Устройство для измерения максимальной и реальной чувствительностей радиоприемника

 

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ И РЕАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАДИОПРИЕМНИКА, содержащее генератор сигнала, выходом соединенный через управляемый аттенюатор с первой выходной клеммой устройства, входная клемма которого соединена с входами полосового и режекторного фильтров, выход первого из которых соединен с входом блока автоматической установкивыходного напряжения, а выход второго - с входом преобразователя напряжения, первый выход блока автоматической установки напряжения соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, а второй выход - с сигнальным входом блока цифровой индикации, входом синхронизации соединенного с третьим выходом блока автоматической установки выходного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия измерений, в него введен функциональный преобразователь , первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения , второй вход - с сигнальным входом блока цифровой индикации, а выход - с индикаторным входом блока цифровой индикации, при этом блок автоматической установки выходного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных компаратора, блока синхронизации и блока управления аттенюатором, первый вход компаратора соединен с входом упомянутого блока , а его второй вход является входом опорного сигнала, 2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю.щ е е с я тем, что, с целью, повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные регистр последовательных приближений , двоичные делители и сумматор, i второй компаратор, второй источник опорного сигнала и блок управления КЛ коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, при этом второй вход сумматора соединен с выходом второго компаратора, один из входов которого подключен к выходу второго источника опорного сигнала, а другой вход - к второму выходу пре образователя напряжения, выполненного с дополнительным выходом, третий 05 вход сумматора соединен с выходом функционального преобразователя и с эо управляющим входом двоичных делитеэо лей, вход регистра последовательных приближений соединен с вторым выхо4 СД дом блока синхронизации, выполненного с двумя дополнительными выходами, третий выход блока синхронизации под ключен к управляемому, входу блока Управления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника , входом соединенного с выходом полосового фильтра, а выходом .с второй выходной клеммой устройства, вь1ход сумматора соединен с вторым входом блока управления аттенюатором, выполненного с дополнительным входом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„106884 А

3(50 0 01 R .29 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

БИ.БАМА,rp

Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3302375/18-21 (22) 19.06.81 (46) 23.01.84. Бвл. Р 3 (72) П.П. Видениекс, Е .А. Галаган и B.Ý. Пекаревич (71) Рижское производственное объединение ВЭФ им. В.И. Ленина и Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 621.317.73(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 632963, кл. 0 01 Н 21/00, 1976.

2. Авторское свйдетельство СССР

9 744372, кл. G 01 R 29/00, 1978 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ И РЕАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАЦИОПРИЕМНИКА, содержащее генератор сигнала, выходом соединенный через управляемый аттенюатор с первой выходной клеммой устройства, входная клемма которого соединена с входами полосового и режекторного фильтров, выход первого из которых соединен с входом блока автоматической установки выходного напряжения, а выход второго — с входом преобразователя напряжения, первый выход блока автоматической установки напряжения соединен с управляющим входом управляемого аттенватора, а второй выход - с сигнальным входом блока цифровой индикации, входом синхронизации соединенного с третьим выходом блока автоматической установки выходного напряжения, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерений, в него введен функциональный преобразователь, первый вход которого соединен с выходом греобразователя напряжения, второй вход — с сигнальным входом блока цифровой индикации, а выход — с индикаторным входом блока цифровой индикации, при этом блок автоматической установки выходного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных компаратора, блока синхронизации и блока управления аттенюатором, первый вход компаратора соединен с входом упомянутого блока, à его второй вход является входом опорного сигнала.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а в,щ е е с я тем, что, с целью . повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные регистр последовательных приближений, двоичные делители и сумматор, второй компаратор, второй источник cg

Ю опорного сигнала и блок управления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, при этом второй вход сумматора соединен с выходом второго компаратора, один из входов которого подклвчен к выходу второго источника опорного сигнала, а другой вход — к второму выходу пре образователя напряжения, выполненного с дополнительным выходом, третий вход сумматора соединен с выходом функционального преобразователя и с управляющим входом двоичных делителей, вход регистра последовательных приближений соединен с вторым выходом блока синхронизации, выполненного с двумя дополнительными выходами, третий выход блока синхронизации под. клвчен к управляемому входу блока

Управления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, входом соединенного с выходом полосового фильтра, а выходомс второй выходной клеммой устройства, выход сумматора соединен с вторым входом блока управления аттенюатором, выполненного с дополнительным входом.

