Устройство для измерения отношения сигнал/шум Советский патент 1989 года по МПК G01R29/26 

fpus.1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для контроля качества канала связи и обнаружения слабых сигналов в условиях помех.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля качества канала связи и обнаружения слабых сигналов в условиях воздействия помех путем использования сложного двухчастотно- го сигнала, частотно-временная мат-, рица которого представлена двумя чередующимися в определенном порядке во времени частотами,

На фиг. 1 пр едставлена структурная схема устройства; на фиг.2 и 3 - варианты структурных электрических схем обнаружителя полезного сигнала.

Устройство для измерения отношения сигнал/шум содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 1, ограничитель 2 и формирователь 3 им-- пульсов, к выходу подключены входы первого 4 и второго 5 временных селекторов, состоящие из первого 6, . ,второго 7, третьего 8 и четвертого 9 формирователей времен1й 1Х интервалов первого 10 и второго 11 элементов И, выходы которых являются выходами временных селекторов 4 и 5 и подключены соответственно к входам первого 12 и второго 3 усредняющих счетчиков импульсов, выходы которых подключены соответственно к первым и вторым входам элемента ИЛИ 14 и RS-триггера 15 а также тактовьй генератор 16, выход которого подключен к входу обнаружителя 17 полезного сигнала, к второму входу которого подключен выход RS- триггера 15. При этом генератор 18 импульсов подключен к входу регистрирующего узла 19, состоящего из счетчика 20 импульсов, к выходу которого подключен регис.трируюп5-1Й блок 21.

Обнаружитель полезного сигнала по фиг.2 содержит регистр 22, к.выходам которого подключен многовходовый элемент И 23. .

Обнаружитель полезного сигнала по фиг.З содержит адресный счетчик 24 и счетчик-формирователь 25 импульса записи, выходы которых подключены к соответствующим входам запоминающего блока 26, а также счетчик-формирователь 27 специального кода, выходы которого через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 28 подключен к входу триггера-селек0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тора 29, второй вход которого подключен к выходу счетчика.

Устройство работает следующим об разом.

Напряжение входного процесса, . представляющего собой сигнал из двух чередующихся в определенном порядке во времени частот и шум, пропускается через полосовый фильтр 1, ограничивается до получения на выходе ограничителя 2 прямоугольного напряжет ния, из которого с помощью формирователя 3 импульсов формируются короткие импульсы, совпадающие с положительными (или отрицательными) фронтами входных импульсов 4

Короткие импульсы с выхода формирователя 3 поступают на выходы временных селекторов 4 и 5, где зЪтуска- ют первьш 6 и третий 7 формирователи временных интерв,алов, на выходах которых появляются перепады напряжения нужного знака (например, отрицательные) только в том случае, если длительность текущего периода времени между входными импульсами превьшает длительность Импульсов, заданных формирователями 6 и 7 временных интервалов. В свою очередь, этими перепадами запускаются формирователи 8 и 9 временных интервалов, на выходах которых аналогично формируются импульсы, поступающие на входы элементов И 10 и П, другие входы которых подключены к соответствующим входам формирователей 6 и 7. Следовательно, временные селекторы на своих выходах (выходах элементов И 10 и 11) вьще- ляют из входной последовательности олько те периоды, которые попадают . в узкие временные допуски, заданные временными селекторами 4 и 5.

Таким образом осуществляется временная селекция импульсов, прореживание входной последовательности, приведение выходных потоков импульсов к простейшим и равновероятным для обоих селекторов 4 и 5 (для слу- ; чая, когда соотношение сигнал/шум 5 0).

Потоки импульсов с выходов селекторов 4 и 5 поступают на счетные входы усредняющих счетчиков 12 и 13 импульсов, которые осуществляют стабилизацию потоков импульсов и упрощают реализацию других блоков - уменьшают емкости регистра 22, запоминающего блока 26, счетчиков 24, 25 и 27.

После заполнения одного из счетчиков 12 или 3 импульсами происходи сбрасывание обоих счетчиков 12 и 13 в нулевое состояние через элемент ИЛИ 14, причем одновременно выходной импульс заполненного счетчика воздействует на R-вход триггера 15.

При импульсы с выходов счетчиков 12 и 13 поступают на входы RS- триггера 15 статистически независимо и равновероятно, а RS-триггер 15 переключается случайным образом без последствия (любое переключение не зависит от состояния (последовательности состояний) RS-триггера 15 к моменту переключения).

Обнаружитель 17 полезного сигнала - согласованный фильтр, сдвигая поступающую информацию регистром 22 с частотой тактового генератора 16 и отбирая на его выходах совпадающие с полезным сигналом комбинации много- входовым элементдм И 23, ведет обна-г ружение полезного сигнала, причем при обнаружении последнего на выходе обнаруткителя 17 (элемент И 23) появляется импульс, который регистрируется счетчиком 20 импульсов.

На установочный вход счетчика 20 поступают короткие импульсы, рледую- щие с заданным интервалом времени счета с выхода генератора 18 импульсов. Счетчик 20 в течение этого интервала времени считает входные импульсы.. По окончании времени счета результат передним фронтом очередного импульса генератора 18 импульсов записывается в память счетчика, а задним фронтом этого импульса счетчик 20 устанавливается в начальное состояние. Полученный результат регистрируется блоком 21 регистрирующего узла 19.

Если S 0, на регистрирующий узел 21 поступает за время счета в среднем минимальное количество импульсов, которое соответствует средней частоте ложных обнаружений устройства в шумах.

При на регистрирующий узел поступает за время сче,та известное максимальное количество импульсов, характеризующее сигнал без шума.

