Устройство для измерения отношения сигнал/помеха при частотной и фазовой манипуляции Советский патент 1989 года по МПК H04B3/46 

СО 4

to ts:)

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано в устройствах оценки качества телеграфного радиоканала при частотной манипуляции непосредственно в процессе приема полезной информации.

Цель изобретения - повышение точности.

Jia фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - спектры сигнала, шума и амплитудно-частотных характеристик разделительных фильтро |ia фиг, 3 - эпюры напряжения, пояс- няющие принцип работы предлагаемого устройства.

Устройство для измерения отношени сигнал/помеха при частотной и фазовой манипуляции содержит приемник 1 .радиосигналов, первый 2 и второй 3 разделительные фильтры, индикатор 4, вычислительный блок 5, регистр 6, первый 7 и второй 8 счетчики, элемент 9 задержки, первый 10 и второй 11 элементы ИЛИ-НЕ, генераторы 12 импульсов, формирователь 13 опорного напряжения, первый 14, второй 15, тртий 16 и четвертый 17 компараторы, первъй 18 и второй 19 трансформаторы

Устройство работает следующим образом,

С выхода приемника 1 на входы первого 2 и второго 3 разделительных фильтровj поступает смесь сигнала и помехи (фиг, 1). Сигнал частотной манипуляции представляется в виде отрезков длительностью, равной периоду Т манипуляции с чередующейся частотой заполнения f, или f и амплиту- дой ,А,

Помехи, воздействующие на входы первого 2 и второго 3 разделительных фильтров, представляют собой нормальный шум (фиг. 2а) со спектральной плотностью N(такие помехи наиболее существенны в радиоканалах), Для того, чтобы первый разделительный фиЛьтр 2 не приводил к заметному искажению сигнала, необходимо, чтобы его полоса частот удовлетворяла условию

4F, F -f (5-10)Т, где F - полоса частот, занимаемая спектром сигнала,

Полоса частот второго разделительного фильтра 3 должна удовлетворять условию

UVi K/SF ,

Коэффициент К выбирается из условия его технической реализуемости и, кроме того, с увеличением К увеличивается точность измерения. Амплитудно- частотные характеристики первого 2 и второго 3 разделительных фильтров (фиг, 2б,в) в полосе прозрачности должны быть одинаковыми, кроме того, коэффициент прямоугольности для них должен быть близок к единице.

Если на входе первого 2 и второго 3 разделительных фильтров воздействует шум со спектральной плотностью N, то дисперсия шума на их выходе будет соофветственно

D , ЛР,- N и Dj

Плотность вероятности суммы гармонического сигнала амплитуды А и нормального шума с дисперсией D имеет

fT

Ь4 - 25 -°--1

о --

а значение плотности вероятности в

точке будет

W(0

1

ffVJfD

1„(Х/2)

где X - искомое отношение c/nj If, - функция Бесселя нулевого порядка от мнимого аргумента.

Если измерить плотности вероятности на выходе первого разделительного фильтра 2 - W(0) и на выходе второго разделительного фильтра 3 определить их отношение как

0

WT(O) -x,/2

1

-Xj/

Д7

rrVIm

fflWD

«e

I (-- 2

и принять во внимание, что D KD ,;

Af 2D,K

V - Ai. X 2D, 2D

К

и из практической целесообразности принять К 2, тогда

Wj(0) (Х/4;)

W,(0)1о(Х/2Т.у

m

(1

или

Ф(Х) m

и Ф(Х) - m О

(2)

Из полученного уравнения, разрешая его относительно X, можно определить отношение с/п, т.е. собственно величину X,

5

Таким образом, измерение отношения с/п сводится к измерению плотностей вероятности W(0) и W (0), производится на основе принципа измрения относительного времени пребывания реализации смеси сигнала плюс помеха в заданном интервале.

Измеряемый сигнал с выхода одног из разделительных фильтров 2 и 3 через первый 18 или второй 19 трансформатор с синфазным выходом подается на неинвертирующий вход первого компаратора 14 (фиг. За) и неинвертирующий вход второго компаратора 15 (й)иг. Зб) . В зависимости от желаемой точности измерения W(0) на инвертирующие входы первого 14 и втрого 15 компараторов подается напряжение и, (фиг. За,б) от формирователя 13. Посредством первого элемента ИЛИ-НЕ 10 происходит формирование частичных интервалов (фиг.Зв) ut j, равных времени пребывания реализации в интервале 2 U, Для определения общего суммарного времени пребывания реализации в интервале 2 Up необходимо определить 2л с , за время измерения Т,, тогда оценка измеряемой плотности будет

