Измеритель отношения гармонического и фазоманипулированного сигналов к шуму в каналах связи

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1337834 А1 ц1) 4 G 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4050028/24-21 (22) 07.04.86 (46) 15.09.87. Бюл. ¹- 34 (72) Л.М.Кении (53) 621.317.75(088.8) (56) Бурунсузян Э.С. Знаковый коррелятор как индикатор отношения с/ш.

Радиотехника и электроника, 1968, т ° 8, ¹ 2, с. 268.

Авторское свидетельство СССР № 580651, кл. G 01 R, Н 04 В 3/46, 1977, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ГАРМОНИЧЕСКОГО И ФАЗОМАНИПУЛИРОВАННОГО СИГНАЛОВ

К ШУМУ В КАНАЛАХ СВЯЗИ (57) Изобретение относится к технике связи. Измеритель (И) отношения гармонического и фазоманипулированного сигналов к шуму в каналах связи содержит антенну 1, линейный тракт 2 приемника, ограничитель 3, синхронно-фазовый детектор 4, ограничитель

5, усреднитель 6, блок 7 запоминания, индикатор 8 отношения сигнал/шум, одновибратор 9, блок 1О сброса, компараторы 11, 14, 16, элемент ИЛИ 12, элементы И 13, 18, инвертор 15, линию 17 задержки. Расширяются функциональные возможности И и упрощается его устройство. 3 ил.

1337834

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в измерительной технике для измерения отношений фаэоманипулированных и гар5 монических сигналов к гауссовому шуму .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем измерения отношения сигналов к 1р э шуму для непрерывных сигналов и упрощение устройства путем исключения канала приема сигнала синхронизации за счет использования фазовых характеристик смеси сигнала и шума, 15

На фиг ° 1 представлена структурная электрическая схема измерителя отношения гармонического и фазоманипулированного сигналов к шуму в каналах связи, на фиг. 2 — структурная элект- 20 рическая схема синхронно-фазового детектора, на. фиг, 3 — графические зависимости среднего значения фазы смеси сигнала и шума от отношения q сигнал/ruyM (I — сигнал ФМ, II — сиг- 25 нал гэри.).

Измеритель состоит из последовательно соединенынх антенны 1, линейного тракта приемника 2, ограничителя 3, синхронно-фазового детектора ЗО

4, ограничителя 5, усреднителя 6, блока 7 запоминания и индикатора 8 отношения сигнал/шум, а также одновибратора 9, блока 10 сброса, первого компаратора 11, элемента ИЛИ 12, 35 первого элемента И 13, второго компаратора 14, инвертора 15, третьего компаратора 16, линии 17 задержки, второго элемента И 18, при этом входы всех трех компараторов 11, 14 и 16 подключены к выходу усреднителя 6, выход первого компаратора 11 через первый элемент И 13 подключен к одному из входов выбора шкалы индикатора 8 и первому входу элемента ИЛИ 12, выход которого через одновибратор 9 и блок 10 сброса подключен к первому и второму упраыляющим входам блока 7 запоминания, выход второго компаратора 14 подключен к второму входу первого элемента И 13, а через инвертор 15 — к первому входу второго элемента И 18, второй вход которого через линию 17 задержки подключен к выходу третьего компаратора 16, а выход — к второму входу выбора шкалы индикатора 8.

Синхронно-фазовый детектор 4 состоит из фазового детектора 19, усилителя 20 постоянного тока и электрически управляемого генератора 21, вход которого подключен на второй вход фазового детектора 19, выход которого соединен с входом усилителя

20, а выход усилителя 20 подключен на вход управляемого генератора 21.

Измеритель работает следующим образом.

В начальный момент блок 10 сброса приводит блок 7 запоминания в исходное состояние — вход закрыт, элемент памяти разряжен. Сигнал и шум принимаются антенной 1 и приемником 2.

На выходе ограничителя 3 синхроннофазовый детектор 4 настраивается с точностью до фазы на частоту суммарного сигнала и шума. На выходе синрсронно-фазового детектора 4 формируется сигнал, результирующий фазы смеси сигнала и шума. Этот сигнал ограничивается с помощью второго ограничителя 5, усредняется усреднителем 6 и поступает на входы компараторов, выходы которых в исходном состоянии соответствуют уровню "0" ° Компаратор

16 имеет самый низкий пороговый уровень сравнения U„, соответствующий !!! верхнему пределу измеряемых отношений гармонического сигнала к шуму (q фиг. 3). Компаратор 14 имеет средний уровень сравнения U, компаратор 11 имеет высокий уровень сравнения U, соответствующий минимальному значению измеряемых отношений фазоманипулированного (ФМ) сигнала к шуму.

