Устройство для измерения отношения сигнал/шум Советский патент 1982 года по МПК G01R29/26 

Изобретение относится к радио-. техническим измерениям и предназначено для измерения отношения сигнал/ шум смеси сигнала и шума.

По основному авт.св. № 808995 известно устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее один канал последовательно соединенных блока вычитания, двухпериодного выпрямителя и интегратора, выход интегратора подключен к входу аттенюатора, элемент И, между первым и вторым входами блока вычитания подключена линия задержки, к-1 параллельных каналов, каждый из которых состоит из последовательно сое-. диненных линий задержки, блока вычитания, двухпериодног о выпрямителя, интегратора, аттенюатора и элемента И, k-1 блоков сравнения, k-1 блоков запрет,, элемент ИЛИ и блок деления, причем входной сигнал подан на вход линии задержки и на второй вход вычитания первого канала, выход блока вычитания п{5едыдущего канала соединен с входами линии задержки и вторым входом блока вычитания последующего канала, входы блоков сравнения соединены с выходами аттенюаторов предыдущего и последующего

,каналов, входы блоков запрет соединены с выходами предыдущего и последующего блока сравнения, второй вход элемента И Первого канала соединен с выходом первого блока сравнения, выход элемента И первого канала соединен с первым входом блока деления и первьм входом элемента ИЛИ, выходы каждого элемента зап10рет подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ,выход которого подключен к второму входу блока Деления.

Основу работы устройства состав15ляет исключение из анализируемойсмеси сиг-нала и шума сигнальной компоненты и определение отношения оценок среднеквадратических отклонений смеси сигнала и шума- и выделенной

20 шумовой составляющей. При этом решение об исключении -сигнальной компоненты принимается при равенстве оценок средне-квадратических отклонений, вычисленных в соседних кана25лах обработки анализируемой смеси сигнала и шума.

Однако сравниваемые оценки (средне-квадратическое отклонение), вычисленные в каналах обработки, подвер30жены разбросу и этот разброс увеличивается при увеличении степени поли.нома, описывающего изменения во времени сигнальной компоненты.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем/, что в устройство лля измерения отношения сигнал/шум, содержащее k параллельных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первой линии задержки, первого блока вычитания, первого . . двухпериодного выпрямителя, интегратора, аттенюатора и элемента И, k-1 блоков сравнения, k-1 блоков запрет, элемента ИЛИ и блока деления, причем зходной клеммой является вход первой линии задержки и второй вход первогоблока вычитания . первого канала, выход первого блока вычитания предыдущего канала соединен с входом первой линии задержки и jBTOpbTM входом первого блока вычитания последующего канала, выходы аттенюаторов предыдущего и последующего каналов соединены с входами первых блоков сравнения, выход каждого из которых подключен к второму входу элемента И последующего канала, второй вход элемента И первого канала объединен с соответствующим входом элемента К второго канала, а выход соединён с первым входом блока деления и первым входом элемен- та ИЛИ, между выходами элементов И предьщущего и последующего каналов -подключе:ны элементы запрет; выходы которых соединенны с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого.подключен к второму входу блока деления, в каждый из 1 кана-, лов дополнительно введены последовательно соединенные вторая линия задержки, второй блок вычитания, второй двухпериодный вьтрямитель, сумматор, первый блок определения вероятности, квадратор и второй блок сравнения, к второму входу которого подключен второй блок определения вероятности, при этом вход линии задержки и второй вход второго блока вычитания объединены с входом первой линии задержки, к второму входу сумматора пйдключен выход первого двухпериодного выпрямителя этого же канала, а к входу второго блока определения вероятности подключен выход первого двухпериодного выпрямителя последующего канала, выход второго блока сравнения соединен с третьимвходом элемента И,а в устройство дополнительно введен k.+1-й канал, содержащий последовательно, соединенные линию задержки, блок вычитания и двухпериодный выпрямитель , выход которого подключён к входу второго блока определения вероятности 1t-ro канала, вход линии

задержки и в.торой вход блока вычитания, являющиеся входом канала, подключены к выходу ;-го канала.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Схема содержит линии задержки 1-1,1-2.. Л-1«,,2-1,2-2...,2--), блоки вычитания 3-1,3-2,..,, , 3-21с, , двухпериодные выпрямители 4-1,4-2,4-3,4-4,,.4-2k-l 4-21с,, сумматоры 5-1,5-2..,, 5-1С, интеграторы 6-1,6-2,,. ,б-К, . блоки, определения вероятности 7-1, ,7-3,7-4. .. ,,7-21, аттенюаторы 8-1,8-2,.. .8-k, квадраторы: 9-1, 9-2,,. .9-14, блоки сравнения 10-1 10-2, ., .,ll- 11-2,, . ., элементы И 12-1, 12-2 ..,, 12-1, элементы запрёт 13-1,13-2,,. ,, элемент ИЛИ 14 и блок деления 15,

Работа устройства состоит в сле.душщем. ..

