Устройство для измерения отношения сигнал/шум Советский патент 1990 года по МПК G01R29/26 

ВтоЗ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения отношения сигнал/шум, т.е. отношения мощности гармонического сигнала к мощности стационарного шума, имеющего равномерную спектральную плотность в некоторой полосе частот и аддитивно смешанного с сигналом.

Цель изобретения - повышение быст- родействия путем производительного многоканального синхронного накопления отсчетов входного сигнала, что позволяет уменьшить необходимую скорость работы умножителей.

На чертеже, представлена блок-схема .устройства,,

Устройство содержит коммутатор-распределитель 1 входного сигнала„ интеграторы 21-2, к выходу которых гюдклю чены масштабирующие умножители , 4 .,-4, первый 5 и второй 6 сумматоры первый 7 и второй 8 квадраторы, трети сумматор 9, блок 10 деления, последовательно соединенные третий квадратор 11, интегратор 12 и умножитель 13 на постоянный коэффициент, причем выходы Первых N умножителей через последовательно соединенные первый N-входовой сумматор 5 и первый квад- ратор 7 подключены к первому входу сумматора 9, ко второму входу которого через последовательно соединенные второй N-входовой сумматор и второй квадратор 8 подключены выходы в торых N умножителей 4,-4w, а выход сумма- тора 9 подключен к первому входу блока 10 деления, второй вход которого через последовательно соединенные третий квадратор 11, интегратор 12 и ум- ножитель 13 на постоянный коэффициент подключен ко входу коммутатора - распределителя 1 и входу устройства. На выходе коммутатора-распределителя 1 подключены N-блоков 14.,-14., выбор ки-хранения.

Измеритель работает следующим образом.

Выходы коммутатора-распределителя 1 по очереди с частотой, ровно в N раз превышающей частоту входного сигнала, подключается ко входу, при этом значение входного сигнала, действующее в момент времени подключения очередного выхода, запоминается на этом выходе до момента следующего подключения его ко входу. Функцию запоминания выполняют блоки 14, -14 выборки-хранения .

На интеграторах 2f-2N, таким образом, накапливается величина, пропорциональная сумме отсчетов входного сигнала. При этом, на каждом интеграторе суммируются отсчеты, отстоящие друг от друга ровно на период входного сигнала. Следовательно, йыходной сигнал 1-го интегратора пропорционален величине

у Т x((i+(I-1)N)/F ), (1) j.i

где ,...,N - номер интегратора; F0 - частота опроса каналов; I - номер периода входного сигнала.

В масштабирующих умножителях 31 и 41 выходной сигнал интеграторов умножается соответственно на коэффициенты AS(i) sin() и АС cos(). После суммирования на N-входовых сумматорах 5 и 6 мы имеем две величины

5. AS(i)y- ,

4.

S. AC(i) у ..

(2) (3)

Используя соотношения,

(21 х(1+(1-1)хН)/Го)хР0/Ы

21Г (i/N+k)

k 0,1,2,...

Td(i+(I-1)kN)/F0.

и периодичность функций sin и cos получим

w«u

SS 21 x(Td)xsin(2 xF0xTd/N) Tobi(6)

SC Z. x(Td)xcos(2 xF0xTd/N) (7)

Таким образом, на выхЪдах N-входовых сумматоров 5 и 6 имеем дискретный аналог квадратурных сигналов. После возведения в квадрат в блоках 7 и 8 и суммирования в блоке 9 получим величину

рмTJ г

А( 21 (Td) sin (21Г- F0 -Ј ) +

tin

TeM,

+ ( x(T,).cos(2ff-F0 -) (8

TJ I

5i 15751

Во втором канале в квадраторе 11, интеграторе 12, умножителе 13 вычисляется величина

B-k.Jx(t)dt,(9) 5

где .T;

Fm - ширина спектра шума& Т - период усреднения. В блоке 10 вычисляется отношение сигнал/шум

Q (k-1)-1. и

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащий два парал- 20 лельных канала, входы которых подключены к входу измерителя, а выходы - к входам вычислителя отношения их уровней, выход которого является выходом устройства, при этом первый канал 25 состоит из последовательно соединен

0

5

0 5

386

ных квадратора, интегратора и умножителя на постоянный коэффициент, а второй содержит два интегратора и два квадратора, выходы которых подключены к входам сумматора, выход которого является выходом канала, отличающееся тем, Что, с целью Повышения быстродействия, во второй канал введены коммутатор-распределитель входного сигнала, N блоков выборки хранения, N-2 интегратора, 2N умножи- телей на постоянные коэффициенты и два N-входовых сумматора, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго квадраторов, а входы - соответственно к выходам первых N умножителей и вторых N умножителей на постоянные коэффициенты, входы которых подключены к выходам интеграторов, при этом вход коммутатора-распределителя входного сигнала подключен к входу устройства, а его N выходов через N блоков выборки- хранения подключены к входам интеграторов.

Изобретение может быть использовано для измерения отношения мощности гармонического сигнала к мощности стационарного шума, имеющего равномерную плотность в некоторой полосе частот и аддитивно смешанного с сигналом. Цель изобретения - повышение быстродействия достигается путем предварительного многоканального синхронного накопления отсчетов входного сигнала, что позволяет уменьшить необходимую скорость работы умножителей. Для этого в устройство введены коммутатор-распределитель 1 входного сигнала, N блоков 14₁, ..., 14N выборки-хранения, N интеграторов 2₁, ..., 2N, к выходу которых подключены масштабирующие умножители 3₁, ..., 3N и 4₁, ..., 4N, причем выходы первых N умножителей 3₁, ..., 3N через первые N-входовый сумматор 5 и квадратор 7 подключены к первому входу сумматора 9, второй вход которого через второй N-входовый сумматор 6 и квадратор 8 подключен к выходам вторых N умножителей 4₁, ..., 4N, выход сумматора 9 подключен к первому входу блока 10 деления, второй квадратор 11, интегратор 12 и умножитель 13 подключен ко входу устройства. 1 ил.

Редактор И. Сегляник

Составитель Н. Михалев

Техред Л.Сердюкбва Корректор Т. Малец

Заказ 1783

Тираж 559

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35,-Раушская наб., д. 4/5

Подписное