Устройство для измерения отношения сигнал/шум Советский патент 1984 года по МПК H04L11/08 H04B3/46 

Изобретение относится к технике радиосвязи и может использоваться для контроля телеграфных каналов связи в автоматизированных системах передачи дискретной информации, в устройствах разнесенного приема сигналов при вычислении весовых коэффициентов и другой приемной аппаратуре.

Известно устройство для измерени отношения сигнал/помеха, содержащее задающий генератор, блок интегрирования, счетчик заполняющих импульсов, накопитель действующей помехи, блок определения полярности посылки вычислительный блок индикатор СП

Однако устройство имеет низкую точность из-за наличия в них схем синхронизации, эффективность работы которых существенно снижается при малых отношениях сигнал/шум.

Наиболее близким техническим pieшением к изобретению является устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее последовательно соединенные блок управления и измеритель длительности сигнала, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а третий вход является входом устройства С 2.

Однако известное устройство имее низкую точность.

Цель изобретения - повьш1ение точности .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее последовательно соединенные ..блок управления и измеритель длительности сигнала, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, а третий вход является входо устройства, введены блок вычисления Iискажений сигнала по длительности, усреднитель, функциональный преобразователь и элемент И, при этом первый, второй и третий и четвертый входы и первый выход блока вычисления искажений сигнала соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами измерителя длительности сигнала и информационным входом усреднителя, выход и управляющий вход которого соединены соответственно с входом функхцюнального преобразователя и выходом элемента И, первый и второй входы

которого соединены соответственно с вторым выходом блока вычисления искажений сигнала по длительности и третьим выходом блока управления, причем выход функционального преобразователя и третий выход блока вычисления искажений сигнала По длительности являются соответственно первым и вторым выходами устройства

При этом блок вычисления искажений сигнала по длительности состоит из последовательно соединенных первого блока памяти, вычитателя,коммутатора и элемента памяти компаратора, инвертора, а также из последовательно соединенных счетчика, первого элемента ИЛИ и элемента И, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом коммутатора и выходом компаратора, первьй вход которого соединен с выходом второго блока памяти а второй выход счетчика второй элемент ИЛИ соединен со входом инвертора ,вькод которого является вторым выходом блока вычисления,искажений сигнала по длительности,при этом вторые входы вычитателя, коммутатора и компаратора объединены и являются первым входом блока вычисления искажений сигнала по длительности, вторым, третьим и четвертю входами которого являются соответственно первый и второй входы счетчика и второй вход элемента памяти выход которого, а также третий выход счетчика являются соответственно первым и третьим выходами блока вы числения искажений сигнала по длительности.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения отношения сигнал/шум содержит измеритель 1 длительности сигнала, состоящий из счетчика 2, регистра 3 сдвига и первого и второго сумматоров по модулю два 4 и 5 соответственно, блок 6 вычисления искажений Сигнала по ;шительности, состоящий из первого блока 7 памяти, вычитателя 8,коммутатора 9, элемента tO памяти, счетчика 11, первого и второго элементов ИЛИ 12, 13 соответственно, инвертора 14, компаратора 15, второг блока 16 памяти и элe feнтa И 17, усреднитель 18, элемент И 19, функциднальный преобразователь 20 и блок 21 управления, состоящий из генератора 22 импульсов и делителя 23 частоты. Устройство работает следующим образом. Телеграфньй сигнал в виде случай ного потока единиц и нулей, искаженных воздействием шумов в ка.нале связи, поступает на вход измерителя длительности сигнала 1. При каждом изменении знака входного сигнала с помощью регистра 3 сдвига InepBoro и второго сумматоров по мо:дулю два 4 и 5, подключенных к соот ветствующим выходам регистра 3 сдви га, формируется два импульса,сдвину тых во времени относительно друг друга, причем сперва формируется им пульс записи, который подается на элемент 10 памяти блока 6, затем им пульс сброса - на соответствующие входы счетчиков 2 и 11. В то же время на счетный вход счетчика 2 с первого выхода делителя 23 блока 21 управления подаются импульсы с частотой f , соответствующей скорости передачи дискретных сигналов и точности измерения длительности принимаемого сигнала. Полный объем счетчика 2 соответствует длительности неискаженного элемента телеграфноTg f, .Если го сигнала Т. и ug , равен п длительность непрерывного отрезка входного телеграфного сигнала одног знака Т больше Т, то с выхода счет чика 2 после каждого его полного цикла счета подается импульс на вхо счетчика 11 блока 6. При достижении счетчиком 11 определенного наперед заданного числа он самоблокируется и В14дает выходной сигнал на выход устройства о том, что канал связи поражен мощной узкополосной помехой создающей на входе устройства непре рьшное нажатие или отжатие. В таком состоянии счетчик 11 остается до поступления очередного импульса сброса. В то же время с выхода счет чика 2 остаток m от деления Т на Тд подается на входы вычитателя 8, кон паратора 9 и компаратора 15. На второй вход вычитателя 8 nocrjmaer с первого блока 7 памяти постоянное число п, из которого вычитается т.С выхода вычитателя 8 разность n-m поступает на второй вход коммутатора 9. На второй вход компаратора 15 поступает постоянное число п/2 с выхода второго блока 16 памяти. Компаратор 15 вьщает логическую 1 которая подается на элемент И 17. На второй вход элемент . та И 17 поступает сигнал с выхода первого элемента ИЛИ 12, входы которого подключены к выходам счетчика 11. Если длительность непрерывного отрезка телеграфного сигнала одного знака Т больше Т(,, то на выходе первого элемента ИЛИ 12 будет 1, в противном случае О. То есть с выхода элемента И 17 на управляющий вход коммутатора 9 приходит логическая единица, если mi-j . При этом коммутатор 9 подключает выход счетчика 2 к входу элемента 10 памяти. При поступлении на управляющий вход коммутатора 9 логического О - к входу элемента 10 памяти подключается выход вычитателя 8. Элемент 10 памяти обеспечивает хранение результата вычисления искажения длительности элемента сигнала до поступления следующего импульса записи. Результаты измерения с выхода элемента 10 памяти поступают на усреднитель 18, работающий от тактовых импульсов частотой 2 , (2 4 К 4 п), подаваемых с второго выхода делителя 23 через элемент И 19, на второй вход которого подается логический сигнал управления с выхода второго элемента ИЛИ 13 через инвертор 14, второй элемент ИЛИ 13 подключен к всем выходам счетчика 11 за исключением первого разряда и вьщает на своем выходе логическую 1 при числе записанном в счетчике 11 больше единицы. Работа усреднителя в таком режиме обеспечивает минимизацию дисперсии оценки среднего значения модуля временных искажений при том же объеме выборки. Далее по средним значениям временных искажений функциональный преобразователь 20 однозначно определяет средние значения отношений сигнал/шум. Значения отношений сигнал/шум соответствующие средним значениям модулей временных искажений, записьшаемых в функциональный преобразователь 20, определяются аналитически и уточняются опытным путем. Работа делителя 23 частоты в блоке 21 управления определяется генератором 22 импульсов, импульсы с выхода которого кроме того, подаются управляющий вход регистра 3 сдвига.

