Устройство для измерения отношения сигнал/шум Советский патент 1987 года по МПК G01R29/26 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения отношения сигнал/шум аддитивной смеси сигнала и шума в системах радиосвязи.

Целью изобретения является увеличение чувствительности при ограниченном времени измерения путем более полного использования периода измерения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема накапливающего измерителя мгновенной МОЩНОСТИ; на фиг. 3 - структурная схема синхронного детектора; на фиг. 4 - структурная схема блока управления, на фиг.5 временные диаграммы работы устройства; на фиг. 6 - временные диаграммы работы синхронного детектора; на фиг. 7 - временные диаграммы работы блока управления.

Устройство содержит смеситель 1, сигнальным входом подключенный к входной клемме устройства, опорным входом - к выходу частотно-модулированного гетеродина 2, а выходом - к входам первого и второго полосовых фильтров 3 и 4, выходы которых подключены через первый и второй накапливающие измерители 5 и 6 мгновенной мощности (Н№1М) к сигнальным входам первого и второго 7 8 и щес того и пятого 9, 10 ключей„ Выходы .ключей 7 и 8 подключены к вторым, а выходы ключей 9 и 10 - к первым входам второго и первого сумматоров 11 и.12. Выходы сумматоров 11 и 12 подключены к неинвертирующему и инвертирующему входам вычитающего элемента 13. Выход сумматора 12 соединен с сигнальным входом четвертого ключа 14, а выход вычитающего элемента 13 с сигнальным входом третьего ключа 15. Выходы ключей 14 и 15 через логарифмический преобразователь 16 подключены к сигнальному входу синхронного детектора 17, выход которого соединен со входом регистрирующего прибора 18.

Блок 19 управления подключен: пер Bbw выходом - к входу гетеродина 2, вторым выходом - к второму управляющему входу НИММ 5 и управляющему входу ключа 7, третьим выходом - с вторым управляющим входом НИММ 6 и управляющим Ёходом ключа 8, четвертым выходом - к управляющим входам ключе

0

0

5

9, 14 и синхронного детектора 17, пятым выходом - к управляющим входам ключей 10 и 15, шестым - к первому управляющему входу HHMf-l 5, седьмым - к первому управляющему входу НИММ 6.

Накапливающий измеритель 5 мгновенной мощности (фиг. 2) содержит ключ 20, сигнгшьным входом подключенный к сигнальному, а управляющим - к первому управ ляющему входам измерителя, выход ключа 20 через квадратичный детектор 21 подключен к сигнальному входу синхронного детектора 5 22, управляющий вход которого подклкт- чен к первому управляющему входу измерителя. Выход синхронного детектора 22 подключен к сигнальному входу синхронного интегратора 23. Первым управляющим входом синхронный интегратор 23 подключен непосредственно, а вторым через инвертор 24 - к второму управляющему входу измерителя. Выход синхронного интегратора подключен к выходу накапливающего измерителя мгновенной мощности.

Синхронный детектор 17 (фиг. 3) содержит ключ 25, сигнальный и управляющий входы которого подключены к сигнальному и управляющему входам синхронного детектора 17, а выход подключен к сигнальному входу интегратора 26. Выход интегратора 26 подключен к выходу синхронного детектора 17. .

Блок 19 управления (фиг. 4) содержит задающий генератор 27, соединенный со входом делителя на десять 28 и с щестым и седьмым выходами блока 19 управления. Выход делителя 28 на десять соединен через масштаб- иый усилитель 29 с первым, а через инвертор 30 с третьим и четвертым выходами блока управления, а также непосредственно с вторым и пятым выходами блока 19 управления.

Устройство работает следующим образом.

На первом выходе блока 19 управления формируется сигнал (фиг, 5а) с

0

5

0

5

0

периодом 20 Т,, (Т., - период импульсов задающего генератора 27 блока 19 управления), которым модулируется сигнал гетеродина 2, в результате чего на выходе полосового фильтра 3 образуется сигнал (фиг,56), а на выходе полосового фильтра 4 - сигнал (фиг. 5в). В интервале времени (tp -t) на выходе полосового фильт ,

pa 3 имеем аддитиг ную смесь сигнал плюс шум с уровнем мощности Р +Р, а в интервале времени (t, t) только шум с уровнем мощности Р. На выходе полосового фильтра 4 имеем: в интервале времени (t, -t) - мощность шума Р, (t, 2- мощность аддитивной смеси сигнал + шум (Pj, +

