Устройство для измерения дисперсии Советский патент 1991 года по МПК G06F15/36 

р е ---- « 2G

(1)

где Х0 - величина порога на выходе

линейного детектора; - средняя мощность шумов на выходе линейного детектора.

В случае, когда на входе детек- тора к мощности собственных шумовG добавляется мощность шума внешнего источника (5 , вероятность единично

выброса над порогом X.

X о

кг

о

Р е

2() е 2G2(Uh1

(2

;

0

5

2 2 К Uo N

2() п где и G

)

(7)

- дисперсия шумового сигнала и шума соответственно.

Выражение (7) справедливо для реле- евского распределения суммарного случайного процесса при п , «; N. Принимая n, 0,1N, получим

К - j2ln10r 2,15 . (8)

Если в результате сравнения выполняется условие

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для измерения относительного уровня дисперсии случайного сигнала с релеевским законом распределения плотности вероятности. Цель изобретения - повышение точности. Устройство содержит пороговый блок 1, ключ 2, два счетчика 3 и 10, регистр 4, два блока 5 и 7 вычисления логарифма, три блока деления 6, 8 и 11 и синхронизатор. Работа устройства основана на измерении времени пребывания сигнала с шумом и только шума выше порогового уровня за заданное время измерения. 1 ил.

где h - отношение мощностей

внешнего шума и собственного шума приемника.

При большом числе равноточных ис- 50 питаний N относительная частота появления некоторого события сходится к вероятности этого события, т.е.

St.

N

(3)

Р -1 9 К N

(4)

Аи.с. + ы U

о 7

0

то подсчитывается число выборок п, (превысивших пороговый уровень на оп- ределенном интервале измерения Т. При этом подсчитывается общее количество опросных выборок N.

На втором этапе измерения с выхода приемника исследуемой радиотехнической системы поступает только собственный шум приемника. Этот режим можно обеспечить, например, механическим или электронным отключением антенны от приемника, электронным замыканием входа приемника на землю или

5

временной селекцией выходного сигнала приемника, когда прием сигнала отсутствует.

Амплитуда выборок собственных шумов приемника А ш на втором этапе из16

мерения сравнивается с пороговым уровнем U0. При выборе относительного порога К при работе по собственным шумам приемника можно воспользоваться выражением (8) на том основании, что, если оно удовлетворяет условию п « « N, оно тем более удовлетворяет условию n « N, поскольку п0 ; п,, . Если в результате сравнения выполня- ется условие

А ь,

Ц

о

то подсчитывается число выборок nQ, превысивших порог на том же интервале измерения Т. По измеренным значениям п„, nD и N по формуле (6) подсчитывают относительную (пронормированную к шумам) дисперсию случайного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства параллельным двоичным кодом поступают выборки случайного входного процесса с релеевс- ким законом распределения плотности вероятности. На первом этапе измерения (при работе радиотехнической системы в режиме внешнего приема) в качестве случайного процесса используется Смесь сигнала внешней помехи и собственного шума приемника. Выборки измеряемого сигнала поступают на пороговый блок 1, где их амплитуда А1 сравнивается с пороговым уровнем UQ. Если в результате сравнения в блоке 1 выполняется условие А , 5 UQ то вырабатывается импульс, который поступает на ключ 2. На первом этапе

венных шумов приемника А, поступа щие на блок 1j сравниваю ся с тем пороговым уровнем UQ. Если в резул тате сравнения в блоке 1 выполняет условие А 5i UQ, то вырабатываетс импульс, который затем поступает н ключ 2. Ключ 2 на втором этапе изм рения открывается строб-импульсом длительности Т, который также форм руется в синхронизаторе 9. Количес во подсчитываемых счетчиком 3 импу сов в этом случае обозначим через Для подсчета количества.опросны выборок (N) за время Т служит счет чик 10, на счетный вход которого с блока 9 поступает пачка импульсов периодом повторения импульсов в па ке Ас. Время появления пачки опред ляется импульсом конца работы. Инф мация с выхода счетчика 3 параллел ным двоичным кодом поступает на вх делителя 6, причем на один вход не посредственно, а на другой - через регистр 4. Регистр 4, позволяет зап нить информацию о п на время, по воляющее совмесгить ее с временем прихода информации о nfl. Деление в блоке 6 и дальнейшая обработка про ходят по сигналу Считывание, пос пающему на соответствующий вход ре гистра 4 с синхронизатора 9 и имею щему вид короткого импульса. Инфор мация с выхода регистра 4 и выхода счетчика 10 параллельным двоичным кодом поступает на блок 11 деления Результаты деления блока 6 в виде ношения ( и блока 11 в в

измерений ключ 2 открывается от строб- де отношения У N/n поступают на

импульса длительности Т (Т - время измерения), который формируется в синхронизаторе 9, В результате с выхода ключа на счетчик 3 поступают импульсы превышения выборками порогового уровня за интервал измерения Т.