,. Смесь сигнал/шум проходит последовательную обработку в блоках 3-1,3-2,3-3,3-4,. .3-1t, .вычитания при задержках в линиях 1-1, 1-2, . .. 1-1, задержки и зз линиях 2-1,2-2, .v,2-1 на время 2 к соответственно, гдер 1,2,3.,, .

Полученные в результате преобразований случайные процессы, по два в каждой последовательной цепи обработки v выпрямляют в соответствующих выпрямителях 4-1,4-2...4-3,4-4...42(-1,4-21, а выпрямленные процессы суммируются в сумматорах 5-1,5-2,... и один из них усредняют в интеграторах 6-1,6-2. ,.. б-Ч. в соответствующих Определителях вероятности 7-1,7-2,7-3,7-4. ..,21 путем сравнения суммарных выпрямленных процессов предшествующей цепи обработки и одного из выпрямленных процессов последующей цепи обработки с синхронно устанавливаемЕлми порогами ограничений Z определяют частость пре вышения значениями случайных процессов порогов Z. Частости выхода значений суммарных выпрямленных случайных . процессов за установленные пороги Z возводят в квадрат в квадраторах 9-1,9-2,,. .9-1 и сравнивают в блоках сравнения 10-1,10-2,...lO-fc с соответствующими частостями выпрямленного слз айного процесса, полученного в результате преобразований в последующей цепи обработки. Усредненные сигналы в каждой из параллельных цепей обработки нормируют в аттенюаторах 8-1,8-2,.. .B-k путем соответствующего ослабления, эквивалентного умножению среднего значения полученных It сигналов на нор

|Л7 1 мирующий коэффициент l( , 5 лученные результаты сравнивак)т в блоках сравнения 11-1, И-2-,,. .11-fcЕсли последний сигнал на исследуемом интервале анализа, равном временному интервалу усреднения, может быть описан полиномом т-ной степени, то равенство определяелолх оценок средн квадратичёского отклонения достигну то в т-ном и последующих каналах обработки смеси сигнал/шум. Сигналы равейства, сформированные блоками сравнения 10 и 11 открывают элементы И-12, разрешая прохождение соответствующей оценки средне-квадратическоГо отклонения шумового процесса., . ; . , . . . При этом наиболее эффективный И9 оценок средне-квадратического откло нения (GKO) шума, вычисленных в т-н и последующих каналах - оценка йаименьщего т-н6го канала. С целью вывода в блок деления 15 оценки СКО шума, отличающейся наи большей эффективйостью, вычисленные оценки .средне- квадратического отклонения шума проходят, через элементы запрет 13 только в случае отсутствия сигнала на выходе элемента . И 12 предществующего канала. При этом только оценка СКО шума;первого канала, в котором произошло совпадение йигналЬв в двух блоках, сравнения 10-т и 11-т проходит через элемент ИЛИ 14 на вход блока деления 15, На другой вход блока деления 15 поступает оценка СКО сигнала, измеренная в первом канале обработки смеси сигнала и шума. Делением двух оценок определяют оценку отношения сигнал/ шум,, , . . . . в предлагаемом устройстве для исключения ошибок сравнения оценок СКО шума в каналах обработки, обусловленных понижением эффективности этих оценок при повьоиении номера канала, -вводится дополнительный более сильный вероятностный критерий установления момента выделения шумового процесса и исключения сигналь ной составляющей. Устройство позволяет повысить точность измерения отношения сигнал/шум за счет более высокой тбчности определения момента,исключения сигнальной составляющей. Формула изобретения - . Устройство для измерения отношения сигнал/шум по авт.св.№ 808995, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в каждый изV -каналов дополнительно, введены последовательно соединенные вторая Линия задержкиу второй блок вычитания, второй двухпериодный выпрямительу сумматор, первый блок определения вероятности, квадратор и второй блок сравнения, к второму входу которого подключен второй блок определения вероятности, при этой вход второй линии задержки и второй вход второго блока вычитания объединёгы с входом первой линии задержки,. к второму входу сумматора подктаочен выход первого двухпериодного выпрямителя этого же канала,а к входу второго блока определения вероятности подключен выход первого двухпериодного выпрямителя последующего канала, выход второго блока сравнения соединен с тр етьим входом элемента И, а в устройство дополнительно введен (k+l)-и канал, содержащий последовательно соединенные линию задержки, блок вычитания и- дВухпериодныйjвыпрямитель, выход которого подключен к входу второго блока определения вероятности ;-го канала, вход линии задержки и второй вход .блока вычитания, являющиеся входом (k+1)-го канала, подключены к выходу 1.го канала. Источники Информации, принятые во внимание йрй экспертизе I. Авторское свидетельство СССР 8089;95, кл. G 01 R 29/26, 1980.