Устройство для измерения максимальной и реальной чувствительностей радиоприемника Советский патент 1984 года по МПК G01R29/26 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения максимальной и реаль ной чувствительностей ращиоприемникоз. Известно устрой зтво для измерения чувствительности приемника, содержащее генератор сигналов, на выходе которого включен управляе1Ф й аттенюатор, анализатор выходных сигналов приемника., подключенный через делитель, счетчик циклов анализа и алгеб раический сумматор к блоку управления аттенюатором Lll ,. . Недостатком устройства является значительная погрешность измерений, обусловленная несоответствием методик измерений чувствительности, реализуемой этим устройстве и предписанной требованиями госстандарта, поскольку в процессе оценки отнетаения сигнал - шум на выходе приемника не поддерживается стандартная выходная мощность,. что приводит к нелинейному режиму работы УНЧ контррлиЕ уемого приемника. Кроме .того, алгоритм адаптивного поиска уровня входного сигнала, реализуе1.«лй устройством, когда на очередном шаге поиска уровень сигнала изменяется на величину ди/п, гдеп номер цикла поиска.; uU - зона поиска уровня входного сигнала, не обеспечивается достаточное быстродействие из-за переходных процессов в приемнике и в управляемом аттенюаторе, т,е, при достаточно большом коли честве циклов поиска п, необходимом для обеспечения точности, суммарное время измерения получается значитель нымо Недостатком устройства является также невозможность измерения максимальной чувствительности приемников. Наиболее близким к изобретению является устрюйство для.измерения ре альнс й чувствительности радиоприемника, содержащее генератор сигнала, выходом соединенный через управляе№ аттенюатор с выходной клеммой устрой ства, входная клемма которого соединена с входами полосового и режектор ного фильтров, выход полосового филь тра через блок автоматической устано ки выходного напряжения соединен с у равляющим входом управляемого аттеню атора, с сигнальным входом блока циф ровой индикации, выход режекторного фильтра через преобразователь напряжения соединен с одним из входов ком паратора, второй вход которого подкл чен к выходу источника опорного сигн ла, выход компаратора соединен с вхо дом блока управлениярегулятором громкости ргщиоприемника, два других выхода компаратора через соответству ющие блоки задержки и элемент совпадения соединены с вторым входом блоха цифровой индикации С23. Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью временного усреднения шумового сигнала при каждой установке уровня выходного сигнала радиоприемника, осуществляемой автоматически по- результатам оценки отношения сигнал - шум. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения максимальной и реальной чувствительности радиоприемника, содержащее генератор .сигнала, выходом.соединенный через управляемый аттенюатор с первой выходной клеммой устройства, входная клемма которого соединена с входами полос ового и режекторного фильтров, выход первого из ко.торых соединен с входом блока автоматической установки .выходного напряжения, а выход второго - с входом преобразов теля напряжения, первый выход блока автоматической установки напряжения соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, а второй выход - с сигнальным входом блока цифровой индикации, входом синхронизации соединенного с третьим выходом блока автоматической установки выходного напряжения , введен функциональный преобразователь, первый вход которого соединен с выходом преобразователя Напряжения, второй вход с сигнальным, входом блока цифровой индикации, а выход - с индикаторным входом блока цифровой индикации, при этом блок автоматической установки выходного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных компаратора, блока синхронизации и блока управления аттенюато хзм, первый вход компаратора соединен с входом упомянутого блока, а его второй вход является входом опорного сигнала. Кроме того, в устройство дополнительно введены последовательно соединенные регистр последовательных приближений, двоичные делители и сумматор, второй компаратор, второй .источник опорного сигнала и блок управления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, при этом второй вход сумматора соединен с выходом второго компаратора, один из. входов которого подключен к выходу второго источника опорного сигнала, а другой вход - к второму выходу преобразователя напряжения, выполненного с дополнительным выходом, третий вход сумматора соединен с выходом функционального преобразователя и с управляющим входом двоичных делителей, вход .регистра последовательных приближений соединен с вторым выходом блока синхронизации, выполненного с .двумя.дополнительными выходами, третий выход йлока синхронизации подклю чен к управляемому входу блока управ ления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, входом соединенного с выходом полосо вого фильтра, а выходом - с второй выходной клеммой устройства выход сумматора соединен с вторым входом блока управления аттенюаторюм, выпол ненного с дополнительным входом. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит генератор 1 сигнала, выхойом соединенный с входом управляемого аттенюатора 2, контролируемый радиоприемник 3, фун кциональный преобразователь 4, блок 5 управления аттенюатором, полосово фильтр б, блок 7 автоматической установки выходного напряжения, первы компаратор 8, выходом соединенный с входом блока 9 синхронизации, режекторный фильтр 10, преобразовател 11 напряжения, блок 12 цифровой индикации, блок 13 управления, коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, входом соеди ненный с выходом полосового фильтра б, сумматор 14, регистр 15 последовательных приближений, выходом соединенный с входом двоичных делителей 16,. а входом -.с вторым выходом блока 9 синхронизации, источник 17 опорного сигнала, выходом соединенный с одним из входов второго компа ратора 18, первую и вторую выходные клеммы 19 и 20 и входную клемму 21. Устройство работает в двух режиВ первом режиме осуществляется ИЗмерение максимальной чувствительности приемника. При этом блок 9 синхронизации отключает блок 13 и сПОМОЩЬЮ блока 5 управления аттеню атором устанавливает такое затухание управляемого аттенюатора 2, при котором на выходе полосового фильтрз б, настроенного на частоту моду лирующего сигнала, появится напряже ние, соответствующее стандартной вы ходной мощности. Это напря хение определяется напряжением UQT, от перво ГО источников 17 опорного сигнала. При превышении сигналом напряжения Uofx срабатывает первый компаратор 8 и через блок 9 синхронизации выдает ся команда на блок 12 цифровой инди кации, где индицируется значение максимальной чувствительности, поступающее от блока 5 управления аттенюатором. Это же значение поступа ет на второй вход функционального преобразователя 4. Одновременно напряжение собственных шумов с выхода радиоприемника 3 через режектррныйфильтр 10 поступает на преобразователь 11 напряжения, где происходит детектирование и усреднение гаумов с требуемой точностью. Постоянное напряжение, пропорциональное действующему напряжению шумов с первого выхода преобразователя 11, поступает на первый вход функционального пр еобразователя 4. На выходе функционального преобразователя 4 формируется .сигнал, определяемый выражением . f(D6b ). где Ер и -Di - значение реальной чувствительности х.ЪАА сигналшум .на входе приемника, соответ ствующее заданному отношению wt.vA сигнал шум на выходе ра- . диоприемника; Ef4 Uy, D - значение максимальной чувствительностиЦщ - значение шумов, приведенное к входу эффективного напряжения шумов приемника} Сеч f(D , J - табулированные .значения отношения сигнал - шум на входе приемника, связанные следующей функциональной зависимостью с отношением сигнал - шум на выходе радиоприемника, 3. .. 1 4., i,(2k) + Ь1ч - е , -I т П-т)1 f где 1о и 1 - функции Бесселя нулевого и первого порядка. ( Табулированные значения D записаны в постоянное запоминающее устройство функционального лреобразователя, реализованного на микро-ЭВМ Сигнал Ерс с выхода функцданального преобразователя регистрируется на индикаторе блока 12 цифровой индикаиии. . , Время изменения максимальной чувствртельности значительно меньше времени-изменения реальной чувствительности, так как время измерения отношения сигнал - щум Е на-выходе радиоприемника регистрирует ся только один раз, а н многократно. Методическая погрешность измерения реальной чувствительности устройства око ло 20%, в случаях, когда необходимо повысить точность измерения за счет снижения бь стродействия, испол зуется второй режим работы. В этом режиме работы по команде от блока 9 синхронизации включается блок 13 управления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, поддерживающий напряжение на выходе полосового фильтра б на , соответствукяяем стандартной выходной мощности при значи тельных изменениях входного сигнала радиоприемника 3. Изме.нение коэффи циента усиления в низкочастотном тракте радиоприемника может быть осуществлено путем шунтирования его входа электронно управляемым сопротивлением. Одновременно в сумматор 14 из запоминающего; устройства функционального преобразователя 4 пост пает сигнал, соответствующий реальной чувствительности радиоприемника измеряемой в первом режиме работы. По этомусигналу блок 5 управления аттенюатором устанавливает соответс вующее затухание на аттенюаторе 2„ Поскольку отличие этого входного сигнала от истинного значения .реаль ной чувствительности не превышает 20%, то в дальнейшем изменение уров ня выходного сигнала может производиться в интервале, составляющем 1/5 от значения, записанного в запо минающем устройстве функционального преобразователя 4. Ограничение зоны поиска осуществляется в-делителе 16 При этом уровень сигнала изменяется в соответствии с алгоритмом . V IK- signtDn - Djftii

