Измеритель отношения сигнал/шум

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ по авт. св. 1038890, о т личающийся тем, что, с целью повьаления точности измерений, в него введены (л дополнительных полосовых фильтров, входы которых подключены к выходу сукматора, а выходы - к его дополнительным m входам соответственно.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) < 01 R 29 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н NOTOPCNONIV CCEOCTINCTOV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

° ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТМЙ (61) 1038890

1 (21) 3601902/24-21 (22) 07 ° 06 ° 83 (46) 15 ° 12 ° 84, Бюл, Р 46 (72) Б.М.Богданович, В.В.Кандыбин, М.П.ФЕдоринчик и Н.Й.Шатило (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро с опытным производством Минского радиотехнического института и Минский радиотехнический институт (53) 621 ° 317.61 (088 ° 8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 1038890, «л. G 01 R 29/26, 1983

„„SU„„А (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ по авт. св. 9 1038890, о т личающийся тем, что, с. целью повьааения точности измерений, В НЕГО ВВЕДЕНЫ III ДОПОЛНИтЕЛьнЫх ПОлосовых фильтров, входы которых подключены к выходу сумматора, а выходы — к его дополнительным m входам соответственно.

1129564

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения сигнал/шум в радиотехнйческих устройствах.

По основному авт. св. Р 1038890 известен измеритель отношения сигнал/шум, содержащий последовательно включенные полосовой фильтр, сумматор и делительный блок, выход кото,рого соединен с управляющим входом регулируемого усилителя, включенного между выходом сумматора и входом полосового фильтра, выход которого соединен с вторым входом делитель1 ного фильтра, выход которого соеди нен с вторым входом делительного 15 блока flj .

Укаэанный измеритель по сравнению с известными обеспечивает более высокие точностные характеристики в широком диапазоне измеряемых величин ° Однако эти преимущества могут быть реализованы только при контроле устройства с линейными или близкими к линейным передаточными характеристиками. В случае нелинейной передаточной характеристики контролируемого объекта в выходном сигнале появляются гармонические составляющие основного сигнала, искажающие результат измерений отношения сигнал/шум, что является недостатком измерителя.

Кроме того, этот измеритель характеризуется низкой точностью измерений в случае многосигнального воздействия на контролируемый объ- 35 ект, характерного для автоматизированных систем контроля. Например, когда на вход контролируемого радиоприемника воздействует одновременно много сигналов различных частот, 40 создающие на его выходе наряду с основным значительное число, помеховых сигналов, причем мощность многих из них значительно превышает мощность шумов. При этом погрешност 45 измерения сигнал/шум устройством будет недопустимо большой.

Цель изобретения — повышение точности измерений отношения сигнал/ шум е

Поставленная цель достигается 50 тем, что в измеритель отношения сигнал/шум введены щ дополнительных полосовых фильтров, входы которых подключены к выходу сумматора, а выходы — к его дополнительным rn вхо- 55 дам соответственно. .На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит сумматор 1, регулируемый усилитель 2, делитель- 0 ный блок 3, полосовой фильтр 4, m дополнительных полосовых фильтров 5, при этом выход сумматора 1 через последовательно соединенные делительный блок 3, регулируемый усили- g5. тель 2 подключен к входу полосового фильтра 4, выход которого подключен к вторым входам сумматора 1 и делительного блока 3. Кроме того, выход сумматора 1 подключен ко второму входу регулируемого усилителя 2 и ко входам т дополнительных полосовых фильтров 5, выходы которых подключены соответственно к п1 дополнительным входам сумматора 1, причем первый вход сумматора 1 является входом устройства, а выходом устройства является выход блока 3.

Измеритель работает следующим образом.

Входной сигнал, содержащий основной сигнал, сигналы помех и шум, складывается в сумматоре 1 с выходным напряжением полосового фильтра

4. Это напряжение представляет собой выделенный из смеси сигналов и шума основной сигнал, фаза которого сдвинута на 180 относительно основного сигнала на входе сумматора. В результате сложения на выходе сумматора 1 осуществляется компенсация основного сигнала. Аналогично при помощи дополнительных полосовых фильтров 5 осуществляется компенсация сигналов помех, включая гармонические составляющие основного сигнала. В итоге на выходе сумматора 1 выделяется напряжение шумов с остатками основного и помеховых сигналов.

Параметры полосовых фильтров 4 и 5 выбираются таким образом, чтобы мощность остатков сигналов была значительно меньше мощности шумов и практически не влияла на результат измерений. Величина отношения .сигнал/шум вычисляется в делительном блоке путем деления отфильтрованного напряжения основного сигнала с выхода полосового фильтра 4 на напряжение шума с выхода сумматора 1. Напряжение с выхода делительного блока поступает на вход регулируемого усилителя 2 и изменяет его коэффициент усиления прямо пропорциочально отно-> шению сигнал/шум. При этом стабилизируется отношение сигнал/шум на входе полосового фильтра, что позволяет расширить диапазон измеряемых величин отношения сигнал/шум в сторону больших значений.

Оценить выигрыш в точности измерений предлагаемым измерителем по сравнению с устройством-прототипом можно следующим образом.

Предполагают в первом приближении, что делительный блок 3 не вносит погрешности в Ъзмерения, тогда устройство-прототип измеряет отношение сигнал/шум в соответствии со следующей формулой

1129564 метров контролируемого радиоприемника уровни входных сигналов помех в этой системе выбираются таким образом, чтобы соотношения 0,/. 0 были не меньше 3...5 для простоты а>.али5 за предполагают, что уровни помеховых сигналов равны между собой и количество их не превышает .т = 6.

В предлагаемом устройстве параметры полосовых фильтров рассчиты10 ваются таким образом, чтобы мощность всех остаточных сигналов на выходе сумматора 1 была значительно меньше

У" "" шУмо (+0,.7g 1,0;..

15: 0,4 (это соответствует 5-20% погрешности).

При указанных условиях выигрыш в точности измерений предлагаемым устройством равен (2) и, S -=. 20 в Ов

=35 „230. líÒà ...î à1-f

Выигрыш в точности измерения отношения сигнал/шум предлагаемым .измерителем по сравнению с прототипом> равен 30

Количественно выигрыш оценивают 40, на примере автоматизированной системы котроля радиоприемников. Для достаточно точной оценки линейных параСоставитель Н.Михалев

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.Микеш Корректор A,Tÿñêo

Заказ 9445/36 Тираж 710 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 где ll и U„; — среднеквадратичное значение напряжения шумов и 1 -сй помехи соответственно;

0 — напряжение основного сигнала. действительное значение отношения, сигнал/шум определяется как

Отсюда погрешность измерения равна

Аналогичной формулой описывается погрешность и предлагаемого устройства .

: где 00 „, — напряжение остатка сигнала 1 -ой помехи на выходе сумматора 1 °

Использование изобретения позволяет получить значительный экономический эффект за счет сокращения времени контроля.

Большая погрешность измерений отношения сигнал/шум устройствомпрототипом (как и другими измерителями, основачными на параллельном анализе основного сигнала и шума) в условиях многосигнального воздействия на контролируемый объект заставляет производить измерение . этого параметра отдельно от других односигнальным методом, а предлагаемый измеритель позволяет контролировать отношения сигнал/шум одновременно с другими параметрами, что почти вдвое увеличивает произ водительность системы.