1068845

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения максимальной и реальной чувствительностей радиоприемников.

Известно устройство для измерения чувствительности приемника, содержащее генератор сигналов, на выходе которого включен управляемый аттенюатор, анализатор выходных сигналов приемника., подключенный через дели- 10 тель, счетчик циклов анализа и алгебраический сумматор к блоку управления аттенюатором СП ., Недостатком устройства является значительная погрешность измерений, 15 обусловленная несоответствием методик измерений чувствительности, реализуемой этим устройством и предписанной требованиями госстандарта, поскольку в процессе оценки отношения сигнал - шум на выходе приемника не поддерживается стандартная выходная мощность, что приводит к нелинейному режиму работы УНЧ контролируемого приемника. 25

Кроме того, алгоритм адаптивного поиска уровня входного сигнала, реализуемый устройством, когда на очередном шаге поиска уровень сигнала изменяется на величину bU/n, где пномер цикла поиск b U - эона поиска уровня входного сигнала, не обеспечивается достаточное. быстродействие из-за переходных процессов в приемнике и в управляемом аттенюаторе, т.е. при достаточно большом количестве циклов поиска и необходимом для обеспечения точности, суммарное время измерения получается значитель-. ным. Недостатком устройства является также невозможность измерения макси- 40 мальной чувствительности приемников.

Наиболее близким к изобретению является устройство для .измерения реальнс и чувствительностй радиоприемника, содержащее генератор сигнала, 45 выходом соединенный через управляеьый аттенюатор с выходной клеммой устройчгтва, входная клемма которого соединена с входами полосового и режекторного фильтров„ выход полосового филь- о тра через блох автоматической установ- . ки выходного напряжения соединен с управляющим входом управляемого аттеню-. атора, с сигнальным входом блока циф ровой индикации, выход режекторного фильтра через преобразователь напряжения соединен с одним из входов хомпаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного сигна- ла, выход компаратора соединен с входом блока управления регулятором громкости радиоприемника, два других выхода компаратора через соответствующие блоки задержки и.элемент совпадения соединены с вторым входом блока цифровой индикации t:23. 65

Недостаткам известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью временного усреднения шумового сигнала при каждой установке уровня выходного сигнала радиоприемника, осуществляемой автоматически по- результатам сценки отношения сигнал — шум.

Пелью изобретения является повышение быстродействия и точности измерений, Поставленная цель достигается тем, чта в уатройства для измерения максимальной и реальной чувствительности радиоприемника, содержащее генератор .сигнала, выходом. соединенный через управляемый аттенюатар с первой выходной клеммой устройства, входная клемма которого соединена с входами полосового и режекторнага ,фильтров, выход первого иэ которых соединен с входом блока автоматической установки .выходного напряжения, а выход второго — с входом преобразователя напряжения, первый выход блока автоматической установки напряжения соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, а второй выход — с сигнальным входом блока цифровой индикации, входом синхронизации соединенного с третьим выходом блока автоматической установки выхадного напряжения, введен функцианальный преобразователь, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения, второй вход— с сигнальным. входом блока цифровой индикации, а выход - с индикаторным входом блока цифровой индикации, при этом блок автоматической установки выходного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных компаратора, блока синхронизации и блока управления аттенюатором, первый вход кампаратара соединен с входом упомянутого блока, а ега второй вход является входом опорного сигнала.

Кроме того„ в устройство дополнительно введены последовательна соединенные регистр последовательных приФлижений, двоичные делители и сумматор, второй компаратор, второй .источник опорного сигнала и блок . управления коэффициентом.усиления низкочастотного тракта радиоприемника, при этом второй вход сумматора соединен с выходом второго компаратора, один из входов которого подключен х выходу второго источника опорного сигнала, а другой вход - к второму выходу преобразователя напряжения, выполненного с дополнительным выходом, третий вход сумматора соединен с выходом функционального преобразователя и с управляющим входом двоичных делителей, вход .регистра последовательных приближений соединен с вторым выходом

