Измеритель отношения сигнал/шум Советский патент 1976 года по МПК G01R29/26 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ

I

Изобретение относится к анализу харак теристик случайных процессов.

Известно устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее (применительно к телевизионному приемнику) последовательно включенные высокочастотную часть приемника, видеоусилитель и телевизионную трубку, а также два измерительных прибора, каждый из которых подключен через свой фильтр к выходу видеоусилителя. Испытательный синусоидальный сигнал моделирует напряжение несушей частоты и с выхода видеоусилителя поступает на вход фильтров вместэ с помехой. Один из фильтров пропускает напргвкение ксггы-тательного сигнала и не пропускает uanpi;жение помехи, другой фильтр пропускает напряжение помехи и не пропускает напряжение испытательного сигнала. Приборы измеряют соответственно напряжение помехи и сигнала 1.

Однако измерение таким устройством возможно только при заведомо известной частоте сигнала.

Известно другое устройство для измерения отношения сигнал /помеха (ОСП), содержашее два измерительных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных одно- или двухпопуперкод- ного выпрямителя и фильтра для выделения постоянной составляющей. Вход второго канала через пентрируюшее устройство подключен к точке соединения выпрямителя и

фильтра первого канала. Выходы каждого из каналов соединены со входом делителя. Колебание на выходе делителя является функцией отношения сигнал/шум, которая инвариактнз только к уровню сигнала и шума

;: ; л - спектров 2 .

Однако это устройство дает оценки ОСП, зависящие от ряда неинформативных параметров сигнала и шума, что ухудшает точность измерений в условиях априорной

неопределенности.

Эта зависимость проявляется тем сильнее, чем меньше ОСП.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Это достигается тем, что в измеритель отношения сигнал/шум введены схема COF падений, временной ceaeKTOpj К генераторов функций с генератором счетно синхронизирующих импульсов, К сравнивающих устройств на два входа, К-1 делителей с нормирующими детекторами измерительных каналов, причем входы всех К-1 измерительных каналов подключены к выходу центрирующего устройства, а выход из них ко BTopoviy входу одного из К-1 делителей, первые входы которых через нормирующие детекторы соединены с выходом первого канала, один вход го из К сравнивающих устройств подключен к выходу одного из К генераторов функций, другой вход - к вьходу одного из к делителей, выходы сравниЕйюших устройств соединены с одним из К входов схемы совпадений, выход генератора счетно-синхронизирующих импульсов соединен со входами синхронизации енераторов функций и счетным входом временного селектора, управляющие входы которого подключены к выходу схемы совпадений и тактовому выходу К-го генератора ф нкций, причем в качеств нормир тощих детекторов и детекторов в из-le;. Ггельных каналах использоЕа 1Ь степенные п- еобразоватепи.

На флг. 1 приведена структурная схема измерителя отнощений сигнал/щуы; нафкг, 2 вре;ле.щ-1ые диаграммы.

С7-сема содержит К+1 измерительных ка Haj-OB 1-4, состоящих из детекторов. 5-8 и фильтров 9-12, центрирующее устройство 13, К нормирующих детекторов 14, 15, 16, К де:штелей 17, 18, 19, К сравнивающих устрсйств 20, 21, 22, схему совпа; ений 23, генератор счетно-синхрониаирук 1ЛИХ импульсов 24, К генераторов функций 25, 26, 27 и временной селектор 28,

Детекторы 5, б, 7, 8, 14, 15, 16 осуществляют степенное преобразование вида

ЧСХ)

«Ч-к|«

гфи X О

при X 5; О

-2 и км ДетекПоказате1Ш степени Е, lOpOB 6, 7, 8 различаются между собой.

, детектора 5

i юкйзатель степени

мо ъ или не совпадать с 6, )Kt;i со}:.аадаг ..

Первый измерительш.тй канал содержит фильтр 9, второй измерительный канал фильтр 10, третий Р1змерительнь й канал - фильтр 1J, /К+1/-и изк ерительный канал - фильтр 12. Фильтры 9-12 выделяют .тостоянную составляющую.

Устройство 13 обеспечивает отделение постоянной составляющей процесса на вы-ходе детектора 5.

Показатели степени нормирующих детекторов 14, 15, 16 равны соответственно

,ч ч.Делитель 17 осущ.ествляет деление колебания с выхода канала 2 на колебание с выхода детектора 14. Делители 18 и 19 делят колебание с выхода канала 3 и канала К-И соответственно на колебание с выхопа детектора 15 и детектора 16.

Генераторы 25, 26, 27 вырабатывают колебания, которые с точностью до масщтабного коэффициента воспроизводят требуемые функциональные зависимости. Генератор 24 обеспечивает синхронную работу генераторов 25, 26, 27.

Колебания с выходов генераторов 25, 26, 27 подаю тся на первые входы устройств 20, 21, 22, которые сравнивают их с колебаниями, поданныкси на вторые входы от делителей 17, 18, 19, и в момент равенства сравниваемых колебаний вырабатывают стандартные импульсы. Эти импульсы воздействуют на схему совпадений 23, на выходе которой появляется импульс только тогда, когда на ее входы одновременно пос тупят все стандартные импульсы.