Задержка импульса сброса относительно импульса записи: формируемых первым и вторым сумматорами по модул р два 4 и 5 должна быть согласована с быстродействием блока 6 и обеспечивать своевременную запись результатов вычисления этим блоком в элемент памяти 10.

Использование предлагаемого, устройства в автоматизированных системах передачи информации для контроля занятых телеграфных каналов связи,в устройствах разнесенного приема сигналов для вычисления весовых коэффициентов, а также других устройствах измерения отношения сигнал/шум и контроля дискретных сигналов позволяет повысить точность и оперативность этих операций.

li.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/Шта, содержащее последовательно соединенные блок управления и измеритель длительности сигнала, второй вход которого соединен с BtopbiM выходом блока управления , а третий вход является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок вычисления искажений сигнала по длительности, усреднитель, функциональный преобразователь и элемент И, при этом первый, второй, третий и четвертый входы и первьй выход блока вычисления искажений сигнала соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым выходами измерителя длительности сигнала и информационным входом усреднителя, выход и управляющий вход которого соединены соответственно с входом функционального преобразователя и выходом элемента И, первый и второй входы которого соединены соответствейно с вторым выходом блока вычислейия 13 Ifefejtisiii 1йп;л искажений сигнала по длительности и третьим выходом блока управления, причем выход функционального преобразователя и третий выход блока вычисления искажений сигнала по длительности является соответственно первым и вторым выходами устройства. 2. Устройство по П.1, отличающееся, тем, что блок вычисления искажений сигнала по длительности состоит из последовательно соединенных первого блока памяти, вычитателя, коммутатора и элемента памяти, компаратора, инвертора, а также из последовательно соединенных счетчика, первого элeмeнтV ИЖ и g элемента И, выход и второй вход (Л которого соединены соответственно с управляющим входом коммутатора и выходом компаратора, первый вход которого соединен с выходом второго блока памяти, а второй выход счетчика через второй элемент ШИ соеD О UD 4 О |i динен с входом инвертора, выход которого является вторым выходом блока вычисления искажений сигнала по длительности, при этом вторые входы вычитателя, коммутатора и компаратора объединены и являются первым входом блока вычисления искажений сигнала по длительности, вторым, третьим и четвертым входами которого являются соответственно первый и второй входы счетчика и второй вход элемента памяти, выход которого, а также третий выход счетчика соответственно являются первым и третьим выходами блока вычисления искажений сигнала по длительности.

rf