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

1

(21) 4380768/24-21 .(22) 22.02.88 (46) 30.09.89. Бюл. № 36

(71)Воронежское научно-производственное объединение упаковочного машиностроения

(72)Я.Г.Брудной, И.С.Вассерштейн, Д.Я.Кесельман, Л.А.Кутырев

и Е.Н.Сивицкий

(53) 621.317,73(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

1173354, кл. G О R 29/26, 1984„

Авторское свидетельство СССР 5187416, кл. G 01 R 29/26, 1974.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ

(57) Изобретение может быть использовано в измерительных комплексах при контроле параметров сигнала и шума. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается за счет возможности производить измерения в заданньш (фикснрованньй) момент времени 5 а также измерять значения сигнала и шума при измерении их отношения. В устройстве с помощью последовательно соединенных первого

3 ч 5

перемножителя 1, первого интегратора 3, второго коммутатора 8 и изме Зрителя А отношений, а также последовательно соединенных второго перемно- жителя 2, второго интегратора 4 и третьего коммутатора 9 происходит квадратурная обработка смеси сигнала с шумом и вычисление отношения сигнал/шум. Опорные квадратурные сиг- налы вырабатьгоаются с помощью последовательно соединенных генератора 10 опорного напряжения, регулируемого фазовращателя 11, первого коммутатора 7, фазовращателя 6 на 45° и фазо- вращателя 5 на 80°. Для подстройки

фазы с выходов второго и третьего коммутаторов 8,9 служат амплитудный дискриминатор 13 и регулируемый фазовращатель 11, Привязка канала измерений осуществляется с помощью последовательно соединенных переключателя 15 на два положения, первого усилителя 16, элемента И 18, к второму входу которого подключен генератор 21 импульсов, счетчика 19 и второго усилителя 17. Вьщеление и индикадия напряжения шума и сигнала производится с помощью линии 20 задержки, блока 22 вычитания и первого и второго индикаторов. 1 ИЛо

Изобретение может быть использовано в измерительных комплексах при контроле параметров сигнала и шума. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается за счет возможности производить измерения в заданный /фиксированный/ момент времени, а также измерять значения сигнала и шума при измерении их отношения. В устройстве с помощью последовательно соединенных первого перемножителя 1, первого интегратора 3, второго коммутатора 8 и измерителя 14 отношений, а также последовательно соединенных второго перемножителя 2, второго интегратора 4 и третьего коммутатора 9 происходит квадратурная обработка смеси сигнала с шумом и вычисление отношения сигнал/шум. Опорные квадратурные сигналы вырабатываются с помощью последовательно соединенных генератора 10 опорного напряжения, регулируемого фазовращателя 11, первого коммутатора 7, фазовращателя 6 на 45° и фазовращателя 5 на 80°. Для подстройки фазы с выходов второго и третьего коммутаторов 8, 9 служат амплитудный дискриминатор 13 и регулируемый фазовращатель 11. Привязка канала измерений осуществляется с помощью последовательно соединенных переключателя 15 на два положения, первого усилителя 16, элемента И 18, к второму входу которого подключен генератор 21 импульсов, счетчика 19 и второго усилителя 17. Выделение и индикация напряжения шума и сигнала производится с помощью линии 20 задержки, блока 22 вычитания и первого и второго индикаторов. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в измерительньк комплексах, системах контроля при контроле пара- метров сигнала и шума.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, заключающееся в возможности производить измерения в заданный (фиксированный момент) Момент времени, а также в измерении текущего значения сигнала и шума при измерении их отношения.

На чертеже представлена блок- схема устройства.

Устройство для автоматического имерения отношения сигнал-шум состоит из двух квадратурных каналов, содержащих соответственно первый и втрой перемножители 1,2 и первый и вт рой интеграторы 3,4, фазовращатель 5 на 90°5 фазовращатель 6 на 45 , коммутаторы 7,8,9 на два положения, генератор 10 опорного напряжения, ргулируемый фазовращатель 11, блок 12 управления переключением, амплитудный дискриминатор 13, измеритель 14 отношения, переключатель 15 на два положения, первый 16 и второй 17 усилители, элемент И 185- счетчик 19, линию 20 задержки, генератор 2 импульсов, блок 22 вычитания, первый 23 и второй 24 индикаторы, причем вход устройства подключен к вхду переключателя 15 на два положения, второй выход которого подключен к первым входам перемножителей 1 и 2, линии 20 задержки и выходу второго усилителя 17, выходы пере

5

5

О

д ,

0

5

множителей связаны через интеграторы 3 и 4 соответственно с входами коммутаторов 8 и 9, вторые выходы которых подсоединены к соответствующим входам измерителя 14 отношения, а выход коммутатора 9 подключен, кроме того, к второму входу блока 22 вычитания и входу второго индикатора 24, первые выходы коммутаторов 8 и 9 подключены к соответствующим входам амплитудного дискриминатора 13, выход которого через регулируемый фазовращатель 11 подсоединен к коммутатору 7, второй выход которого соединен через фазовращатель 6 на 45° с его Первым выходом, вторым входом перемножителя 1 и через фазовращатель 5 - с вторым входом перемножителя 2, а блок 12 уп- равления подключен к управляющим входам коммутаторов 7-9, первый вы- ход переключателя 15 на два положения подключён к первым входам первого 16 и второго 17 усилителей, выход первого 16 усилителя через элемент И 18 и счетчик 19 подключен к второму входу второго усилителя, выход генератора 21 импульсов подключен к второму входу элемента И 18, выход линии задержки 20 через блок 22 вычитания соединен с входом первого индикатора 23.