+ РШ)в НИММ 5 и 6 производится модуляция (прерывание) с периодом Т подаваемого на вход шума или смеси сигнал плюс шум с помощью ключа 20, выделение квадрата напряжения, пропорционального уровню мощности с помощью квадратичного детектора 21 и дальше синхронное детектирование с помощью синхронного детектора 22. Синхронный интегратор 23 обеспечивает усреднение поступающей на него мощности Pf + Рщ в интервале (tp-t) (в блоке 5) и Р| в (t - t j) (в блоке 5) под действием сигналов управления, подаваемых со второго и третьего выходов блока 19 управления с периодом Т 20 TO. В результате на выходах первого и второго измерителей 5 и 6 получаются чередующиеся последовательности уровней напряжения (фиг. 5д, е), пропорциональных уровням мощности PC + РШ и Рц,. Эти уровни напряжений через ключи 8, 7, 9 и 10 поступают на входы сумматоров 11 и 12. Управление ключами 8, 7, 9 и 10 производится сигналами с периодом Т 20 TQ (фиг. 76, в) со второго, третьего, четвертого и пятого выходов блока 19 управления. При этом на первые и вторые входы сумма- гора 11 с выходов первого и второго ;1змерителей 5 и 6 поступает напряжение, соответствующее уровню мощности смеси сигнал + шум Р + Рщ, а на лервые и вторые входы сумматора 12 - мощности шума. В результате на выходе сумматоров 11 и 12 имеем постоянные напряжения (фиг. 5к) и (фиг.5л), .пропорциональные, соответственно, /ровню мощности смеси сигнал + щум (Pj. + Р) и мощности шума (Рщ). На зыходе вычитающего элемента 13 име- гм сигнал, равный разности ( + - Pj) - Р, т.е. его уровень соот- зетствует мощности сигнала Р. Сиг- чал с выхода вычитающего элемента 3, соответствующий мощности Р,, че- )ез ключ 15, а сигнал с выхода сум- иатора 12, соответствующий мощности

451464

шума PJJI через ключ 14, поступают через логарифмический преобразователь на сигнальный вход синхронного детектора 17 (фиг. 5м), управляемого сигналом с периодом Т-20 Т, с четвертого выхода блока управления (фиг. 7в). В результате синхронного детектирования сигнала, подаваемого д с выхода логарифмического преобразователя, формируется напряжение, соРответствующее уровню Ig -- . Это

UI

напряжение формируется так: при по- 5 даче управляющего сигнала (фиг.бб) на управляющий вход ключа 25 (фиг.З) синхронного детектора 17 происходит формирование нулевого уровня, т.е. в интервалах времени t 1 з . 20 и т.д. уровень напояжения, соответствующий Рщ (фиг. 6а), фиксируется на нуль (фиг. 6в). Интегратором восстанавливается постоянная составляющая напряжения, соответствующая 25р

Ig Р, - Ig Р Ig (фиг. 6г).

ш

с выхода синхронного детектора 17 зто напряжение подается на вход регистрирующего прибора 18, показания ко30

торого пропорциональны отношению

сигнал/щум в децибелах.

Блок 19 управления (фиг. 4) работает следующим образом.

Задающий генератор 27 формирует

видеоимпульсы типа меандр с периодом Tjj . Эти импульсы подаются на вход делителя 28 на десять и одновременно на шестой и седьмой выходы блока 19 управления (фиг. 7а). С выхода делителя 28 на десять видеоимпульсы (фиг. 7в) с периодом Т 20 Т подаются на вход масштабного усилителя, на вход инвертора 30 и на второй и пятый выходы блока 19 управления. С выхода инвертора видеоимпульсы (фиг. 7в) подаются на третий и четвертый выходы, а с выхода масштабного усилителя - на первый выход (фиг. 7г) блока 19 управления.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее смр-итель, сигнальный вход которого подключен к входной клемме устройства, опорный ход - к выходу гетеродина, а выход - первому полосовому фильтру, первый и второй накапливающие измерители мгновенной мощности, шесть клю

5

чей, вычитающий элемент, выход и инвертирующий вход которого соответственно через третий и четвертый ключи соединены с входом логарифмического преобразователя, регистрирующий прибор, блок управления, семь выходов которого подключены соответственно к управляющим входам гетеродина к управляющим входам двух накапливающих измерителей мгновенной мощности и к управляющим входам шести ключей, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения чувствительности при ограниченном времени измерения, в него введены.второй полосовой фильтр первьй и второй сумматоры и синхронный детектор, причем выход смесителя через второй полосовой фильтр и второй накапливающий измеритель мгновенной мощности подключен к сигналь- входам пятого и шестого ключей, выходы которых соответственно сое

466

динены с первыми входами первого и второго сумматоров, а выход первого полосового фильтра через первый накапливающий измеритель мгновенной мощности соединен с сигнальными входами первого и второго ключей, выходы которых соответственно подключены к вторым входам второго и первого сумматоров 5 при этом инвертирующий и неинвертирующий входы вычитающего элемента соответственно подключены к выходам первого и второго сумматоров, синхронный детектор включен между выходом логарифмического преобразовй- теля и входом регистрирующего прибора, а выходы блока управления подключены; второй и третий соответственно к вторым управляющим входам первого и второго накапливающих измерителей мгновенной мощности, а четвертый - к управляющему входу синхронного детектора.

О

О

Изобретение относится к радиотехнике. Устройство для измерения отношения сигнал/шум в системах радиосвязи содержит смеситель 1, частотно-модулированный гетеродин 2, полосовые фильтры 3, 4, накапливающие измерители 5, 6, ключи 7-10, 14, 15, сумматоры 11, 12, вычитающий элемент 13, преобразователь 16, синхронный детектор 17, регистрирующий прибор 18. Изобретение увеличивает чувствительность при ограничении времени измерения путем более полного использования периода измерения. 7 ил. СО СЛ 42 Oi Фиг.1

25

.

26

(и&.З

R