Устройство для измерения отношенияСигНАл/пОМЕХА Советский патент 1981 года по МПК G01R29/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ПОМЕХА

Изобретение относится к измерител ной технике и может -найти применение в информационно-измерительных системах для измерения отношения сигнал/ помеха на выходе видеоусилителя прием ного устройства радиолокационной станции (РЛС), а также для измерения контрастности телевизионных объектов в трактах видеосигналов телевизионного изображения. Известен измеритель отношения сиг нал/помеха, содержащий усилитель промежуточной частоты (УПЧ),схему стробирования по видеочастоте и схему обработки выбранного сигнала }. Однако выбранный сигнал относительно сложен в построении. Кроме-то го, из-за трудности согласования по полосе пропускания УПЧ измерителя и УПЧ РЛС полученные в измерителе значения отношения сигнал/помеха могут отличаться от отношения сигнал/ помеха на выходе приемного устройства РЛС, в особенносди при неравномерном спектре помехи. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее последов - . тельно соединенные запоминающий блок и клапан, выход которого соединен с блоком.сравнения, ко второму входу которого подключен генератор импульсов, а к первому входу клапана подключен накопительный конденсатор 2. Однако данное устройство характеризуется следующими недостатками. Результатом измерения является логарифм отношения амплитуд двух импульсов и для измерения отношений необходимо разделение сигналов по двум каналам. Кроме того, при измерении отношений квазинепрерывных сигналов для jDtaHHoro способа необходимо устройство, запирающее по входам измеритель . Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения отношения сигнал/помехи, содержащее последовательно соединенные первый клапан и первый запоминающий блок, а также блок сравнения и генератор импульсов, введены второй и третий клапаны, второй запоминающий блок, формирбватель, триггер, интегратор, формирователь единичного интервала, формирователь разностного интервала, вентиль И счетчик, причем первые входы перво го и второго клапанов соединены со входом устройства, вторые входы соединены соответственно Ь первым и вторым рседйми формирователя, выход второго клапана соединен .со входом второго запоминающего блока, выход первого запоминающего блока соединен с первым входом интегратора, выход . второго Зсшоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, а второй его вход соединен с выходом интегратора, выход блока сравнения соединен с первым входом триггера, вход формирователя соединен со входом устройства для стробирующего импулйса, а его третий выход соединен со вторым входом триггера и входом формирователя единичного интервала, выход триггера соединен со входом третьего клапана и первым входом формирователя разностного интервала, ко второму и третьему входам интегратора подключен третий клапан, выход формирователя единичного интервала соединен со вторым входом формирователя разностного интервала, выход которого подключен к первому входу вентиля, второй вход которого подключен к выходу генерато ра импульсов, а выход вентиля соединен со входом счетчика. В предлагаемом устройстве исполь зуется следующий принцип измерения отношения напряжений сигнал/помеха и контрастности телевизионных объектов Отношение напряжений сигнал/помеха можно вьйчислить из соотношения -и,, Or-и Uc Л-.-.9-.Я- (1) Uv где Uc - напряжение сигнала; Ui, .напряжение помехи; Uc-fVi напрй ение аддитивной см си сигнал + помеха, существующее в видеотракте Приемного устройства. При этом измерение контрастности телевизионных объектов производится в соответствии с соотношением I где Uc - уровень сигнала объекта на выходе видеоусилителя теле визионного приемника; иф - уровень фона. Устройство осуществляет селекцию уровней смеси сигнал+помеха и помех во аремени с помощью сигнала Строб контрольный выход которого вьшЬаитсяна экран индикатора станции, и, смещая отметкустроба во времени относительно сигнала запуска так, чтобы фронт импульса строба попадал на помеху, а спад его - на отметку от объекта наблюдения/ добиваются выделения уровней в интересутащей оператора точке пространства. Аналогичное совмещение производится и на экране телевизионного приемника. Вьщеленные уровни в виде квазипостоянных напряжений подаются на дальнейшую обработку, причем уровень смеси сигнал + помеха подается на первый йход устройства амплитудной селекции, а уровень помехи через интегратор - на второй вход устройства амплитудной селекции, т.к. на его ом -. входах действуют Ц При совпадении уровней на выходе блока сравнения формируется импульс. Временной интервал между началом интегрирования и моментом совпадения определяется по формуле Ч.и- t f t Для получения интервала чистого отношения сигнал/помеха в соответствии с соотношением (1) формируется единичный и разностный интервалы между полученным в соответствии с соотношением (3) и единичным интервалом. Таким образом, полученный результирующий временной интервал пропорционален отношению , сигнал/помеха. Заполняя полученный интервал счетными импульсами и подавая их на счетчик, в последнем формируется цифровое значение искомого отношения. