывают элемен.ты И, разрешая прохождение соот"ветствующей оценки средне-квадратического отклонения шумового процесса.при этом наиболее эффективный изоценок средне-квадратического отклонения (СКО) шума, вычисленных в в-номи последующих каналах - оценка наименьшего в-ного канала.С целью вывода в блок деления 15оценки СКО шума, отличающейся наибольшей эффективностью, вычисленныеоценки. средне- квадратического отк лонения шума проходят через элемен 0ты Запрет 13 только в случае отсутствия сигнала на выходе элементаИ 12 предшествующего канала. Приэтом только оценка СКО шума первогоканала, в котором произошло совпаде-ние сигналов в двух блоках сравнения10-в и 11-ю проходит через элементИЛИ 14 на вход блока деления 15, Надругой вход блока деления 15 посту-пает оценка СКО сигнала, измереннаяв первом канале обработки смеси сигнала и шума. делением двух оценокопределяют оценку отношений сигнал/шум,Впредлагаемом устройстве для 35исключения ошибок сравнения оценокСКО шума в каналах обработки, обусловленных понижением эффективностиэтих оценок при повышении номераканала, вводится доцолнительный более сильный вероятностный критерийустановления момента выделения.шумового процесса и исключения сигнальной составляющей,Устройство позволяет повысить точность измерения отношения сигнал/шум за счет более высокой точности определения момента, исключения сигнальной составляющей.