Устройство работает следующим образом.

На вход поступает смесь сигнала и шума

U6x() V(t)-cos{u,t + L;J+U(t),

5151171

где V(t) - амплитуда сигнала; j7c - частота сигнала; Lfc - начальная фаза сигнала; Uui(t) - напряжение шума.

Устройство имеет три режима работы: Калибровка и два режима Измерения. Первый режим Измерения (переключатель 15 ставится в I положение, когда измерения отношения Q сигнал/шум производится в заданный фиксированный момент времени существования сигнала; переключатель 15 ставится во II положение, когда измерение отношения сигнал/шум осуще- ствляется в любой случайный момент времени существования сигнала и шума. При этом как в первом режиме, так и во втором режиме производится измерение значений сигнала и шума 20 раздельно. В режиме Калибровка входу коммутаторов 7-9 подключены к их вторым выходам, а в режимах Измерения - первым выходом о

В режиме Калибровка сигналы на 25 входах квадратурных каналов имеют вид

U,(t) К и,„. Vjt).sin t/,+ + K.U(t),-30

U(t) - К-и„„ + K-U(t),

где U - опорное напряжение генератора 10;

К - коэффициент передачи квадратурного канала. При произвольных значениях фазы Cf и изменении уровня сигнала выходные напряжения квадратурных каналов могут существенно отличаться В этом режиме используется подстройка фазы путем вьоделения выходе дискримиатора 13 разностного напряжения виа:

4U К Vjt)-U,n(t)« (sintf,- cos 4),

правляющего фазой опорного генераора 10 при-помощи регулируемого фа- зоврар;ателя 1 1 до тех пор, пока аза ц. не станет равна 45, а . ри этом каналы работают в одинако- 55 ых условиях и дополнительная инструентальная погрешность подстройки азы за счет изменения уровней сигV(t).cos

40

45

50

56

нала и шума уме Гьгаается благодаря

взаимной компенсации.

В первом-режиме сигнал через переключатель 15 (положение l) поступает на вход первого усилителя 16 и на второй вход второго усилителя 17. С выхода первого усилителя 16 сигнал пос гупает на первый вход элемента И 18, на второй вход которого поступают импульсы с выхода ге нератора 21 и элемент И 18 срабатывает и пропускает импульсы с генератора 21. С выхода элемента И 18 им- пулвсы подсчитываются счетчиком 19, который заранее устанавливается на определенное количество импульсов (на определенное фиксированное время), когда должно измеряться отношение сигнал/шум. После установления этого количества импульсов счетчик 19 срабатывает и выдает высокое напряжение на первый вход второго усилителя 17 и этим же сигналом гасится счетчик 19. Второй усилитель 17 срабатьтает и выдает сигнал на входы перемножителей 1 и 2 и на вход линии 20 задержки. Дальнейшая работа осуществляется как для первого, так и для второго режимов Измерения, а именно при помощи коммутаторов 7-9 фазовращатель 6 подключается к выходу регулируемого фазовращателя 11, а измеритель 14 - к выходам квадратурных каналов. При этом сигналы на выходах последних имеют вид;

v(t) K,v,(t).u -f K.u,(t),on

40

V(t) K-U(t),

a на выходе измерителя 14 получается измеренное отношение сш нал/шум,

V(t) V(t)u

vJtT u TtTСигнал с линии задержки 20 поступает на первый вход блока 22 вычитания, на второй вход которого поступает сигнал V(t) K-IJ(t), где производится вычитание от V, (t) величины «(t), и результат вычитания передается на индикатор 23, а на второй индикатор 24 поступает значение U(t). .

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения отношения сигнал/шум, содержащее последовательно соединенные первый перемножитель, первый интегратор, второй коммутатор и измеритель отношения, последователько соединенные второй перемножителъ, второй интегратор и третий коммутатор, выход которого подключен к второму входу измерителя отношений, а также генератор опорного напряжения, вьтход которого через последовательно сое- дйненные регулируемый фазовращатель, первый коммутатор и фазовращатель на 45° подключен к второму входу первог перемножителя, при этом выход фазо- вращателя на 45 через фазовращатель на 90 подключен к второму входу второго перемножителя, управляющие входы коммутаторов подключены к выходу блока управления переключением, а вторые выходы второго и третьего коммутаторов подключены соответственно к первому и второму входам амплитудного дискриминатора, выход которого

подключен к управляющему входу регулируемого, фазовращателя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, сведены последовательно соединенные переключатель на два положения, первый усилитель, элемент И, счетчик и второй усилитель, последовательно соединенные линия задержки, блок вычитания и первый индикатор, а также генератор импульсов и второй индикатор, причем входом устройства является вход переключателя на два положения, второй выход которого подключен к выходу второго усилителя и входам первого и второго перемножителей и линии задержки, выход генератора импульсов подкдачем к второму входу элемента И, а первый выход третьего коммутатора подключен к второму входу блока вычитания и входу BToploro индикатора.