Устройство для измерения отношения сигнал/шум Советский патент 1992 года по МПК G01R29/26 

О

СО

ю ю ю

Изобретение относится к рэдиоизмери- тельной технике и может быть использовано для измерения мощностей сигнала и шумовых помех, а также их отношения в радиотехнических устройствах.

Известно устройство для измерения отношения сигнал/шум (ОСШ), состоящее из измерителя отношения, первого и второго перемножителей, объединенных по входу, выходные сигналы которых подаются на входы соответственно первого и второго интеграторов, генератора опорного напряжения, выход которого соединен со входом первого перемножителя и, через фазовращатель, - со вторым входом второго перемножителя (1).

Недостатком данного устройства является то, что оно нуждается в периодической калибровке, что существенно увеличивает время измерения, причем точность самого измерения во многом определяется точностью выполнения фазовращания на 45°.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения ОСШ (2), содержащее последовательно соединенные генератор, перемножитель, интегратор и фильтр верхних частот, соединенные с одним входом делительного блока, другой вход которого соединен с выходом полосового фильтра, вход которого, объединенный со входом режекторного фильтра, является входом устройства, причем выход режекторного фильтра через дифференциатор соединен с другим входом перемножителя.

Недостатком такого устройства является то, что оно может работать только на одной, заранее известной, частоте входного сигнала.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем измерения ОСШ при изменении частоты входного сигнала в заданном диапазоне.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройство для измерения ОСШ, содержащее объединенные по входу полос- но-пропускающий и полосно-заграждаю- щий фильтры, перемножитель, вход которого подключен к выходу полосно-про- пускающего фильтра, а выход соединен со входом интегратора, выход которого соединен со входом фильтра высоких частот, а также делительный блок введены формирователь напряжения прямоугольной формы, второй полосно-пропускающий фильтр, фильтр низких частот, детектор среднеквад- ратического значения и регистрирующий блок, при этом вход формирователя напряжения прямоугольной формы объединен со входом перемножитоля, а выход соединен

со входом второго полосно-пропускающего фильтра, выход которого подключен ко второму входу перемножителя, фильтр низких частот объединен по входу с фильтром высоких частот, а его выход соединен со входом делительного блока, выход фильтра высоких частот подключен к выходу полос- но-заграждающего фильтра и соединен со входом детектора среднеквадратического

значения, выход которого подключен к дру- гому,входу делительного блока, регистрирующий блок первым и вторым входами обьединен соответственно с первым и вторым входами делительного блока, а третьим

входом соединен с выходом делительного блока.

На чертеже приведена блок-схема устройства,j,

Устройство содержит полосно-заграждающий фильгр 1. полосно-пропускающий фильтр 2, формирователь 3 напряжения прямоугольной формы, полосно-пропускающий фильтр 4, перемножитель 5, интегратор б, фильтр 7 высоких частот, фильтр 8

низких частот, детектор 9 среднеквадратического значения, делительный блок 10 и регистратор 11.

Устройство работает следующим образом.

Входная аддитивная смесь шума в полосе частот от FH до FB и синусоидального сигнала, частота которого может изменяться в диапазоне от fn до fB, где fe 3f(), разделяется

с помощью полосно-заграждающего фильтра 1, настроенного на полосу заграждения от fn до fB, и полосмо-пропускающего фильтра 2. настроенного на полосу пропускания от fii до fD, на две полосы: полосу шума от FH до fn и от

fe до FB, поступающего на вход детектора 9 среднеквадратического значения, и аддитивную смесь шума и синусоидального сигнала в полосе частот от ffi до is, поступающего одновременно на один из

входов перемножителя 5 и вход формирователя 3 напряжения прямоугольной формы, на выходе которого образуется меандр, являющийся прообразом входного синусоидального сигнала, который, проходя через

полосно-пропускающий фильтр 4, настроенный на полосу пропускания от fn до fo (аналогичный полосно-пропускающему фильтру 2). образует на его выходе синусоидальный сигнал с фиксированной амплитудои и частотой, равной частоте входного сигнала, который поступает на другой вход перемножителя 5, выход которого подключен ко входу интегратора б, постоянная времени интегрирования которого равна:

f н + f в

Таким образом, интегратор выделяет спектр частот с полосой от 0 до (f( + fe)/2 Гц.

Постоянная составляющая этого спектра, выделенная фильтром 8 низких частот с частотой среза, близкой к 0 Гц, пропорциональна амплитуде входного сигнала, а мощность переменной составляющей этого спектра, выделенной фильтром 7 высоких частот с частотой среза, близкой к 0 Гц, будет пропорциональна мощности шума входного сигнала в полосе частот от ftt до fp. Сигнал с выхода фильтра 7 высоких частот, складываясь с сигналом, проходящим с по- лосно-заграждающего фильтра 1. образуют шумовой сигнал, по мощности равный входному шумовому сигналу, который поступает, в свою очередь, на вход детектора 9 среднеквадратического значения. Затем сигналы с выхода детектора 9 среднеквадратического значения и фильтра 8 низких частот поступают соответственно на первый и второй входы делительного блока 10, объединенные соответственно с первым и вторым входом регистрирующего блока 11, третий вход которого соединен с выходом делительного блока 10. Таким образом на регистрирующем блоке 11 получают значения мощностей входного синусоидального сигнала, мощности шума в полосе частот, а также их отношения.

Формула изобретения Устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее объединенные по входу полосно-гГропускэющий и полосно-заграждающий фильтры, соединенные последовательно перемножитель, вход которого соединен с выходом полосно-пропускающе- го фильтра, интегратор, фильтр высоких частот, а также делительный блок, отличающ е е с я тем, что. с целью расширения функциональных возможностей, в него введены формирователь напряжения, второй полосно-пропускающий фильтр, фильтр низких частот, детектор и регистрирующий

блок, при этом вход формирователя напряжения объединен со входом перемножителя, а выход соединен со входом второго полосно-пропускающего фильтра, выход которого подключен к второму входу перемножителя, фильтр низких частот обьединен по входу с фильтром высоких частот, а его выход соединен с входом делительного блока, выход фильтра высоких частот подключен к выходу полосно-заграждающего фильтра и

соединен с входом детектора, выход которого подключен к другому входу делительного блока, регистрирующий блок первым и вторым входами объединен соответственно с первым и вторым входами делительного

блока, а третьим входом соединен с выходом делительного блока.

Использование: устройство для измерения отношения сигнал/шум относится к радиоизмерительной технике, может быть использовано для измерения мощностей сигнала и шумовых помех и обеспечивает расширение функциональных возможностей путем измерения ОСШ при изменении частоты входного сигнала. Сущность изобретения: устройство содержит полосно-заграждающий фильтр 1, полосно-пропускэющий фильтр 2, формирователь 3 напряжения прямоугольной формы и фильтр 4. Входная смесь шума и синусоидального сигнала разделяется с помощью попоено-пропускающего фильтра 2 на две полосы шума. Выход формирователя 3 напряжения прямоугольной формы.соеди- нен с входом фильтра 4, аналогичного фильтру 2, пропускающего только частоту первой гармоники сигнала прямоугольной формы, являющейся прообразом входного синусоидального сигнала и поступающей на другой вход перемножителя 5, выход которого соединен с интегратором 6. Постоянная составляющая спектра, выделенная фильтром низких частот 8, пропорциональна амплитуде входного сигнала, а мощность переменной части спектра, выделяемая фильтром верхних частот 7, пропорциональна мощности шума. Выделенный спектр частот поступает на другой вход квадратичного детектора 9, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный мощности шума на входе устройства. 1 ил. v Ј