Способ измерения коэффициента шума приемной системы и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G01R29/26 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА ПРИЕМНОЙ СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ1ЧЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к средствам измерения параметров радиоэлектронно го и оптико-электронного оборудования и может быть использовано в системах автоматического контроля состояния радиотехнических и оптикоэлектронных систем. Известен модуляционный способ измерения коэффициента шума, основанный на определении коэффициента шума по отношению напряжений при измерении напряжения шумового сигнала на выходе приемной система при подаче на ее вход промодулированного импульсами эталонного шумового сигнала и отключении его iT . Устройство для его осуществления содержит последовательно соединенные блок управления, эталонный генератор шума, второй вход которого подключен к модулятору, приемную систему, усилительный тракт промежуточ ной частоты, линейный детектор, механический коррелятор, выход которого подсоединен к входу модулятора и к входу лампового вольтметра, выхо которого подключен к индикатору коэффициента шума. Выход механического коррелятора подключен также через ламповый вольтметр на индикатор фиксированного уровня напряжения и через усилитель АРУ на второй вход усилительного тракта промежуточной частоты. Недостатками модуляционного способа и устройств являются: - 1). большая погрешность за счет погрешности калибровки ламповых кольтметров } 3. большая погрешность измерения, связанная с преобразованием шумового сигнала в напряжение постоянного тока;З). большая постоянная времени измерения и отсутствие линейной зависимости между величиной выходного напряжения и коэффициентом шума не позволяет использовать данный способ в автоматических системах контроля. Он находит лишь применение в автономных встроенных приборах. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения коэффициента шума по методу двух отсчетов, основанный на определении коэффициента шума по отношению мощностей при измерении мощности шумового сигнала на выходе приемной системы при подаче на ее вход непрерывного эталонного шумового сигнала и отключении его. Одно из устройств для осуществления данного способа, принятое за прототип как содержащее наибольигее ко-личество сходных,, существенных приз наков с ним, включает последовательно соединенные блок управления, тенератор шума эталонной мощности, приемную систему, измерительный усилитель квадратичный вольтметр и вычислитель коэффициента шума, второй вход которого соединен с сйответствующим выхо дом блока управления 2lНедостатками этого способа измере ния коэффициента шума по методу двух отсчетов ЯВЛЯЮТСЯ: 1) большая погрешность измерения связанная с преобразованием цгумовОго сигнала в напряжение постоянного тока;2)-ограниченный диапазон измереНИИ, обусловленный большой погреш,ностью при измерении больших значений коэффициента шума. Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициента шума. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения коэффициента шума приемной системы, основанному на определении коэффициента шума по отношению шумовых сигналов на выходе приемной системы при последовательной подаче на ее вход эталонного шумового сигнала и отключении его., каждый шумовой сигнал с выхода приемной системы стробируют в течение заданного интервала времени, затем сравнивают с фиксированным пороговым значением, измеряют число выбросов шумового сигнала, превысившего фиксированное пороговое значение, и определяют отношение сре него .числа выбросов в единицу времени при поданном эталонном шумовом сигнале к среднему числу выбросов в единицу времени при отключенном шумо вом сигнале. Для осуществления предлагаемого способа в устройство, содержащее последовательно соединенные блок,управ ления, генератор шума эталонной мощности и приемную систему, а также вы числитель коэффициента шума, введены последовательно соединенные генерато строба, схема стробирования, второй вход которой подключен, к выходу приемной системы, noporoaaj схема, ч.аст томер, блок определения среднего чис ла выбросов, выход которого подключе ко второму входу вычислителя коэффи циента шума, причем соответствующие выходы блока управления подключены к входу генератора строба и ко второму входу .частотомера. Способ и устройство для его осуществления направлены на достижение одной цели лзобретения и могут быть использованы совместно, так как указанный способ не может быть осуществлен ни одним из известных устройств того же назначения. На чертеже представлена блок-схема устройства измерения коэффициента ума приемной системы, реализующего предлагаемый способ. Устройство измерения коэффициента ума приемной системы содержит блок 1 управления, генератор 2 шума эталонной мощности, приемную систему 3, 4 стробирования, пороговую схбMSTS, частотомер.- 6, блок 7 определения среднего числа выбросов, вычислитель 8 коэффициента шума. Устройство измерения коэффициента шума приемной системы работает следующим образом. По сигналу с блока 1 управления включается генератор 2 шума эталонной мощности. Шумовой сигнал эталонной мощности с генератора 2 подается на вход приемной системы 3. Шумовой сигнал сумл1арной мощности от собственного (внутреннего) шумЬ. приемной системы 3 и от шумового сигнала эта-. лонной мощности с генератора 2 поступает с выхода приемной системы 3 на вход схемы 4 стробирования, которая запускается импульсами, формируемыми генератором 9 строба по ко-манде с блока 1 управления. Напряжение с выхода схемы 4 стробирования, превысившее уровень фиксированного порогового значения, установленного на пороговой схеме 5, поступает на вход частотомера 6 , с выхода которого код числа, соответствующий числу выбросов напряжения, по истечении фиксированного интервала времени измерения t по команде с блока управления поступает на вход i блока 7 определения среднего числа выбросов, где происходит вычисление среднего числа выбросов напряжения, превысившихуровень фиксированного порогового значения напряжения пороговой схемы 5 в единицу времени, т.