Устройство для определения отношения сигнал-шум сигналов с фазовой модуляцией

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСП 4 О 01 В 29/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(57) Изобретение ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТСИГНАЛОВ С ФАЗОАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(56) Авторское свидетельство СССУ 1287048, кл, С 01 К 29/26801374154 относится к радиотехнике и служит для повышенияточности измерения отношения сигнал-шум. Устройство содержит полосовой фильтр 1, детектор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, коммутаторы 4 и 8, сумматор 5, квадраторы 6 и 9, блок 7 вычитания, перемножитель 10, делитель 11 и вычислитель 12 отношения сигнал-шум, индикатор 13 и блок 18 синхронизации. Введение перемножителя 14, фиксатора 15 низких частот, формирователя 16 и элемента 17 задержки исключает влияние паразитной амплитудной модуляции. 4 илИзобретение относится к областирадиотехники и может быть испольэова"но в радиоприемных .устройствах дляопределения отношения сигнал/шум вполосе канального фильтра, напримердля оценки возможного качества последующей демодуляции,Целью изобретения является повышение точности измерения путем исключения влияния паразитной амплитудной модуляции,На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства определенияотношения сигнал-шум; на фиг. 2 -функциональная схема блока синхронизации; на фиг. 3 - эпюры напряжений в различных точках устройства;,на фиг. 4 - график зависимости ш,/Рот о.20Устройство для определения отно" шения сигнал-шум (СШ) содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 1, вход которого является входом устройства, детектор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, первый. коммутатор 4, сумматор 5, первый квадратор 6, выход которого сое" динен с первым входом блока 7 вычитания, к выходу аналого-цийрового преобразователя подключены последовательно соединенные второй коммутатор 8, второй квадратор 9 и умножитель 10, выход которого соединен с вторым входом блока 7 вычитания. Вы" 35од блока 7 вычитания через делитель 11 и вычислитель 12 отношения сигнал/ шум, подключен к индикатору 13. К выходу полосового йильтра 1 подключены йоследовательно соединенные вто рой умножитель 14, фильтр 15 низких частот и формирователь 16, выход которого соединен с первым управляюпщм входом аналого-цийрового преобразователя 3. К выходу полосового фильтра 45 1 подключен элемент 17 задержки, выход которого подключен к второму входу второго перемножителя 14. Выходы блока 18 синхронизации соединены: первый - с входами управления первого коммутатора 4, сумматора 5, перво го квадратора 6, блока 7 вычитания, второй выход - с вторым входом управления аналого-цийрового преобразователя 3 и входом управления второго квадратора 9, а третий - с вхо- . дами управления второго коммутатора 8, делителя 11 и вычислителя 12 отношения сигнал/шум. Аналого-цифровой преобразователь 3 содержит последовательно соединенные блок 19 выборки и хранения, вход которого является входом преобразователя .3, преобразователь 20 напряжение " частота, четвертый коммутатор 21, выход которого является выходом аналого-цифрового преобразователя 3.Одна из воможных схем блока 18 синхронизации содержит последовательно соединенные счетчик 22 до И и триггер 23, инвертирующий и неинвертирующий выходы которого являются соответственно первым и третьим выхо" дами блока 18 синхронизации, а также формирователь 24, вход которого объединен с входом счетчика 22 и является входом блока 18, а выход является вторым выходом блока 18,Измерение отношения сигнал/шум с помощью устройства основано на использовании статистических свойств смеси узкополосного шума Х(1)= =А(1)соз 1 ь,1+8(1 и сигнала Я(т,)= =Есоя ы 1, огибающая которойП(Т) =Г Е +А +2 ЕА (С) соз О (1 ) 7 4" (1)имеет плотность вероятности, распределенной по обобщенному закону Релея.Для цийровых ФМ сигналов огибающая сигнала П(1) после ПФ имеет паразитную амплитудную модуляцию, показанную на йиг. За, Время нарастания огибающей известно и зависит от постоянной йильтра . Ошибку изме" рения огибающей в 5 Х дает измерение, проведенное через время 2,99 1 от момента 1,.В устройстве отсчет огибающей берется через определенное время после скачка фазы.При приеме цифровых ФМ-сигналов с разной скоростью передачи полосу фильтра 1 необходимо изменять для обеспечения фильтрации сигнала иэ помех с минимальными его искажениями, при этом полоса пропускания 2 йГ фильтра берется порядка 2 ЛГ=1/ с, где- длительность элементарного импульса передачи.Поэтому одновременно с изменением полосы пропускания фильтра 1 в йормирователе 16 изменяется задержка с которой управляющий импульс поступает на вход блока 18 и управляющий вход аналого-цийрового преобразова" теля 3.+ц 1, ( /2 )1 ехр(-1/2.) 