WMO - с

Измерение суммы Г| осуществляется посредством подачи импульсов генератора 12 импульсов на вход первого элемента ИЛИ-НЕ 10 и аа счет тех импульсов, которые во времени совпали с интервалами 4 t , . В этом случае период Т (фиг. Зг) следования импульсов генератора 12 должен быть значительно меньше минимально возможной длительности 4tj по вероятности. В этом случае оде.нки будут

W(0 .:

Т«,- 2и„

I и А

где п - считываемое количество импульсов первым счетчиком 7. Так как период Тд, напряжение U и время измерения Т „j одинаковы для обоих измерений плотностей W(0) и W (0), то отношение (1) определяется как

W /W In,

т.е. равно oтn.шeнию накопленных чисел первым 7 и вторым 3 счетчиками. Кроме того, если количество разрядов первого счетчика 7 выбрать

942276

таким, что при заданном времени измерения T jпроисходит появление сигнала переноса на выходе первого счетчика 7, то этот момент соответствует окончанию времени измерения (фиг. Зд). К тому же, если первый счетчик 7 рассчитан на минимальное число, равной 10 (п - целое, то от- 10 ношение W /W 1/10 и по фронту сигнала переноса первого счетчика 7 происходит запись информации (код 1) 9 регистр 6 и далее, будучи задержанным элементом 9 задержки,сиг- 15 нал переноса устанавливает второй счетчик 8 в нулевое состояние (задержка сигнала переноса необходима на время записи информации в регистр

6,только после этого второй счетчик 20 8 может быть установлен я исходное

состояние).

Так как величина 10 определяется

О

только разрядностью первого счетчика

7,то эта величина всегда постоянна 25 и задает время измерения Т j. Таким

образом, каждому значению 1 -10 согласно (1) соответствует единичное значение X. Посредством вычислительного блока 5 шифруется не код

30 1 -10 , а код (1).

Вычислительный блок 5 выполняется таким образом, чтобы каждому коду (1) из его возможного интервала значений формировался код х на его выходе в интервале значений.

В вычислительный блок 5 вводится число 1 и п, и одним из способов происходит решение уравнения Ф(Х) - -1 -Ю О и выдача результата в де кода (X) или предварительно (до измерений) решается уравнение Ф(Х) - -1 -Ю О для определенной области значений числа 1 и определяются соответствующие коды (X), а затем эти коды

с (X) согласно кодов (1) программируются.

Отображение информации (крдов (X)) происходит посредством индикатора 4 выполненного на цифровых

ел индикаторных элементах.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения сигнал/помеха при частотной 55 и фазовой манипуляции, содержащее

приемник радиосигналов, первый и второй разделительные фильтры, входы которых объединены и соединены с выходом приемника радиосигналов,

35

элемент задержки, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, введены последовательно соединенные регистр и вычислительный блок, выход которого соединен с входом индикатора, первый и второй счетчики, выход сигнала переноса первого счетчика соединен с входом элемента задержки и с вхо- дом записи регистра, вход установки нуля и информационный выход второго счетчика соединены соответственно с выходом элемента задержки и информационным входом регистра, ге- нератор импульсов, формирователь опорного напряжения, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков, первые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ соединены с выходом генератора импульсов, первый, второй, третий и четвертый компараторы, первый и второй трансформаторы, первичные обмотки которых соединены соответственно с выходами первого и второго разделительных фильтров, вторичные обмотки первого и второго трансформаторов соединены соответственно с первыми входами первога и второго, третьего и четвертого компараторов, вторые входы которых соединены с выходом формирователя опорного напряжения, выхода первого и второго компараторов соединены соответственно с вторьм и третьим входами элемента ИЛИ-НЕ, выходы третьего и четвертого компараторов соединены соответственно с вторым и третьим входами второго элемента ИЛИ-НЕ.

Изобретение относится к технике электросвязи и может использоваться в устройствах оценки качества телеграфного радиоканала при частотной манипуляции непосредственно в процессе приема полезной информации. Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается введением вычислительного блока 5, регистра 6, двух элементов ИЛИ-НЕ 10, 11, г-ра 12 импульсов, формирователя 13 опорного напряжения, четырех компараторов 14-17, двух трансформаторов 18, 19. Для того, чтобы разделительный фильтр 2 не приводил к заметному искажению сигнала, необходимо чтобы его полоса частот удовлетворяла условию ΔF₁=F+(5-10)T (где F - полоса частот, занимаемая спектром сигнала). Полоса частот разделительного фильтра 3 должна удовлетворять условию ΔF₂=KΔF₁. Коэффициент K выбирается из условия его технической реализуемости. С увеличением K увеличивается точность измерения. 3 ил.