е. производится операция деления числа выбросов на фиксированный интервал времени измерения. Полученный результат с блока 7 определения среднего числа выбросов поступает на вход вычислителя 8 коэффициента шума, где запоминается. Затем по команде с блока ynpaBJ eяия происходит отключение генератора 9 строба, отключение генератора.2 от приемной системы 3 и обнуление частотометра б. По следующе,й команде с блока управления включается генератор строба, который управляет работой схемы4 стробирования, и происходит стробирование напряженияj соответствующего мощности собственных (внутренних) шумов приемной системы 3, поступившего с выхода приемной системы 3 на вход стробирования. С выхода схемы 4 отстробированный сигнал поступает н вход пороговой схемы 5.Выбросы отст бированного сигнала, превысившие фи сированное пороговое значение напря жения, поступают с выхода пороговой охемы 5 на вход частотомера 6, полечитывающего число выбросов. По истече нии Фиксированного интервала времен измерения 1д по команде с блока упр ления код числа поступает с выхода :частотомера 6 на вход блока 7 определения среднего числа выбросов, гд происходит вычисление среднего числа выбросов напряжения, превысивших уровень фиксированного порогового амплитудного значения напряжения по роговой схемы 5, в единицу времени, т.е. производится операция деления числа выбросов на фиксированный ин- тервсш времени измерения ta,. Полученный результат с блока 7 поступает на вход вычислителя 8 коэффициента , где запоминается. Затем по командам с блока управления происходит (Отключение генератора строб и обнуление частотомера б. . По следующей команде с блока упр ления в вычислителе 8 вычисляется коэффициент шума как отношение двух кодов чисел, первое из которых полу чено при измерении среднего числа выбросов при превышении фиксированного порогового значения напряжения пороговой схемы 5 суммарным воздействием шумов от генератора 2 шума этало55ной мощности, прошедших через приемную систему 3, и воздействием собственных (внутренних) шумов приемной системы 3, и второе - при измерении среднего числа выбросов, образованных воздействием собственных (внутренних) шумов приемной системы 3. Вычисленное значение коэффициента шума приемной системы поступает на индикатор или в систему, контроля При работе устройства включение блока управления может осуществляться как автоматически, так и вручную оператором. Число выбросов, превысивших фиксированное пороговое значение напряжения пороговой схемы, зависит от величины этого порогового значения, .мощности шума, фиксированного интервала времени измерения и закона распределения шумов на выходе приемной системы. Зная вид закона распределения и задаваясь фиксированным интервалом времени измерения t и величиной порога, можно однозначно определить коэффициент шума приемной системы. Достоверность измерений при этом способе определения коэффициента шум зависит от фиксированного интервала времени измерения и уровня порога. Че,1 больше число .выброс эв , превысивших порог, тем большее число разрядов необходимо иметь в частотомере и в блоке памяти. Число выбросов, превысивших порог, однозначно зависит от -4Unop,ci,to), (Я где N - число выбросов; фиксированное пороговое ам плитудное значение напряжеj2 «ия; , бц - мощность шума; 71 - характеристика закона распределения ; tjj - фиксированный интервал времени измерения. Данный способ измерения коэффициента шума приемной систе уы и устройство для его осуществления обладают повышенной точностью, обусловленной неограниченным диапазоном измерений коэффициента шума, отсутствие по-, грешности измерения, связанной с потерей информации при преобразовании шумового сигнала в напряжение постоянного тока, позволяют осуществлять непрерывный контроль коэффициента шума и иcтaнциoнный автоматический контроль состояния приемных радиоэлектронных и оптико-электронных систем. Формула изобретения 1. Способ измерения коэффициента шума приемной системО, основанный на определении коэффициента шума по отношению шумовых сигналов На выходе приемной системы при последовательной подаче на ее вход эталонного шумового сигнала и отключении его, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, каждый шумовой сигнал с выходда приемной системы стробируют в течение заданного интервала времени, Затем сравнивают его с фиксированным пороговым значением, измеряют число выбросов шумового сигнала, превысившего фиксированное пороговое значение, и определяют отношение среднего числа выбросов в единицу времени при поданном эталонном шумовом сигнале к среднему числу выбросов в еди ницу времени при отключенном шумовом сигнале. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1,содержащее последовательно соединенные блок управления, генератор шума эталонной мощности и приемную систему, а также вычнслитель коэффициента шума, о тличающееся тем, что в него введены последовательно соединенные генератор строба, стробирования, второй вход которой подключен к выходу приемной системы, пороговая хема,частотомер, блок определения

среднего числа выбросов, выход которого подключен ко второму входу вычислителя коэффициента шума, причем соответствукицие выходы блока управлеиия подключены к входу генератора строба и ко второму входу частотомера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Балашов В.П. и др. Автоматизация радиоизмерений, м., Советское радио, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 310201, кл. G 01 R 29/26, 1974.