Обнаружитель 17 полезного сигнала представляющий собой согласованный фильтр (фиг.2), выполненный на сдви- говом регистре 22 и многовходовом

элементе И 23, имеет один недостаток - высокую сложность схемы при организации большого числа произвольны связей между регистром 22 и мно- говходовым элементом И 23 при работе с различными кодами. От этого недостатка свободен обнаружитель полезного сигнала, изображенный на фиг.З.

Внешние его характеристики за исключением значения тактовой частоты полностью соответствуют характеристикам обнаружителя, изображенного на фиг.2. Входная информация поступает на

вход D запоминающего блока 26 с произвольной выборкой емкостью М битов. Адресный счетчик 24 также имеет М бит, а.счетчик-формирователь 25 им пульса записи имеет емкость М-1 битов, вследствие чего образуется бегущий импульс записи, а все состояния ячеек запоминающего блока 26 последовательно считываются за время между импульсами записи и поступают для обнаружения на вход элемента ИСКЛЮЧАНЩЕЕ ИЛИ 28.

Одновременно импульс записи запускает счетчик-формирователь 27 специального кода, синхронизированный по второму входу тактовыми импульсами , и, если в какой-либо ин- тервал времени между двумя соседними импульсами записи элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 28 не сбросит триггер-селектор 29 по R-входу, что означает наличие полезного сигнала, то последний импульс записи пропускается тригге- ром-селектором 29 по S-входу на его выход, т.е. на выход обнаружителя 17

полезного сигнала.

Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 28 имеет вход стробирования, обеспечивающий передачу импульсов на триггер-селек- тор 29 только в отведенные для опознавания интервалы времени, заданные на втором выходе счетчика-формирс- а- теля 27 специального кода.

50

Формула из

р е т е н и я

1 , Устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр, ограничитель и формирователь импульсов, причем вход полосового фильтра является входом устройства., выход формирователя импульсов подклю чен к входу первого временного селекiropa, состоящего из последовательно соединенных двух (юрмирователей временного интервала и первого элемента И, второй вход которого подключен к входу первого временного селектора, регистрирующий узел, состоящий из счетчика импульсов и регистрирзпощего ;блока, причем установочный вход счет- чика импульсов подключен к выходу ге- :нератора импульсов, отличаю - |щ е е с я тем, что, с целью повыще- ния достоверности контроля качества канала связи и обнаружения слабых сигналов в условиях воздействия помех, в него вв.едены второй .временной селектор, подключенный входом к входу первого временного селектора, состоящий из последовательно соединенных третьего и четвертого формирователей временного интервала и второго эле- -i мента И, второй вход которого подключен к входу второго временного селектора, а выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к счетным входам первого и второго усредняющих счетчиков импульсов, выходы которых соединены с R- и S-входами RS-триггера и входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам сброса первого и второго усредняющих счетчиков импульсов, а выход RS-триггера подключен к счетному входу счетчика импульсов регистрирукмцего узла

14658276

2.Устройство по П.1, о т-л и ч а- ю щ е е с я тем, что обнаружитель полезного сигнала представляет собой согласованный фильтр, содержащий пос ледов.ательно соединенные регистр, информационный вход которого является информационным входом обнаружителя,

и многовходовый элемент И, объединяю -: 10 щий соответствующие выходы регистра прямыми и инверсными входами.

3.Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что обнаружитель полезного сигнала выполнен в виде за15 поминающего блока, информационный вход которого является информационным входом обнаружителя, адресные входы запоминающего блока соединены с выхода1ми адресного счетчика, счет20 кый вход которого является тактовым входом обнаружителя и соединен со счетными входами счетчика-формирователя специального кода и счетчика- формирователя импульса записи, выход

25 которого подключен к входу.Запись- считывание запоминающего блока,; к S-ВХОДУ триггера-селектора и входу сброса счетчика-формирователя специального кода, первый выход которого

30 подключен к стробирующему входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй выход к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ; игр, второй вход которого подключен к выходу запоминающего блока, а вы- :

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для контроля качества канала связи, обнаружения слабых сигналов в условиях помех. Цель изобретения - по- вьшение достоверности контроля качества канала связи и обнаружения слабых сигналов в условиях воздействия помех - достигается; путем использования сложного двухчастотного сигнала, частотно-временная матрица которого представлена двумя чередующимися в определенном порядке во времени частотами. Напряжение входного процесса пропускается через полосовой фильтр I, ограничивается в ограничителе 2 до прямоугольного напряжения, из которого с помощью формирователя 3 импульсов формируются короткие импульсы. Временные селекторы 4, состоящие из первого 6, второго 7, третьего 8 и четвертого 9 формирователей временных интервалов и первого 10 и второго 11 элементов И, вьщеляют из входной последовательности, те периоды, которые попадают в определенные временные допуски. Усредняющие счетчики 12, 13 импульсов осуществляют стабилизацию потоков импульсов, их сброс осуществляется через элемент ИЛИ 14. Через RS-триггер 15 и обнаружитель 17 полезного сигнала исследуемый сигнал подается на регистрирующий узел 19, состояпщй из счетчика 20 и регистрирующего блока 21. Работа блоков 17 и 19 тактируется генераторами .16, 18 импульсов. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л О) СП 00 ю

через обнаружитель полезного сигнала, ( ход - к R-входу триггера-селектора,

тактовый вход которого соединен с выходом тактового генератора.

причем выход триггера-селектора явля ется выходом обнаружителя.

срие.2

Редактор Л.Пчолинская

Составитель Н.Михалев Техред Л.Олийнык

причем выход триггера-селектора является выходом обнаружителя.

(pus.3

Корректор Л.Патай