Устройство для измерения параметров периодического сигнала Советский патент 1979 года по МПК H04B3/46 H04L11/08 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для измерения периодических сигналов с флу туирующим периодом на фоне шумов, Известно устройство для измерения параметров периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь сумматор и анализатор параметров, а также блок выделения характерных точек, выход которого через формиров тель моментов выборки подключен ко входу запуска аналого-цифрового преобразователя и входу блока управления, и блок памяти, вход и ВЕЛХОД которого соединены соответственно со вторым выходом и вторым входом сумматора 1 . Данное устройство имеет невысокую точность измерения в условиях действия помех. Цель изобретения - повышение точности измерения в условиях действия помех, Для этого в устройство для измере ния параметров ,периодического сигна ла, содержащее последовательно соеди ненные аналого-цифровой преобразователь, сумматор и анализатор параметRPB, а также блок выделения характер ных точек, выход которого через формирователь моментов выборки подключен ко входу запуска аналого-i цифрового преобразователя и входу бЛока управления, и блок памяти, вход и выход которого соединены соответственно со вторым выходом и вторым входом сумматора, введены узкополосный фильтр и пороговый блок, Сигнальный и уп- . равляющий входы узкополосного фильтра соединены соответственно с сигнальным входом аналого-цифрового преобразова теля и выходом блока управления. Выход узкополосного фильтра через пороговый блок подключен ко входу блока выделения характерных точек. На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства. Устройство для измерения параметров периодического сигнала содержит 1аналого-цифровой преобразователь АЦП 1, сумматор 2, анализатор 3 параметров, блок 4 выделения, характерных точек, формирователь 5 моментов выборки, блок 6 управления, блок 7 памяти, узкополосный фильтр 8 и пороговый блок 9. Устройство работает след ющим образом. Пусть tia интерБал7е tp , t- на. вход устройства поступает аддитивная сме полезного сигнала х (t) и белого шу ма п (t) U(t)x(t}+n(t) , где X (t) - периодический сигнал с , флуктуирующим периодом x(t) j|. AJ. sin U23r f,(t)t , где ) - частота основной гармони ки и периодического сигн ла (f Т период сигнала), является случайной функцией времени со средним значением f п - количество гармоник пери дического сигнала; А - амплитуда i-ой гармоники сигнала. Мощность процесса, приходящаяся на интервал частот д в окрестности частоты f ; G,, (f) df, ,af) где GJ. (t) - спектральная плотность мощ 1ости сигнала. Если принять, что в пределах интервала частот Af спектральная плотность мощности постоянная, то S,, (f, Af) G ( , т.е/ чем больше область флуктуации частоты &, тем меньше спёктральяая 1тлотность мощности сигнала при условии, что мощность его остается постоянной.. Если принять, что спектральная шютность мощности белого шума постоянна на всех частотах и равна N то мощность uiyivia в интервале частот S,.,(f л f) . Отношение сигнал (помеха) 3„(д) N При увеличении флуктуации частоты сигнала д отношение сигнал/помеха уменьшается, так как уменьшает ся спектральная плотность мощности сигнала G, (1 f ) , Если это отношение меньше 1, то изменения частоты принимаемого сигнала уже не определяются изменениями частоты полезного сигнала. Если величина флуктуации частоты основной гармоники полезного сигнала равна дfg, для увеличения отношения сигнал/помеха необходимо применить узкополосный фильтр 8 с полосой пропускания л Af и с регулируемой средней частотой, отношение сигнал/помеха на выходе которого увеличивается в раз. Сигнал с выхода узкЪполосного фильтра 8 с регулируемой средней частотой поступает на вход порогового блока 9, где сравнивается с величиной - среднеквадратическое отклонение шума на выходе узкополосного фильтра 8). В отсутствие полезного сигнала напряжение с выхода узкополосного фильтра 8 не поступает на блок 4 выделения. Если же в момент времени t на вход узкополосного фильтра 8 кроме шума пойтупает полезный сигнал с флуктуирующей частотой, причем амплитуда сигнала на выходе узкополосного фильтра 8 А, и,,, то этот сигнал проходит на блок 4 ВБщеления. Изменение частоты узкополосного сигнала на выходе узкополосного фильтра 8 обратно пропорциональны полосе пропускания узкополосного фильтра 8 AfИ для малых значений { f) при наличии сигнала, амплитуда которого больше среднеквадратического отклонения шума в полосе пропускания узкополосного фильтра 8, определяются изменениями периода полезного сигнала. Блок 4 выделения .формирует в моменты одноименных экстремумов (или в моменты перехода через ноль с производной одного и того же знака) сигнала на выходе узкополоснЬгр фильтра 8 короткий импульс, поступающий на вход формирователя 5, который вырабатывает за каждый период гармонического сигнала 2п импульсов запуска АЦП 1, интервал между которыми равен .. . Т5оп. где Т - текущее значение периода гар монического сигнала. 1 мпульсы запуска с выхода формирователя 5 поступают на вход запуска АЦП 1 и на вход блока управления 6f с выхода которого управляющее напряжение поступает на управляющий вход узкополосного фильтра 8. При флуктуации периода гармонического сигнала Т изменяется и интервал между импульсами запуска. При этом значения этих интервалов поступают на блок б управления, который изменяет центральную частоту узкополосного фильтра 8 таким образом, что она стремится стать равной частоте основной гармоники периодического сигнала и изменяется при изменении этой частоты. При изменении периода сигнала меняются и моменты появления импульсов запуска АЦП 1 , 1,2,...,2п Значения Фазовых углов не изменяются