Устройство для измерения отношения сигнал/шум Советский патент 1986 года по МПК G01R29/26 

f

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиотехнических приборах для измерения отношения сигнал/шум, для контроля качества канала связи и для обнаружения -слабых сигналов.

Цель изобретения - повышение точности измеренийi

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения сигнал/таум, содержащее полосовой фильтр, вход которого соединен с входом устройства, а выход - с входом ограничителя, формировател импульсов, генератор импульсов и регистрирующий узел, состоящий из последовательно соединенных счетчика импульсов и регистрирующего блока, причем установочнь1й вход счетчика импульсов подключен к выходу генератора импульсов, введены последовател но соединенные первый и второй формрователи временного интервала и элемент И, включенные между выходом формирователя импульсов и счетным входом счетчика импульсов, второй вход элемента И подключен к выходу формирователя импульсов, вход которго с выходом ограничителя.

На.чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство для измерения отношения сигнал/шум содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 1, ограничитель 2, формирователь 3 импульсов, формирователь 4 и 5 временных интервалов, элемент И 6 и регистрирующий узел 7, состоящий из последовательно соединенных счетчика 8 импульсов и регистрирующего блока 9. Второй (установочный) вход счетчика 8 импульсов подключен к выходу генератора 10 импульсов. Второй вход элемента И 6 подключен к выходу формирователя 3 импульсов.

Устройство для измерения отношения сигнал/шум работает следующим образом.

Напряжение входного процесса пропускается через полосовой фильтр 1, ограничивается до получения на выходе ограничителя 2 прямоугольного напряжения, из которого с помощью формирователя 3 импульсов формируются короткие импульсы, совпадающие с положительными (или отрицательными) фронтами входных импульсов. Таким образом, период следования им495972

пульсов на выходе формирователя 3 равен текущему значению периода частоты f входного процесса.

Спектральная плотность мгновен5 ной частоты W(f) зависит от парамет-, ра f и соотношения сигкал/шум S, где f. - среднеквадратическая ширина спектра шума, определяемая характеристикой входного полосового

10 фильтра. Поскольку f постоянно, значение спектральной плотности на частоте сигнала W(fj) однозначно связано с величиной S.

Импульсы с выхода формирователя

15 3 запускают формирователь временных интервалов, на выходе которого появляется перепад напряжения нужного знака например, отрицательный)только в том случае, если длительность

20 текущего периода Т превьш1ает интервал ,/2. Величина лТ связана г. частотной зоной л. соотношением

2

,лТ|, f J , которая выбирается из условия fjj , где f, - частота

25 сигнала.

Этим перепадом запускается формирователь 5 временных интервалов, на выходе которого формируется импульс длительностью лТ , поступаю30 щий на вход элемента И 6. На второй вход элемента И 6 непосредственно подается к суоткий импульс с выхода формирователя 3 (его длительность значительно меньше йТ,) .

35

Если импульсы на входах элемента

И 6 совпадают по времени, что происходит при условии

T + iTj /2 Т Т -йТр/2,

40 на выходе элемента И 6 появляется импульс, который регистрируется счет-. чиком 8 импульсов.

На установочный вход счетчика 8 поступают короткие импульсы, следую45 шле с интервалом Т, с выхода генератора 10 импульсов. Счетчик 8 в тече- ние интервала Т считает входные И1.шульсы. По окончании интервала Т.. результат передним фронтом очередно50 го импульса генератора 10 импульсов записывается в память счетчика, а задним фронтом этого импульса счетчик 8 устанавливается в начальное состояние. Полученный результат регистри-

55 руется блоком 9 и определяется соотношением

(f).T.f; -- -. (1)

Поскольку f фиксировано, а величины aTj и Тц могут быть заданы с прецизионной точностью, значение N зависит только от W(f,), т.е. однозначно свйзано с отношением сигнал/ шум и характеризует его с высокой точностью.

Таким образом, введение в устройство двух формирователей временного интервала и элемента И и соответствующее их включение позволяет существенно повысить точность измерений, поскольку величины Ту и лТ, от которых зависит показание N прибора, могут быть выдержаны с точностью кварцевого генератора.

Кроме того, по сравнению с известным предлагаемое устройство имеет значительно больший динамический диапазон D, который определяется следующим образом.

Наименьшее показание прибора N определяется при , при котором W(f, )0,5, Наибольшее значение N..

находится при из соотношения

результате величину динамического диапазона показаний прибора можно найти по формуле

.

(2)

Из выражения (2) следует, что при уменьшении дТ можно получить любое необходимое значение D.

Увеличение D приводит к дополнительному повьш1ению точности измерений по сравнению с известным устройством, поскольку рабочая часть шкалы прибора как бы растягивается, во много раз..

Редактор И.Дербак Заказ 4334/5А

Составитель Н.Михалев

Техред л.Сердюкова Корректор Е.Сирохман

Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2495974

По сравнению с другими -известными устройствами точность измерений в предлагаемом устройстве выше за счет того, что вообще отсутствуют 5 линии задержки, а результат не зависит от величин коэффициентов усиления трактов и их узлов.

Кроме того,в предлагаемом устройст- . ве не предъявляются никакие требования 10 к амплитудной характеристике усилитель- -ного тракта,поскольку для измерений используются только фазовые соотношения. Это позволяет значительно упростить устройство. При этом, в отли- 15 чие от известных, предлагаемое устройство не требует никакой регулировки.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее полосовой фильтр, вход которого соединен с входом устройства, а выход - с входом ограничителя, формирователь импульсов, генератор импульсов и регистрирующий узел, состоящий из последовательно соединенных счетчика импульсов и регистрирующего блока, причем установочный вход счетчика импульсов подключен к выходу генератора импульсов, отличающееся тем, что, с целью повьшгения точности измерений, в него введены последовательно соединенные первый и второй формирователи временного интервала и элемент И, включенные между выходом формирователя импульсов и счетным входом счетчика импульсов, второй вход элемента И подключен к выходу формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом ограничителя.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля качества канала связи и для обнаружения слабых сигналов. Цель изобретения - повьппение точности измерения. Устройство содержит полосовой фильтр I, ограничитель 2, .формирователь 3 импульсов,регистрирую ющий узел 7, включающий счетчик 8 импульсов и регистрирующий блок 9, и генератор 10 импульсов. Введение формирователей А и 5 временных интервалов, элемента И 6 и образование новых связей в устройстве позволяет исключить линию задержки, не предъявлять никаких требований к амплитудной характеристике усилительного тракта, так как для измерений используются только фазовые соотношения. Кроме того, результат измерений не зависит от величин коэффициентов усиления трактов и их узлов. 1 ил. (/: с lN3 4 СО СП со