Количество подсчитываемых импульсов на этом этапе обозначим через п.. Считывание содержимого счетчика 3 происходит по сигналу разрешения на считывание, поступающему с синхронизатора 9 на соответствующий вход счетч,ика и имеющему вид короткого импульса.

50

55

соответствующие блоки 7 и 5, в кот рых J1, и Уд преобразуются к виду Y, In J1, и Y2 . Результаты преобразования поступают на выходн делитель 8 для получения отношения h Yji/Yg. Стирание информации в сч чиках 3 и 10 производится по сигнал Сброс, формируемым в синхронизат 9 и поступающим с некоторой задерж по отношению к соответствующим сиг лам разрешения считывания. Формула изобретени

Устройство для измерения дисперс содержащее пороговый блок, ключ и

Q15

51976

На втором этапе измерения (при работе радиотехнической системы в режиме отсутствия внешнего приема) в качестве случайного процесса используется только собственный шум приемника. В этом случае выборки от собст5

5

5

0

5

0

венных шумов приемника А, поступающие на блок 1j сравниваю ся с тем же пороговым уровнем UQ. Если в результате сравнения в блоке 1 выполняется условие А 5i UQ, то вырабатывается импульс, который затем поступает на ключ 2. Ключ 2 на втором этапе измерения открывается строб-импульсом длительности Т, который также формируется в синхронизаторе 9. Количество подсчитываемых счетчиком 3 импульсов в этом случае обозначим через п0. Для подсчета количества.опросных выборок (N) за время Т служит счетчик 10, на счетный вход которого с блока 9 поступает пачка импульсов с периодом повторения импульсов в пачке Ас. Время появления пачки определяется импульсом конца работы. Информация с выхода счетчика 3 параллельным двоичным кодом поступает на входы делителя 6, причем на один вход непосредственно, а на другой - через регистр 4. Регистр 4, позволяет запомнить информацию о п на время, позволяющее совмесгить ее с временем прихода информации о nfl. Деление в блоке 6 и дальнейшая обработка происходят по сигналу Считывание, поступающему на соответствующий вход регистра 4 с синхронизатора 9 и имеющему вид короткого импульса. Информация с выхода регистра 4 и выхода счетчика 10 параллельным двоичным кодом поступает на блок 11 деления. Результаты деления блока 6 в виде отношения ( и блока 11 в виде отношения У N/n поступают на

0

5

соответствующие блоки 7 и 5, в которых J1, и Уд преобразуются к виду Y, In J1, и Y2 . Результаты преобразования поступают на выходной делитель 8 для получения отношения h Yji/Yg. Стирание информации в счетчиках 3 и 10 производится по сигналам Сброс, формируемым в синхронизаторе 9 и поступающим с некоторой задержкой по отношению к соответствующим сигналам разрешения считывания. Формула изобретения

Устройство для измерения дисперсии, содержащее пороговый блок, ключ и

два счетчика, причем выход порогового блока соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены синхронизатор, регистр, три блока деления и два блока вычисления логарифма, причем информационный вход порогового блока является информационным входом устройства, выход первого счетчика подключен к информационному входу регистра и входу делителя первого блока деления, выход которого через первый блок вычисления логарифма соединен с входом делимого второ го блока деления, выход которого является выходом устройства, выход регистра подключен к входу делимого перво- го блока деления и входу делителя третьего блока деления, выход которого через второй блок вычисления логарифма соединен с входом делителя второго блока деления, первый выход синхронизатора подключен к управляющему входу ключа, второй выход синхронизатора подключен к счетному входу второго счетчика, выход которого соединен с входом делимого второго блока деления, третий и четвертый выходы синхронизатора подключены соответственно к входу считывания и входу сброса первого счетчика, пятый выход синхронизатора соединен с входом сброса второго счетчика, шестой выход синхронизатора соединен с входом считывания регистра, тактовый вход синхронизатора является тактовым входом устройства, вход запуска и вход окончания работы синхронизатора являются соответственно входом запуска и входом окончания работы устройства.