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы. Устройство содержит первый 1 и второй 2 клапаны, формирователь 3, первый 4 и второй 5 запоминающие блоки, блок б сравнения, триггер 7, третий 8, интегратор 9, формирователь 10 единичного интервала, формирователь 11 разностного интервала, генератор 12 импульсов-, вентиль 13 и счетчик 4. Устройство работает следующим образом, При отсутствии входных сигналов Строб : первый Г и второй клапаны 2 закрыты запрещагацими. уровнями с выходом формирователя 3, на выходах запоминающих блоков 4 и 5 устанавливаются нулевые уровни а на выходе блока б сравнения - высокий уровень. Триггер 7 находится в состоянии О, клапан 8 открыт, шунтируя цепь обратной связи интегратора 9. На выходе формирователя 10 единичного интервала устанавливается низкий уровень, на выходе формирователя 11 разностного интервала - также низкий уровень, запрещающий прохождение импульсов генератора 12 через вентиль 13 на вход счетчика 14. При поступлении на первые входы клапанов 1 и 2 входного сигнала (фиг. 2 а) и на вход формирователя 3 сигнала Строб (фиг. 2 б) на первом и втором выходах формирователя 3 фор мируются импульсы выбора помехи и сигнала (фиг. 2 в, г) по которым осуществляется открывание клапанов 1и 2 и запоминание выбранных уровней псмехи и смеси сигнал + помеха на запоминающих блоках 4 и 5 (фиг. 2е, ж) . На .третьем выходе формирователя 3 формируется импульс начала интегрировайия (фиг. 2 а), по которо му устанавливается в состояние триггер 7 и запускается формирователь 10 единичного интервала. Сигналом с выхода триггера 7 осу ществляется закрывание третьего клапана 8, интегратор 9 начинает интегрировать уровень помехи, поступаю щий с выхода запоминающего блока 4. На выходе интегратора 9 формируется пилообразное напряжение (фиг. 2з), которое поступает на второй вход бло ка б сравнения, на первый вход которого подается с выхода запоминающего блока 5 уровень смеси сигнал + помеха . В момент сравнения напряжений с выходов интегратора 9 и запоминающего блока 5 на выходе блока б сравнения формируется отрицательный уровен устанавливающий триггер 7 в состояние О. При этом клапан 8 открывается, шунтируя цепь обратной связи интегратора 9, процесс интегрировани прекращается, на выходе интегратора устанавливается нулевой уровень а на выходе блока сравнения - высокий уровень. Сформированный на триггере 7 временной интервал (фиг. 2 и) подается с его выхода на первый вход формирователя 11 разностного интервала, на второй вход которого подается с выхода формирователя 10 единичного интервала единичный интервал (фиг. 2 к), и на выходе формирователя 11 формируется временной интервал, пропорциональный отношению сигнал/помека (фиг. 2 л). Сигнал с выхода фор.мирователя 11 открывает по первому, входу вентиль 13, а на второй его вход подаются импульсы от генератора 12. С выхода вентиля импульсы подаются на цифровой счетчик 14, в котором и происходит регистрация значения отношения сигнал/помеха. Таким образом, изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства, т.е. измерять как отношение сигнал/помеха на выходе приемного устройства РЛС, так и электрическую контрастность на выходе видеоусилителя телевизионного приемника. Кроме того, линейная зависимость выходной величины позвбляет повысить точность измерения отношений и быстродействие предлагаемого устройства за счет измерения за один цикл зондирования или за один цикл строчной развертки. Формула изобретения Устройство для измерения отноше|ния сигнал/помеха, содержащее последовательно соединенные первый клапан и первый запоминающий блок, а также блок сравнения и генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей, в него введены в торой и третий клапаны, второй запоминающий блок, формирователь, триггер, интегратор, формирователь единичного интервала, формирователь разностного интервала, вентиль и счетчик, причем первые входы первого и второго клапанов соединены со входом устройства, вторые входы соединены соответственно с первым и вторым выходами формирователя, выход второго клапана соединен со входом второго запоминающего блока, выход первого запоминающего блока, выход первого запоминающего блока соединен с первым входом интегратора, динен с первым входом интегратора, выход второго запоминающего блока соединен с первым входом блока сравнения, а второй его вход соединен с выходом интегратора, выход блока сравнения соединен с первым входом триггера, вход формирователя соединен со входом устройства для стробирующегр. импульса, а его третий выход соединен со вторым входом триггера и входом формирователя единичного интервала, выход триггера- соединен со входом третьего клапана и первым входом формирователя разностного интервала, ко второму и третьему входам интегратора подключен третий клапан, выхой формирователя едйнич-ного интервала соединен со вторым входом формирователя разностного интервала, выход которого подключен к первому входу вентиля, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход вентиля соеинен со Входом счетчика. Источники информации, ринятые эо внимание при экспертизе 1.Зарубежная радиоэлектрониа, 1961, 8, с. 64, рис. 9. 2.Авторское свидетельство СССР 322732, кл. G 01 R 29/12, 10.03.70 (прототип).