1068845 блока синхронизации, выполненного с двумя дополнительными выходами, третий выход блока синхронизации подклю.— чен к управляемому входу блока управления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, входом соедйненного с выходом полосоsoro фильтра, а выходом — с второй выходной клеммой устройства, выход сумМатора соединен с вторым входом блока управления аттенюатором, выпол-(0 ненного с дополнительным входом.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 . сигнала, выходом соединенный с .вхо- 15 дом управляемого аттенюатора 2, контролируемый радиоприемник 3, .функциональный преобразователь 4, блок

5 управления аттенюатором, полосовой фильтр 6, блок 7 автоматической установки выходного напряжения, первый компаратор 8, выходом соединенный с входом блока 9 синхронизации, режекторный фильтр 10, преобразователь

11 напряжения, блок 12 цифровой индикации, блок 13 управления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, входом соединенный с выходом полосового фильтра

6, сумматор 14, регистр 15 последовательных приближений, выходом соединенный с входом двоичных делителей 16, а входом --с вторым выходом блока 9 синхронизации, источник 17 опорного сигнала, выходом соединенный с одним из входов второго компаратора 18, первую и вторую выходные клеммы 19 и 20 и входную клемму 21.

Устройство работает в двух режи-, 4О мах.

В первом режиме осуществляется измерение максимальной чувствительности приемника. При этом блок 9 синхронизации отключает блок 13 и с помощью блока 5 управления аттенюатором устанавливает такое затухание управляемого аттенюатора 2, при котором на выходе полосового фильтра 6, настроенного на частоту модулирующего сигнала, появится напряже- Я ние, соответствующее стандартной выходной мощности. Это напряжение он:Ределяется напряжением ц, от перво го источника 17 опорного сигнала.

При превышении сигналом напряжения срабатывает первый компаратор 8 и через блок 9 синхронизации выдается команда на блок 12 цифровой индикации, где индицируется значение максимальной чувствительности, по- 60 ступающее .от блока 5 управления аттенюатором. Это же значение поступает на второй вход функционального преобразователя 4. Одновременно напряжение собственных шумов с выхода 65 радиоприемника 3 через режекторный. фильтр 10 поступает на преобразователь 11 напряжения, где происходит. детектирование и усреднение шумов с требуемой точностью. Постоянное напряжение, пропорциональное действующему напряжению шумов с первого выхода преобразователя 11, поступает на первый вход функциональноГо преобразователя 4. На выходе функционального преобразователя 4 формируется. сигнал, определяемый выражением

Р Ем Рь .ам

> p

f (De» ) где Ep = Иц -D4„ — значение реальной чувствительности

Р „= Г(Р „„,.) — отношение сигнал— шум .на входе приемника, .соответг ствующее заданному отношению

РчькМа сигнал— шум на выходе ра-. диоприемникау

F< = U+ D » — значение максимальной чувствите льно сти

Рщ — значение шумов, приведенное к входу эффективного напряжения шумов приемника;

Р „= f (D „) — табулированные .значения отношения сигнал - шум на входе приемника, связанные сле-: дующей функциональной зависимостью с отношением сигнал - шум на выхо.де радиоприемника; 3.

Р—.ЪЬт/Ч (1 ф 1 I (Dsy. ) +

2 4 где I, и Iq — функции Бесселя нулевого и первого порядка.

Табулированные значения Р „ записаны в постоянное запоминающее устройство Функционального преобразова теля, реализованного на микро-ЭВМ.

Сигнал F.ре с выхода функццональйого преобразователя регистрируется на индикаторе блока 12 цифровой индикации.

Время изменения максимальной чувствительности значительно меньше времени изменения реальной чувствительности, так как время измерения отношения сигнал — щум g на выходе радиоприемника регистрируется только один раз, а не многократно. Иетоди1068845 ческая погрешность измерения реальной чувствительности устройства около 20%. В случаях, когда необходимо повысить точность измерения эа счет снижения быстродействия, используется второй режим работы. 5

В этом режиме работы по команде от блока 9 синхронизации включается блок 13 управления коэффициентом усиления низкочастотного тракта радиоприемника, поддерживающий напря- .10 жение на выходе полосового фильтра

6 на уРовне, соответствующем стандартной выходной мощности при значительных изменениях входного сигнала радиоприемника 3. Изменение коэффи- j5 циента усиления в низкочастотном тракте радиоприемника может быть осуществлено путем шунтирования его входа электронно управляемым сопротивлением. Одновременно в сумматор ..щ

14 иэ запоминающего устройства функционального преобразователя 4 поступает сигнал, соответствующий реальной чувствительности радиоприемника, измеряемой в первом режиме работы. j5

По этому сигналу блок 5 управления аттенюатором устанавливает соответствующее затухание на аттенюаторе 2.

