Способ определения отношения сигналшум

ОЛ ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик и 951726(51)М. Кл. с присоединением заявки РЙ(23) Приоритет Н 04 Б 3/46 Ъаударстванкый комитет ССЕР до делам изобретений и открытий(53) УД К 621,395. ,664 (088,8) Дата опубликования описания 15,08.82(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ 1Изобретение относится к технике радиоизмерений и может использоватьсяпри автоматизированных измерениях отно.шений сигнал/шум,Известен способ определения отношения сигнал/шум сигналов с известной5частотой заполнения, заключаюшийся втом, что стробируют входной сигнал, формируют две последовательности импульсов и анализируют их Г 11.Однако известный способ не обеспечивает возможность определения отношениясигнал/шум при произвольной синхронизации входных сигналов.Цель изобретения - обеспечение воэможности определения отношения сигнал/шум при произвольной синхронизации входных сигналов.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу определения отношения сигнал/шум сигналов с известнойчастотой заполнения, заключающемуся втом, что стробируют входной сигнал, формируют две последовательности импувь сов и анализируют их, Ограничивают попороговому уровню входные сигналы, иэкоторых формируют две последоватепьности импульсов, соответствуюшие положительным и отрицательным переходам входных сигналов через ноль, задерживаютодну из сформированных последовательностей импульсов на время Г которой стробируют другую сформированную последовательность, подсчитывают количествопростробированных импульсов и общее количество импульсов и по отношению их определяют отношение сигнал/шум, причем - .(Т где Т - период входного1ЯсигналаНа фиг. 1 представлены диаграммы, поясняющие сущность выполняемых операций; на фиг. 2 - кривые плотностей вероятностей смешений моментов формирования импульсов под воздействием шумов (в верхней части фигуры) истроб-импульс, начинаюшийся с момента времени 1 и заканчивающийся в момент времени (,(в нижней части фигуры); на фиг,3 3 951 7теоретическая кривая отношения числапростробированных импупьсов к числу импульсов, до стробирования в зависимостиот отношения сигнал/шум; на фиг. 4 -структурная электрическая схема устройства, реапизующего предпоженный способ,Способ определения отношения сигнап//шум осуществляется следующим образом,В моменты пересечения исследуемымсигналом порогового уровня (например, 10нулевого) формируют две поспедоватепьности эпектрических импульсов (фиг, 1 а,б, в).В каждой поспедоватепьности импульсы следуют с периодом заполнения входногд сигнала Т, а семи поспедовательности сдвинуты между собой на Т/2. Сосдвигом на время 7. относительно момен.тов появления импульсов первой последовательности формируют строб-импульс20(фиг, 1,г), которым стробируют вторуюимпульсную поспедоватепьность (фиг 1,в)Еспи шумы отсутствуют, формируемыеэлектрические импульсы спедуют в каждой поспедоватепьности через одинаковыеинтервалы времени, А так как стробирую- .щий импупьс запускают от первой поспедоватепьности импульсов с задержкой7 Т/2, импульсы второй поспедовательности после стробирования не появпяются.Если шумы имеются, моменты форми 30рования импульсов (фиг, 1 б, в) смещаются на некоторую величину Ь.На фиг. 2 представлены кривые плотностей вероятностей смешений моментовформирования для различных отношенийсигнал/шум 0. Чем больше интенсивностьшума, тем меньше )" и тем более расплывчата форма кривой распределения, поэтому частЬ импульсов второй последоватет ности по времени своего появления40начинает совпадать со строб-импупьсом(фиг. 1,в, г), и чем меньшетем боль.шую площадь под кривой распредепенияотсекает строб-импульс (фиг. 2) итем большее число импульсов второй по/следовательности появпяется после стробирования,Отношение чиспа простробированныхимпульсов. к общему чиспу импульсов доих стробирования однозначно зависит от(фиг. 3).