де uU - зона максимального отклонения сигнала, определяемай погрешностью измере- 45 НИН в первом режиме работы, заданное отношение сигнал DSMшуму текущее значение отнсяиеВпния сигнал - шум; 50

Un уровень испытательного сигнала на п-м шаге приближения.

По командам из блока 9 синхронизации регистр is последовательных приближений вырабатывает величину вида 1-/2 , где п - номер цикла поиска, которая поступает на первый вход .делителя 16, на второй вход которого поступает информация с выхода функционального преобразователя 4. На выходе делителя 16 образуется вёпичина л и/2, которая поступает на один из входов суютатора 14. Напряжение собственньзх шумов с выхоа г

ПаТ.ар

где Пщ, - полоса шума.

При Т, ошибка возрастает, однако абсолютное значение ее не может превысить ftи, т.е. абсолютной погрешности измерения в первом режиме работы. Поскольку Т О, общая абсолютная погрешнос г устройства определяется

C.U

8(

Необходимое количество шагов приближения определяется из условия требуембй точности измерения

iU

зи.

5

-) ШщТ,|)(а

ткуда .

- п:

In2 да радиоприемника 3 через режёкторный фильтр 10 поступает на преобразователь 11 напряжения, где оно детектируется и усредняется, №емя усреднения в этом случае знгАительно меньше, чем в первом режиме работы, что обусловлено малостью величины Ди. С второго выхода преобразователя 11 сигнал поступает на вход второго компаратора 18, сравнивающего его значение с опорным напряжением, которое поступает от второго источника 17 опорного сигнала Это напряжение соответствует заданному значению отношения сигнал шум на выходе радиоприемника 3, В зависимости от того, больше или меньше отношение сигнал - шум заданного с выхода ксяйпаратора 18, на управляющий вход сумматора 14 поступает уменьшить или увеличить содержимое сумматора 14 на величину А и/2 . Соответствующая величина на его выходе с помощью блока 5 управления аттенюатором изменяет уровень на выходе аттенюатора 2. Как правило, для достижения погрешности измерения 5% достаточно 3-4 циклов приближения, т.е. п 3-4 Уточненное значение реальной чувствительности поступает через блок 5 управления аттенюатором на блок 12 цифровой индикации и индицируется« Методическая погрешность второго режима -Работы определяется интервалом времени, а котором происходит усреднение шумов приемника при оценке его текущего отношения сигнал шум на выходе D. Инерционность управляемого аттенюатора, селективных цепей, а также блока 13 определяет время усреднения шукюв „ Погрешность измерений связана с .

Как видно иэ приведенных формул, уже при мгшых п обеспечивается значительное уменьшение зоны разброса абсолютной погрешности измерения реальной чувствительности.

Одновременное измерение максимальной чувствительности и собственчьах шумов приемника позволяет получить путем функционального преобразования значение реальной чувствительности. Адаптивный поиск в зоне полученного значения регшьной чувствительности позволяет почти на порядок уменьшить количество циклов поиска, что соответственно повышает быстродействие.

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ И РЕАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАДИОПРИЕМНИКА, содержащее генератор сигнала, выходом соединенный через управляемый аттенюатор с первой выходной клеммой устройства, входная клемма которого соединена с входами полосового и режекторного фильтров, выход первого из которых соединен с входом блока автоматической установкивыходного напряжения, а выход второго - с входом преобразователя напряжения, первый выход блока автоматической установки напряжения соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, а второй выход - с сигнальным входом блока цифровой индикации, входом синхронизации соединенного с третьим выходом блока автоматической установки выходного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерений, в него введен функциональный преобразователь , первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения, второй вход - с сигнальным входом блока цифровой индикации, а выход - с индикаторным входом блока цифровой индикации, при этом блок автоматической установки выходного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных компаратора, блока синхронизации и блока управления аттенюатором, первый вход компаратора соединен с входом упомянутого блока, а его второй вход является входом опорного сигнала, 2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю.щ е е с я тем, что, с целью, повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные регистр последовательных приближений, двоичные делители и сумматор, i второй компаратор, второй источник опорного сигнала и блок управления КЛ коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, при этом второй вход сумматора соединен с выходом второго компаратора, один из входов которого подключен к выходу второго источника опорного сигнала, а другой вход - к второму выходу пре образователя напряжения, выполненного с дополнительным выходом, третий 05 вход сумматора соединен с выходом функционального преобразователя и с эо управляющим входом двоичных делитеэо лей, вход регистра последовательных приближений соединен с вторым выхо4 СД дом блока синхронизации, выполненного с двумя дополнительными выходами, третий выход блока синхронизации под ключен к управляемому, входу блока Управления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, входом соединенного с выходом полосового фильтра, а выходом .с второй выходной клеммой устройства, вь1ход сумматора соединен с вторым входом блока управления аттенюатором, выполненного с дополнительным входом.