1 детектор сигнала 2, где выделяется его огибающая. Частота импульсов на выходе аналого-цифрового преобразователя 3 прямо пропорциональна величине огибающей в момент взятия выборки блоком 19. Выборка берется по импульсам, поступающим с формирователя 16. Коммутатор 21 открывается на время С,и пропускает на выход аналого"цифрового преобразователя 3 количество импульсов, соответствующее величине огибающей в момент выборки. Измерение отношения сигнал/шум проходит за два цикла. Во время первогоЧцикла находится величина (л Х. ) следующим образом. Коммутатор 4 открывается импульсами, поступающими с первого выхода блока 18По передним фронтам этих импульсов сбрасывается в "0" сумматор 5 и первый квадратор 6, За время первого цикла в сумматоре 5 формируется сумма И пачек импульсов с выхода аналого-цифрового преобразователя 3. По задним фронтам управляющих импульсов, поступающих с первого выхода блока 18, закрывается первый коммутатор 4 и начинается работа первого квадратора 6. Импульсы с выхода первого квадратора 6 записываются на вход блока 7 вычитания, выполненного, например, в виде реверсивного счетчика, а также в делитель 11Во время второго цикла второй коммутатор открывается импульсами, по 40 45- р 50и х,-( х,)(4)55 Диаграммы напряжений на первом и втором (после элемента 17 задержки) входах перемножителя 14 показаны на фиг. Зб,в (без учета амплитудных искажений в полосовом фильтре).Напряжение на выходе фильтра 15 .изменяется скачком от 11 до 11 в момент скачка фазы принимаемого сигнала, как показано на фиг. 3 (без учета амплитудных искажений в полосовом фильтре). Импульсы с фильтра 15 низкой частоты поступают на формирователь 16, который осуществляет задерж" ку момента перескока фазы на времязависящее от полосы установленного полосового фильтра. Сформированные таким образом управляющие имЗависимость ш/Р от о (фиг. 4) была рассчитана на ЭВМ, функции Бесселя были представлены рядом. Таким об 1разом, находя ш, и Р огибающей смеси сигнала с шумом, можно найти о. Этот принцип реализован в предлагаемом устройстве, где отношение ш /Р находится после линейного детектора, далее найденному значению ставятся в соответствие с заданной точностью значения кривой по формуле (2).Оценки среднего значения ш и дисперсии Р при И измерениях находятся следующим образом; н Мн(3) где Х., 3.=1,2. И - значения И отсчетов огибающей процесса(1 ).С учетом выражения (3) оценку левой части выражения (2) можно пред- ставить Устройство работает следующим .образом,После селекции в полосовом фильтре 1 сигнал поступает на линейный пульсы поступают на первый управляющий вход преобразователя 3, тем самым разрешая взять выборку из огибающей сигнала устройству выборки-хранения. Этот импульс поступает также на вход блока 18 синхронизации.Длительность задержкиэлемента 17 задержки не должна превышать длительности элементарного импульса передачи цифрового ФМ-сигнала. Для обобщенного закона Релея отношение квадрата первого момента огибающей и дисперсии огибающей выражается зависимостью, которая однозначно зависит от входного отношения сигнал/шум о=Е /26 Х,1374154 Фиг.2 ступающими с третьего выхода блока 18. Количество импульсов в каждой пачке возводится в квадрат во втором квадраторе 9 и умножается на Б в умножителе 10. Далее эти импульсы поступают на вход блока 7 вычитания, который представляет собой вход суммирования упомянутого реверсивного счетчика. По передним фронтам импуль сов, поступающих с третьего выхода блока 18, сбрасываются в "0" блок 7 вычитания и делитель 11, а по эаднимвычислитель 12 отношения сигнал/ шум, и начинает работу делитель 11, на второй вход которого поступаетМ йразность Б, Х.-(.а Х .) с блока 72 вычитания. Делитель 11 в течениеследующего цикла формирует численноезначение отношения, поступающее затем на вычислитель 12 отношения сигнал/шум, который представляет собойпреобразователь одного кода в другой 25на основе постоянных запоминающихустройств, в котором запомнены значения функции (21 зависимости между величиной отношения ш/Р и величинойотношения сигнал/шум с заданной точностью. Блок 18 синхронизации работает сследующим образом. На его вход поступают импульсы управления с входа формирователя 16, счетчик 22 отсчитывает И импульсов и перебрасывает триггер 23, прямой выход которого является первым выходом блока 18, а инвертирующий выход является третьим выходом блока 18, По переднему фронту тактового импульса срабатывает формирователь 24, выдающий на второй выход блока 18 импульсы длительностью 1 Формула изобретения Устройство для определения отношения сигнал-шум сигналов с фаэовой модуляцией по авт. св. Р 1287048, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, введены элемент задержки и последовательно соединенные второй перемножитель, фильтр низкой частоты, формирователь, причем вход элемента .задержки соединен с входом второго.перемножителя и с выходом полосового фильтра, а выход - с вторым входом второго перемножителя, управляющий вход формирователя соединен с управляющим выходом полосового фильтра, выход формирователя соединен с первым управляющим входом аналого-цифрового преобразователя и с входом блока синхронизации.1374154 Саг т Составитель Н.Иихалевыдкая Техред Л.Сердюкова орректор ндр кто аказ 570/ 035 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Узгород, ул. Проектная ираж 772Государственного коми делам изобретений и от осква, Ж, Раушская Подписиа СССРтий