Устройство, реализующее предложенный способ, содержит формироватепь импульсов 1, формирователь строба 2, бпокуправления 3, блок совпадения 4, счетчик импульсов 5, дешифратор 6, бпок управления индикацией 7, индикатор отношения сигнал/шум 8. 26 4формироватепь импупьсов 1 обеспечивает выдачу импупьсных сигнапов в темоменты времени, когда происходит пересечение исследуемым сигнапом нупевойпинии, Формирователь 1 имеет один вход,являющийся входом устройства, и два выхода. На каждый выход формироватепь импупьсов 1 выдает импупьсы, следующие спериодом заполнения входного сигнапа,При этом импульсы на втором выходесдвинуты относительно импульсов на первом выходе на время Т/2, . равное поло)вине периода заполнения входного сигнала.формирователь импупьсов 1 связан сформироватепем строба 2, блоком управпения 3, блоком совпадения 4,формирователь строба 2 обеспечиваетполучение стробирующих импульсов, задер.жанных на время Г относитепьно импупьсов, поступающих на формироватепь строба 2 с формироватепя импульсов 1. Время Я выбирается из условия - с С сТ,ТЯ.формирователь строба 2 входом связан с выходом формироватепя импупьсовю1, а выходом - с входом блока совпадения 4,Блок управления 3 обеспечивает демодуляцию входных сигналов, формированиесигналов эталонного времени, команды"Выдать на индикатор" и сигналов сбросасчетчика, необходимых дпя синхронизациисовместной работы блока совпадения 4,счетчика импульсов 5, блока управленияиндикацией 7. Блок управления 3 связанвходами с источником входного сигнала,с выходом формироватепя импупьсов 1,а выходами - с входами блока совпадения 4, счетчика импульсов 5, бпока управления индикацией 7. Осуществляя демодуляцию входного сигнала, блокуправпения выявляет интервапы времени, вовремя которых частота входного сигнапапринимает заранее известное значение ив эти интервалы времени разрешает работу связанных с блоком управпения узлов,выдавая на них необходимые сигнапы.Блок совпадения 4 обеспечивает пропускание импульсов с выхода формирователя импульсов при поступпении надругой вход блока совпадения 4 стробирующих импульсов с выхода формирователя строба 2 в течение этапонного времени, определяемого бпоком управления 3.Блок совпадения 4 связан входами сформирователем импульсов 1, формироватепем строба 2, блоком управпения 3,а выходом - с входом счетчика импульсов 5.5 951726Счетчик импульсов 5 предназначендля счета числа импульсов, поступающихна него с выхода блока совпадения 4, исвязан входами с выходами блока совпадения 4 и блока управления 3, а выходом - с входом дешифратора 6,Дешифратор 6 предназначен для выявления состояния счетчика импульсов 5,при котором в него поступит число импульсов, соответствующее одной из границ 1 Озон отношений сигнал/шум ( . ).Выход дешифратора 6 соединен с входом блока управления индикацией 7,Блок управления индикацией 7 предназначен для выдачи на индикатор 8 кодачисла, равного среднему значению однойиз зон отношения сигнал/шум (,о ).Блок управления индикацией 7 содержитв своем составе запоминающие ячейки,каждой из которых соответствует опредеОленная зона значенийБлок управления индикацией 7 связанс дешифратором 6, из которого поступают сигналы, соответствующие границамзон ()"), с блоком управления 3,откуда подается команда "Выдать на индикатор", и с индикатором 8, на которыйблок управления выдает коды чисел, соответствующих средним значениям для каждой иэ зон ( , р). Выход блока уп- ЗОравления индикацией 7 соединен с входоминдикатора 8.Индикатор 8 обеспечивает индикациюрезультатов измерения отношения сигнал/шум при поступлении с выхода блока управления индикацией 7 кода числа, соответствующего среднему значению зоныотношений сигнал/шум, выявленной дешифратором 6. 40Устройство работает следующим об-.разом.