Селектор 28 открывается импульсом с выхода схемы совпадений 23 и закрывается импульсом с тактового выхода К-го генератора функций 27.

На вход первого измерительного канала поступает совокупность X (-Ь) сигнала SCt) и помехи ECt). Для определенности будем считать, что колебание на выходе

детектора 5 равноg

y(t) /X (i)/

Напряжение на выходе фильтра 9 примерно равно математическому ожиданию, ттгл процесса У (-il. Следовательно, центрированное колебание ча выходе центрирующего устройства 13

у (t) y iD-myj

Во втором и псследуюших измеритель- 1-ых ВЛ-1ГТч-. аналогичной обработке подвер гается ко..; -бание vCi) .

Генераторы функций 25 к 26 вырабатывают соответственно свойства функций р

f 2 различных значений одномерного мешающ его параметра у.(,, 2 причем как это показано на фиг, 2 в и д, аргумент с , являющийся измеряемым отко-. щением сиснал/шум, изменяется от больще-

5 го значения к меньшему. При таком направлении воспроизведения функций р и р. число испульсов Ncj, на выходе измерителя OCil связано с измеряемым отнощением сигнал/щум зависимоегьюСЗ- СКа , где

0 С некоторая константа. Колебания р, и р с выходов генераторов функций 25 к 26 подаются на первые входы устройств 20 и 21. На вторые входы этих устройств подводятся напряжения PI и р .соответствующие измеряемому значению ОСП и неинформативному параметру Н (на фиг. 2 отражен случай, когда с 0,8, а 1 jpQ ). В промежутке времен (о, Т), соответствующем , только на выходе устройства 21 будет импульс в тот момент времени, когда напряжение Рг с выхода генератора 26 сравняется с р2 /фиг. 2д/. В промежутке (Т, 2т), соответствующем импульсы поя ляются на выходах устройств 20 и 21, но в разное время. Лишь на интервале (2Т, ЗТ на котором генераторы 25 и 26 вырабатывают функции р и р Р Т То I импульсы CJ, и Q,j (фиг. 2 с и е) поступят на схему 23 одновременно. В момент времени импульс Cj/ (фиг. 2, f } с выхода схемы 23 откроет селектор 28 и счетно-син7сронизируюшие импульсы периодом повторения То (фиг. 2а) с выхода генератора 24 поступают на выход измерителя отношения сигнал/шум. В момент времени т ЗТ селектор 28 закрывается импульсом Q, (фиг. 2, д) с тактового выхода К-го генератора 27. Поэто- My No импульсов в пачке с точностью до константы С равно 1 . Описанное устройство позволяет получать оценки ОСП, инвариантные к кеинформативкым параметрам, и в случае, когда теоретически учет влияния неинформатив- ных параметров затруднителен. Для этого необходимо экспериментальным путем снять семействе зависимостей напряжения на выходе делитегей 17, 18, 19 от измеряемого параметра. Затем следует установить такой режим работы генераторов функций, при котором будут воспроизводиться требуе мые зависимости с учетом обратного напра ления воспроизведения. После этого измеритель готов к работе в заданшях условиях Формула изобретения 1. Измеритель гугношения сигнал/шум, содержащш-i два изг :ерительных канала, каж дый из которых состоит из последовательно соединенных детектора и фильтра, центрирующее устройство, вход которого подключен к точке соединения детектора и фильтра первого канала, а выход - ко входу второго измерительного канала, к выходу которого подключен делитель, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены схема совпадений, временной селектор, К генераторов функций с генератором счетно- синхронизирующих импульсов, К сравнивающих устройств на два входа, К-1 делителей с нормирующими детекторами и К-1 измерительных каналов причем входы всех К-1 измерительных каналов подключены к выходу центрирующего устройства, а выход каждого из них - ко второму входу одного из К-1 делителей, первые входы которых через нормирующие детекторы соединены с выходом первого канала, один вход каждого из К сравнивающих устройств подключен к выходу одного из К генераторов функций, вход - к выходу одного из К делителей, выходы сравнивающих устройств соединены с одним из К входов схемы совпадений, выход генератора счетно-синхронкзирующнх импульсов соединен со входами синхронизации генераторов функций и счетным входом временного селектора, управляющие входы которого подкл:-очены к вь;ходз схемы совпадений и тактовому выходу К-го генетэатора функций, 2. Измеритель отношения сигнал/шум по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве нормирующих детекторов и детекторов в из мерите ль ньпс каналах использованы степенные преобразователи. Источники информации, принятые во внимание шэи экспеатизе; свидетельство СССР 1. Лзторское № 112350, Д|. Кл. 601 R 29/ОО, от .350, 18.06.1956 Г. 2. Авторское свидетельство СССР Х 480024, М. кл. G О1 R 29/00, от 21.03. 1972 г.

fff -1

Mil

HI

//

/

Г2

,z ,6 й г; «/

2Т ffb

ЗТ

Т Ti Гг

к

)ч

ол

ол о

0,8 0,it о

1,2

и 0,8