Поскольку отличие этого входного сигнала от истинного значения. реальной чувствительности не превышает

20%» то в дальнейшем изменение уровня выходного сигнала может производиться в интервале, составляющем

1/5 от значения, записанного в запоминающем устройстве функционального преобразователя 4. Ограничение зоны поиска осуществляется в- делителе 16.

При этом уровень -сигнала изменяется в соответствии с алгоритмом 0 . 40 и+ = и- 2и 1к и - зМ1 где ЬНзона максимального отклонения сигнала; определя" емая погрешностью измере- 45 ния в первом режиме работы, заданное отношение сигналшум текущее значение отношения сигнал — шум; 50 уровень испытательного сигнала на и-м шаге приближения. ма

Рп

Чо командам из блока 9 синхрониза.ции регистр 15 последовательных при- 35 ближений вырабатывает величину вида 1-/2®, где п - номер цикла поиска, которая поступает на первый вход .делителя 16, на второй вход которого.поступает информация с выхода 60 функционального преобразователя 4.

На выходе делителя 16 образуется величина ьU/2, которая поступает на один иэ входов сумматора 14. Напряжение собственных шумов с выхо- 65 да радиоприемника 3 через режекторный фильтр 10 поступает на преобразователь 11 напряжения, где оно детектируется и усредняется, Время усреднения в этом случае значительно меньше, чем в первом режиме работы, что обусловлено малостью величины h U. С второго выхода преобразователя 11 сигнал поступает на вход второго компаратора 18, сравнивающего его значение с опорным напряжением, которое поступает от второго источника 17 опорного сигнала.

Это напряжение соответствует заданному значению отношения сигналшум на выходе радиоприемника 3.

В зависимости от того, больше или меньше отношение сигнал — шум заданного с выхода компаратора 18, на управляющий вход сумматора 14 поступает сигнал уменьшить или увеличить содержимое сумматора 14 на величину ьц/2" . Соответствующая величина на его выходе с помощью блока 5 управления аттенюатором изменяет уровень на выходе аттенюатора 2. Как правило, для достижения погрешности измерения 5Ъ достаточно 3-4 циклов приближения, т.е. n = 3-4. уточненное значение реальной чувствительности поступает через блок 5 управления аттенюатором на блок 12 цифровой индикации и инднцируется.

Методическая погрешность второго режима работы определяется интерва1 лом времени на котором происходит усреднение шумов приемника при оценке его текущего отношения сигнал шум на выходе 13>. Инерционность управляемого аттенюатора, селективных цепей, а также блока 13*определяет время усреднения шумов Т. . Погрешность измерений связана с .Т р

P.>

rr Т„ где Пщ - полоса шума.

При Т 0 ошибка возрастает, однако. абсолютное значение ее не может превысить ьБ, т.е. абсолютной погрешности измерения в первом режиме работы. Поскольку Тд,Э / О, общая абсолютная погрешностй устройства определяется

hU

Необходимое количество шагов ириблйжения определяется из условия требуемой точности измерения а0.. KU

Ещ т у 2 . —. в откуда

1и2

1068845

Составитель Л. 1Франов

Техред А.Вабинец Корректор А. Ференц

Редактор О. Юрковецкая

Заказ 11457/40 Тирам 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ приведенных формул, уже при малых и обеспечивается значительное уменьшейие зоны разброса абсолютной погрешности измерения реальной чувствительности.

Одновременное измерение макси-мальной чувствительности и собственчых шумов приемника позволяет получить путем функционального преобразования значение реальной чувствительности. Апаптнвный поиск в зоне полученного значения реальной чувствительности позволяет почти на порядок уменьшить количество циклов поиска, что соответственно повыаает быстродействие.