Исследуемый периодический или непериодический сигнал подают на вход формирователя импульсов 1, на выходах которого формируются импульсы в моменты пересечения сигналом нулевого уровня, причем на втором выходе формируются импульсы, сдвинутые на время, равное половине периода заполнения входного сигнала Т/2 относительно импульсов, выдаваемых на первый выход (фиг. 1,а,б,в),Импульсы второго выхода формирователя импульсов 1 подаются на вход формирователя строба 2 и являются началь 55 ными моментами формирования строба.Стробирующие импульсы с выхода формирователя строба 2 (фиг. 1,г) поступают на вход блока совпадения 4, на другие входы которого подаются импульсы с второго выхода формирователя импульсов 1 (фиг. 1,в) и импульсы эталонной длительности с блока управления 3, определяющие время измерения Т ,.Если шумы отсутствуют, формирова - тель импульсов 1 вырабатывает импульсы через одинаковые интервалы времени Т, А так как строб-импульс запускается от первой последовательности им - пульсов и задержка его эапускатепяГТфl импульсы второй последовательности в этом случае не проходят через блок совпадения 4,Если шумы имеются, моменты срабатывания формирователя 1 смещаются на некоторую величину Ь Эти смещения носят случайный характер. На фиг, 2 представлены кривые плотностей вероятностей смешений моментов формирования для различных значений отношений сигнал/шум , Чем больше интенсивность шума, тем меньшеи тем более расплывчата форма кривой распределения, Поэтому часть импульсов второй последовательности по времени своего появления начинает совпадать со строб-импульсом, и чем меньше р тем большую плошадь над кривой распределения 5 отсекает строб-импульс и тем большее число импульсов пройдет на выход схемы совпадений.Таким образом, число импульсов, которое за время Тс выхода блока совпадения 4 поступает на счетчик импульсов 5, однозначно зависит отКаждому значениюсоответствует определенное число простробированных импульсова какой-либо зоне значений Ц,;) соответствует определенный диапазон чисел импульсов, границами которого является гР,-ГРВ процессе зайолнения счетчика 5 эти числа выявляются дешифратором 6, который подключен к счетчику, и поступают на блок управления индикацией 7, соединенный с дешифратором 6.Если, например, 0 мало, на счетчик поступает большое число импульсов и в процессе его заполнения дешифратор выделяет несколько значений граничных чисел Яг, Выходы дешифратора подключены к блоку управления индикацией 7, кото-рый выполнен таким образом что в нем запоминается, какое из значений Я.р в процессе измерений было последним; Этому значению Я соответствует граница одной из зон (. ;).726 7 951поэтому когда по окончании временизмерения бпок управления 3 выдает наблок управпения индикацией 7 сигнапВыдать на индикатор", на индикатор 8поступает и отображается на нем код чио-ла равного среднему значению отношенияси нап/шум этой зоны,Таким образом, предлагаемый способобеспечивает возможность опредепенияотношения сигнап/шум при произвольной 10синхронизации входных сигнапов,ф орму ла. изобретения15Способ опредепения отношения сигнал/ шум сигналов с известной частотой запол нения, закшочаюшийся в том, что стробируют входной сигнап, формируют две поюспедоватепьности импульсов и анапизи руютих, отличающийся тем,что, с цепью обеспечения возможности определения отношения сигнап/шум при произвольной синхронизации входных сигналов,ограничивают по пороговому уровню входные сигналы, из которых формируют двепоследовательности импульсов, соответствующие положитепьным и отрицательнымпереходам входных сигнапов через ноль,задерживают одну из сформированных поспедовательностей импульсов на время Скоторой стробируют другую сформированную последоватепьность, подсчитывают количество простробированных импупьсов иобшее количество импульсов и по отношению их опредепяют отношение сигнал/шум,причем ГТ где Т - период входногосигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Мд 3875328,кл, Н 04 В 1/00 1976,