Измеритель отношения сигнал/шум Советский патент 1987 года по МПК G01R29/26 

1337833

Изобретение относится к радиотехY(t) I AS A sin2w t + N(t).

На выходе интегратора 8 сигнал представим в виде

нике и может быть использовано в системах связи с фазоманипулированны- ми сигналами для оперативной оценки качества канала связи.

Целью изобретения является упрощение функциональных возможностей путем измерения отношения сигнал/шум в каналах связи, использующих манипу- Q где Nj, - среднее значение квадрата

G(t)

А + N

о

лядию фазы как на

Г

2

так и на

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит последователно соединенные первый квадратор 1, вычитатель 2, второй квадратор 3, второй узкополосный фильтр 4, второ преобразователь 5, функциональный преобразователь 6 и ключ 7, а также интегратор 8, первый узкополосный фильтр 9, выход которого через перв преобразователь 10 подключен к второму .входу ключа 7, выход которого подключен к вторым входам первого вычитателя 11 и вычислителя 12 отношения сигнал/шум, первый вход которого подключен к выходу первого вычитателя 11, первый вход которого соединен с выходом интегратора и вторым входом второго вычитателя 2.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим случай, когда в канал связи используются сигналы, манипу- лированные По фазе на - . и опишем

II 2

процессы, имеющие место в данном устройстве.

Входной сигнал x(t) представим в виде

х(с) Asin(wctl 1) + N(t)

(1)

где А - амплитуда полезного сигналаi to - центральная частота спектра

сигнала) N(t) - шумы, действую1цие в канапе

связи.

На выходе первого квадратора 1 процесс можно записать в виде

y(t) x(t)2 A cosMu,, tt p +

+ 2AN(c)cos(u)ctt ;J) + )

(2)

Полагая сигнал и шум некоррелирован ными, имеем

Y(t) I AS A sin2w t + N(t). (3)

На выходе интегратора 8 сигнал представим в виде

значение квадрата

N

о

(4)

шума. На выходе вычитателя 2 имеем

Z(t) Y(t) - G(t)

+ А s in 2 + N , (t) ,

(5)

20

где N,(t) N(t) - N..

Ha выходе второго квадратора 3 имеем

A(t) Z(t)V - I

A cos4u j,t +

g A , (t) +

25

+ N;(t).

(6)

Второй,узкополосный фильтр 4 настроен на частоту, равную учетверенной частоте Wj. . Поэтому на его выходе появится лишь первое слагаемое правой части выражения (6) для Л(t):

x(t) Q ( cos4 w-t.

(7)

35 Второй преобразователь 5 преобразует сигнал x(t) к виду, удобному для дальнейшего использования - в напряжение постоянного тока. На его выходе имеем сигнал

V(t) I А

1(А )2

(8)

45

50

55

Таким образом, на выходе преобразователя 5 получим напряжение, в котором содержится информация о мощности сигнала. Для того, чтобы получить напряжение, пропорционгшьное уровню мощности сигнала, нам необходимо умножить ((t) на 2 и из полученного выражения извлечь квадратный корень. Эту операцию выполняет функциональный преобразователь 6. На его выходе имеется напряжение, пропорциональное уровню мощности сигнала.

Ф(с) А .

(9)

Это напряжение затем через ключ 7 поступает на второй вход вычитателя

1337833

11 и второй вход вычислителя 12 отношения сиг нал/шум. На выходе вычита- теля 11 имеем

На ан им

U(t) G(c) - t(t) j А + N, - A N,.

Таким образом, на выходе вычислителя 12 появится сигнал, пропорциональный отношению сигнал/шум в канале связи.

Рассмотрим работу устройства в том случае, когда в канале связи используются сигналы, манипулнрованные по фазе на . , В этом случае под действием управляющего сиг нала U ключ 7 отключает преобразователь 6 от вы- читателя 11 и вычислителя 12 и подключает к ним выход преобразователя Ю,. Входной сигнал x(t) представим в виде

x(t) Acos(( i |) - N(t) (11)

где А - амплитуда полезного сигнала

Ы;. - мгновенная частота сигнала N(t) - шумы, действующие в канале

связи.

На выходе первого квадратора 1 имеем

Y(t) Lx(t) А cos (W(.t + + |) + 2AN(t)cos(c.t t |) +

+ ),(12)

Предполагая сигнал и шум некоррелированными, имеем

Y(G) -у-- . +

2

г2,

+ N4t).(13)

На выходе интегратора 8 имеем тот же сигнал (4). На выходе первого узкополосного фильтра 9, настроенного на частоту 2 сигнал представим в виде

Редактор И.Рыбченко

Соатавитель Н.Михалев

Техред М.Ходанич , Корректор А.Тяско

4127/44

Тираж 730Подписное

ВН№ШИ Государственного комитета СССР

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

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

А

Z(t) у cos2:o,t

На выходе первого преобразователя аналогичного преобразователю 5, имеем

10,

(10)

X

V(t) у .

Это напряжение, пропорциональное уровню мощности в канале связи, через ключ 7 подается на вторй вход вычи- тателя 11 и на второй вход вычислителя 12 отношения сигнал/шум. На выходе вычитателя 11 имеем сигнал, пропорциональный уровню помох в кана- ле связи, который подается на пер- вьш вход вычислителя 12. На выходе вычислителя 12 появится искомое значение отношения сигнал/шум. Формула изобретения

Измеритель отношения сигнал/шум, содержащий соединенные последовательно первый узкополосный фильтр и преобразователь сигнала, а также вычита- тель и вычислитель отношения сигнал/ шум, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый квадратор, второй вычи татель, второй квадратор, второй узкополосный фильтр, второй преобразователь, функциональный преобразователь и ключ, а также интегратор, причем выход первого квадратора соединен с входами первого узкополосного фильтра и интегратора, выход первого преобразователя соединен с вторым входом ключа, выход интегратора соединен с вторым входом второго вычитателя и первым входом первого вычитателя, выход ключа соединен с

вторым Входом первого вычитателя и вторым входом вычислителя отношения сигнал/шум, выход первого вычитатея соединен с первым входом вычислителя отношения сигнал/шум.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в системах связи с фазоманипу- лированными сигналами для оперативной оценки качества канала связи. Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей устройства путем измерения отношения сигнал/шум в каналах связи, использующих манипуляцию фазы как на Т , так и на у . Устройство содержит квадрат оры 1 и 3, вычитатели 2 и 11, узкополосные фильтры 4 и 9, преобразователи 5 и 10, функциональный преобразователь 6, ключ 7, интегратор 8, вычислитель 12 отношения сигнал/ шум. На выходе вычитателя 11 формируется сигнал, пропорциональный уровню помех в канале связи, который подается на первый вход вычислителя 12, на выходе которого вырабатывается искомое отношение сигнал/шум. 1 ил. сл со со 00 со 00