Устройство для контроля отношения сигналшум

(54) УСТРОЙСТВО НИЯ СИГНАЛ/ШУМ НТРОЛЯ ОТНОШЕ 3 ф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРФ 640429, кл. Н 04 В 3/46, 1975.Авторское свидетельство СССРВ 819753, кл. С О 1 К 29/26, 1979 е(57) Изобретение относится к электросвязи и обеспечивает повышениеточности контроля в каналах связи сшумоподобными сигналами. Устр-во со.дернит демодулятор 1, квадраторы 11,15, 16, блоки 12, 14, 17 усреднения,блоки 18, 20 вычитания, делители 21и 23, Вновь введены блок 9 усреднения, квадратор 10, блоки 13 и 19 вы.читания, переключатель 22. Демодулятор 1 содерлщт корреляторы 2 и 8,регистр 3 сдвига г-р 4 опорного сигнала, дискриминатор 5, тактовый ю р6, сумматор 7. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 1334381Изобретение относится к электросвязи и может быть использовано дляоценки качества передачи шумоподобных сигналов (ШПС) по каналам связии оценки эффективности работы приемников ШПС.Цель изобретения - повышение точности контроля в каналах связи с шумоподобными сигналами, 10На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройствадля контроля отношения сигнал/шум;на фиг. 2 - взаимокорреляционныефункции принимаемого и опорных сигналов демодулятора, поясняющие работу устройства.Устройство для контроля отношениясигнал/шум содержит демодуляторсодержащий первый коррелятор 2, регистр 3 сдвига, генератор 4 опорногосигнала, дискриминатор 5, тактовыйгенератор 6, сумматор 7 и второйкоррелятор 8, третий блок 9 усреднения, третий квадратор 10, четвертый 25квадратор 11, четвертый блок 12 усреднения, второй блок 13 вычитания,первый блок 14 усреднения, первыйквадратор 15, второй квадратор 16,второй блок 17 усреднения первый 30блок 18 вычитания, третий блок 19вычитания, четвертый блок 20 вычитания, второй делитель 21, переключатель 22, первый делитель 23,Устройство работает следующим образом.Входом всего устройства является, вход демодулятора 1. На вход устройства поступает смесь П(с) шумоподобного сигнала Б(г.), например М-последовательности с амплитудой А и случайной задержкой с, и шума (г.) с дисперсией О , и подается в коррелятор 2 и дискриминатор 5. Генератор 4 опорного сигнала формирует на сво ем выходе копию передаваемого сигнала Я, Опорный сигнал подается в регистр 3 сдвига, на трех выходах которого формируются копии Б (1:), Я(г.) и Я+ опорного сигнала, отличающиеся смещением во времени на один такт (на длительность элементарной посылки о ). Опорным сигналом коррелятора 2 является сигнал Б(1.).снимаемый со второго выхода регистра 3, а опорными сигналами дискриминатора 5 являются запаздывающий и опережающий сигналы Я.(г.) и Б+(С), снимаемые с третьего и первого выходов регистра 3, Коррелятор 2 на своем выходе формирует сигнал Ч, свертки Йг.) и Б(г.), а дискриминатор 5 формирует на своем выходе сигнал Е ошибки синхронизации, пропорциональный свертке Я) и разностного сигнала Б(г.) - Я (г.). Сигнал ошибки с выхода дискриминатора 5 подается в тактовый генератор 6. Тактовый генератор 6 формирует на своеи выходе тактовые импульсы (частота которых зависит от управляющего сигнала), определяющие частоту следования элементарных посылок генератор 4 опорного сигнала. Блоки 3-6 образуют известную схему кольца слежения за задержкой шумоподобных сигналов.При отсутствии помех и Флуктуаций задержки принимаемого сигнала отношение сигнал/шум по мощности на выходе коррелятора 2 равноА 2- ВЬ =Во= хгде Ь - отношение сигнал/шум на3 хвходе коррелятора;В - база сигнала, причем мощность сигнала на выходекоррелятора 2 равнаА 2 - В 2 А 2оа дисперсия шумаВ состоянии слежения за задержкой принимаемого сигнала, задержка опорного сигнала Б(г;) колеблется в облас ти пика взаимокорреляционной функции опорного и принимаемого сигналов, при этом уровень выходного сигнала Флуктирует, что приводит к снижению средней мощности полезного сигнала на некоторую величину ( ЬА)2:А 2 = А 2 -(ЬА) 21 опри этом дисперсия шума увеличивается на некоторую величину ( 6 б ):6, = б+ (66)Известные устройства контроля от ношения сигнал/шум измеряют отноше 2 2 ние величин А и б а не А 2 и б определяющих уровни сигнала и шума в канале, что снижает точность измере" ний, Известные устройства, кроме того, не контролируют потери сигнала(дА)г и увеличение шума ( дб), связанные с работой следящей эа задержкой системы демодулятора 1. Это не позволяет контролировать работу следящей системы, например, при оптимизации ее работы по минимуму (дА)г и ( д 6) .Опорным сигналом второго коррелятора 8 является сумма опорных сигналов Б (С), Б(С) и Б+(С), формируемая сумматором 7.