Устройство для измерения отношения сигнал/шум
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ, содержащее по следовательно соединенные генератор , перемножитель и интегратор, полосовой фильтр, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом делительного блока, отличаю-щ ее ся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены режекторный фильтр, дифференциатор и фильтр верхних частот, включенный между выходом интегратора и вторым входом делительного блока, при этом вход полосового фильтра через последовательно соединенные режекторный фильтр и дифференциатор соединен с вторым входом перемножителя.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТ) НЕО(ИХ
РЕСПУБЛИН (l 9) () 1) (g()4 G 01 R 29/26
1 ,1
1 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3702387/24-21 (22) 14.02.84 (46) 15.08.85.Бюл. )! 30 (72) N.Ï.Ôåäoðèí÷èê и В.В.Кандыбин (71) Минский радиотехнический институт (53) 621.317.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 112350, кл. G:01 R 29/04, 1954.
Авторское свидетельство СССР
У 5!8741, кл. G 01 R 29/26, 1976. (54) (5 7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ, содержащее последовательно соединенные генератор, перемножитель и интегратор, полосовой фильтр, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом делительного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены режекторный фильтр, дифференциатор и фильтр верхних частот, включенный между выходом интегратора и вторым входом делительного блока, при этом вход полосового фильтра через последователь но соединенные режекторный фильтр и дифференциатор соединен с вторым
O входом перемножителя. е
1173354
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения отношения сигнал/шум (ОСШ ) в радиотехнических устройствах. 5
Целью изобретения является повышение точности измерения ОСШ за счет такого преобразования напряжения шума, которое позволяет учесть форму его частотного спектра и одновремен- 10 но исключить влияние помех и гармоник сигнала путем выбора частоты ы „ таким образом, чтобы выборки шума на.ходились в частотных интервалах между помехами и гармониками сигнала, 15
На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. . Устройство содержит генератор I, перемножитель 2, интегратор 3, полосовой фильтр 4, делительный блок 5, 20 режекторный фильтр б, дифференциатор .
7, фильтр верхних частот 8, при этом последовательно соединенные генератор, перемножитель, интегратор и фильтр верхних частот еоединены с входом 25 делительного блока, другой вход которого, объединенный с входом режекторного фильтра, является входом устройства, причем выход режекторного фильтра через дифференциатор соединен 10 с другим входом перемножителя.
Рассмотрим функции, выполняемые основными структурными элементами устройства.
Генератор 1 формирует опорное на- З5 пряжение прямоугольной формы для перемножителя 2. Интегратор 3 подавляет высокочастотные составляющие переменного напряжения, находящиеся вьппе частоты, задаваемой пос- 40 тояиной времени интегрирующей цепи, Полосовой фильтр 4 пропускает по-. лезный сигнал на вход делительного блока 5. Режекторный фильтр 6 подавляет полезный сигнал и пропус- 45 кает напряжение шумов на вход дифференциатора 7, который производит операцию дифференцирования над напряжением шума. Фильтр верхних частот не пропускает низкочастотные 50 составляющие выходного напряжения интегратора 3. Делительный блок 5 осуществляет операцию вычисления величины отношения напряжения полезного сигнала с выхода полосового 55 фильтра 4 к напряжению, поступающему с выхода фильтра верхних частот 8.
Устройство работает следующим образом.
Входная смесь сигнала и шума разделяется с помощью полосового фильтра 4 и режекторного фильтра 6 на напряжения сигнала и шума соответственно. Напряжение сигнала поступает непосредственно в делительный блок 5, а напряжение шума дифференцируется по времени дифференциатором 7, а затем перемножается с опорным напряжением генератора 1 в перемножителе 2. Из выходного напряжения перемножителя 2 выделяется полоса частот с помощью интегратора
3 и фильтра верхних частот 8, Это напряжение, эквивалентное входному напряжению шума, поступает в делительный блок, где производится вычисление величины ОСШ, Введение режекторного фильтра, дифференциатора и фильтра верхних частот позволяет существенно повысить точность измерения величины
ОСШ.
Коэффициент передачи части уст- . ройства, производяшей обработку шумового напряжения, можно записать
K os, К РРь К< где К,К, Кз и Ks - соответственно коэффициенты передачи дифференциатора 7, пе ремножителя 2, интегратора 3 и фильтра верхних частот 8.
Коэффициент передачи дифференцирующего звена
llew (N)l= ц) + где ы - текущее значение частоты; о — частота полюса.
На практике обычно используется участок частотной характеристики много меньше о(, т.е. ы ((о . Тогда
f К„(ыЦ "- —"
Коэффициент передачи перемножителя, работающего с прямоугольным управляющим (опорным )напряжением одной полярности
К (t)=К „— (1+sign Sinы,„t), l где К„ — коэффициент усиления перемножителя, signSin(t) ton
®on
Разложив
Фурье, 2ы К O,(y, Й)
+ 9; -К().,„ ) 11„ Ц 0. s) ) <+ V. ), i=-1
3В(ц1) f
Составитель Н,Михалев
Техред С.Мигунова Корректор М,Пожо
Редактор А.Гулько
Заказ 5047/45 Тираж 748 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 сигнум-функция, .принимающая значения +1 или
-I н соответствии со знаком напряжения Sin(tr,„t частота первой гармоники опорного напряжения. сигнум-функцию в ряд
I можно записать выражение для коэффициента передачи перемножителя 2
К (<)=k (К= 1, ...
Представив шумовое напряжение на входе дифференциатора 7 н виде можно найти напряжение на выходе перемножителя 2
О И1.() (tl 1=1 ° 1+: — з1пкц) t = — „К ° и К=1,м .. -" 1=1 2ц)К (1. Юп (ы t + It ) 2 (ccc (lc t К=1З S.. + (К())оп )-«s((t).1+(+ Кш t )), 173354 4 С учетом того, что интегратор 3 и фильтр верхних частот 8 ослабляют высокие и низкие частоты, образуя полосоной фильтр с коэффициентом 5 передачи ) К (ш)),частью слагаемых I можно пренебречь К (ш))2()К О. — J1oL К Ê1,3,5.. 1О 1 1 К("сп ) Исходя из того, что К = tt) ©on Последнее выражение представляет собой запись шумового напряжения, 25 взятого н ниде узких полос (выборок) шума вблизи нечетных гармоник частоты ыопи перенесенное в частотную область, ограниченную частотными характеристиками интегратора 3 и фильт.ра верхних частот 8 (лР). Это напря-. жение пропорционально уровню входно го напряжения шума с коэффициентом пропорциональности, равным