Вид взаимокорреляционных функцийпринимаемого и опорных сигналов, показывающих зависимость выходных сигналов корреляторов 2, 8 и дискриминатора 5 от расстройки Т приведен на фиг. 2. Корреляционная функция шумоподобных сигналов имеет треугольную форму с основанием, равным длительности двух элементарных посылок (2 ), причем смещенные во времени на интервалопорные сигналы Б (С ), Б(С) и Б+(С ) (фиг. 2 а,б,в) имеют соответственно смещенные во времени основные лепестки взаимокорреляционных с принимаемым сигналом функций Е ,Е и Е. Зависимость уровня принятого сигнала на выходе коррелятора 2 от временной расстройкипоказывает кривая Е(,), Дискриминационная характеристика дискриминатора 5 формирует-. ся при вычитании Е й) и Е (т) (фиг,2 г), Взаимокорреляционная функция Е ( ) принимаемого сигнала от суммы опорных, смещенных относительно друг друга сигналов, имеет плоскую вершину (фиг.2 д), она образуется суммированием Е (ь), Е(,) и Е , при этом на участке ц-К, соответствующем рабочему участку О-е дискриминационной характеристики Е уровень полезного сигнала не зависит от задержкии равен при любой задержке , в пределах +уровню А, полезного сигнала на выходе коррелятора 2 при= О. Дисперсия шума й на выходе коррелятора 8 в три раза больше дисперсии шума на выходе коррелятора 2 при отсутствии флуктуаций задержкитак как шумовая составляющая (С), перемножаясь в корреляторе 8 с ортогональными сигналами Б (С ), Б(С ) и Б (С) образует три ортогональных компоненты шума, каждая из которых имеет дисперсию б, с результирующей дис 2персией 4381Потерь сигнала и увеличения дисперсии шума на выходе коррелятора 8,связанных с флуктуациями задержки ь,5 нетСигнал Ч, с выхода первого коррелятора 2 поступает в блок 9 усреднения и квадратор 10, На выходе блока9 формируется величина Х равная10 среднему значению (математическомуожиданию) Ч,15 На выходе квадратора 11 формируется сигнал Ь равный квадрату Ч,20 С выхода блока 9 усреднения сигнал подается в квадратор 1 О, на выходе которого формируется величинаьг: (Ч ) г25С выхода квадратора 11 сигнал поступает в блок 12 усреднения, на выходе которого формируется величина30 = Чг = Аг + угНа выходе блока 13 вычитания выделяется величина дисперсии шумаб 2 Ь г35Блоки 14-18 работают аналогичноблокам 9-13.При этом на выходе квадратора 15 40 формируется величина А равная квадрату среднего значения вькодного сигнала коррелятора 8, а на выходе блока18 вычитания формируется величинагЗб равная дисперсии шума на выходе 45 коррелятора 8, С вькода блока 18 сигнал подается в делитель 21, осущестгвляющий деление величины Зб на три,при этом на выходе делителя 21 формируется величина б . Сигналы А, и А, 50 поступают в блок 20 вычитания, навыходе которого формируется величина(дА) г - Аг АгСигналы б, и б, поступают в блок 19 вычитания, на вькоде которого формируется величина.20 1. Устройство для контроля отношения сигнал/шум, содержащее демодулятор, последовательно соединенные первый блок усреднения и первый квадратор, выход которого подключен к первым входам первого делителя и первого блока вычитания, последовательно ЗО соединенные второй квадратор, вход которого соединен с входом первого блока усреднения, и второй бпок усреднения, выход которого подключен к второму входу блока вычитания,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля в каналах связи с шумоподобными сигналами, введены последовательно соединенные третий блок усреднения, тре тий квадратор, второй блок вычитания, третий блок вычитания и переключатель, выход которого подключен к второму входу первого делителя, последоСигнал А 2 подается в делитель 23, на второй вход которого поступает в зависимости от положения переключателя .22, величина дисперсии б, (положение с переключателя), величина (6 А) (положение 5 ) или величина ( ьб) (положение а ). При этом в положении с на выходе делителя 23 формируется величина отношения сигнал/шум, в положении 1 - величина А 2/(ЬА), характеризующая отношение мощности сигнала к мощности потерь сигнала, связанных с действием следящей системы демодулятора 1, в положении а - величина А/( ьб ), ха.- рактеризующая отношение мощности сигнала к дисперсии добавки шумов, связанных с деиствием следящей системы демодулятора. Формула изобретения вательно соединенные четвертый квадратор и четвертый блок усреднения, выход которого подключен н второму входу второго блока вычитания, четвертый блок вычитания, включенный между выходом третьего квадратора и вторым входом переключателя, второй делитель, вход которого соединен с выходом первого блока вычитания а выход подключен к второму входу третьего блока вычитания и к третьему входу переключателя при этом второй вход четвертого блока вычитания соединен с выходом первого квадратора, первый выход демодулятора подключен к входам третьего блока усреднения и четвертого квадратора, а второй , выход подключен к входу первого блока усреднения2, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что демодулятор содержит последовательно соединенные регистр сдвига, дискриминатор, тактовый генератор и генератор опорного сигнала, выход которого подключен к входу регистра сдвига., первый коррелятор, первый вход которого соединенФ с первым входом второго коррелятора и с вторым входом дискриминатора и является входом демодулятора, и сумматор, выход которого подключен к второму входу второго коррелятора, выход которого является вторым выходом демодулятора, причем первый выход регистра сдвига подключен к первому входу сумматора, второй выход регистра сдвига соединен с вторыми входами первого коррелятора и сумматора, третий выход регистра сдвига подключен к третьим входам дискриминатора и сумматора, а выход первого коррелятора явпяется первым выходом демодулятора.аз 3981/57ВНИИПИ ЗОЗ Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная Тираж 638Государственногоелам изобретенийосква, Ж-З 5, Рау Подписнокомитета СССРи открытийская наб., д.4/5