Если компаратор 16 включился, а компаратор 14 не включился, то на выходе элемента И 18 появляется единичный уровень и включается шкала

"Сигнал гарм." индикатора 8 отношения сигнал/шум. Одновременно сигнал с элемента И 18 через элемент ИЛИ 12 запускает одновибратор 9 и открывает блок 7 запоминания на требуемое время

Т. Величина отношения сигнал/шум регистрируется на шкале "Сигнал !! гарм.

Если включились компараторы 14 и 16, а компаратор 11 не включился, то сигнал на выходах элементов И 13

И 18 отсутствует. Это соответствует случаю наличия только шума или отношения сигнал/шум меньше мин

Если включились все три компаратора, то на выходе элемента И 13 появляется сигнал, который включает

1337834 (2) 45

55 шкалу "Сигнал ФМ" индикатора отношения сигнал/шум и через элемент

ИЛИ 12 и одновибратор 9 включает запоминающий блок 7. Величина отношения сигнал/шум регистрируется на шкале "Сигнал ФМ".

Измерение отношения сигнал/шум и определение вида сигнала основывается на различных зависимостях среднего значения результирующей фазы для гармонического и фазоманипулированного сигналов.

Среднее значение результирующей фазы суммы ФМ-сигнала и шума определяется выражением

Jt ш(Ч/q) = J Ч (4(Ч/q) сх Ч, (1) о где 14(Ч/q) = Р, W, (p/q) + (1

Р, ) W,(V/q) — плотность верояткостей значений результирующей фазы суммы фазоманипулированного сигнала и шума при условии, что отношение сигнал/шум равно q

P — вероятность единичных значений кода ФМ сигнала, w,(/q), М7(Ч /q) — плотности вероятностей значений результирующей фазы для единичных и нулевых значений кода ФМсигнала и гауссова шума соответственно.

Плотность вероятностей значений результирующей фазы ФМ-сигнала для единичного состояния кода сообщения

1 з И

1Г2

s2/2 х(ф (qcosg) — 1) е sin Ч, 7 7 где Ф (2) = J dt, 2 )

q = А/a — отношение амплитуды сигнала (А) к среднеквадратическому значению напряжения шума (Q .

Для гармонического сигнала и шума плотность вероятностей значений результирующей фазы равна 7 2 .7 — — Sin Ч о,cog Ч Е

W(f(q)= — е - ф(ссБЧ)е

2 ) 4ТГ

Зависимость среднего значения результирующей фазы суммы ФМ-сигнала и шума имеет возрастающ ш характер от отношения сигнал/шум, а для суммы гармонического сигнала и шума имеет падающий характер (фиг. 3).

Для устранения неоднозначности при измерении отношения сигнал/шум используется логическая трехпороговая схема сравнения, котороя позволяет автоматически определить наличие сигнала при q > q,„ и вид сигнала.

Логическая трехпороговая схема выполняется на типовой элементной базе и включает компараторы, элементы И, ИЛИ. Величина задержки в линии 17 выбирается равной половине длительности элемента сообщения. Блок 10 сброса синхронизируется передним фронтом сигнала с выхода элемента ИЛИ 12 или управляется вручную.

Структурная схема синхронно-фазофого детектора приведена на фигг 2 и реализуется на известных аналоговых элементах. Блок запоминания может быть выполнен в аналоговом виде (пиковый вольтметр) или на основе аналого-цифрового преобразования. Индикатор отношений сигнал/шум в простейшем случае представляет собой стрелочный прибор с двумя шкалами для отсчета отношения сигнал/шум в случае фазоманипулированного и гармонического сигналов, а указатели шкал лампочки подсвета.

Формула изобретения

Измеритель отношения гармонического и фазоманипулированного сигналов к шуму в каналах связи, содержащий последовательно включенные антенну, линейный тракт приемника и первый ограничитель, а также усреднитель и инвертор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения измерителя, в него введены синхроннофазовый детектор, второй ограничитель, блок запоминания, три компаратора, линия задержки, два элемента И, элемент ИЛИ, блок сброса и двухшкальный . индикатор отношения сигнал/шум, содержащий указатели шкалы "Сигнал гарм." и "Сигнал ФМ", при этом к выходу первого ограничителя последовательно подключены синхронно-фазовый детектор, второй ограничитель, усред1337834 фиг2 (м/д), la 7

Ong мах

Ч фее S

Составитель Н.Михалев

Техред М. Ходанич Корректор А,Тяско

Редактор И.Рыбченко

Заказ 4 127/44

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 нитель, .блок запоминания и индикатор отношения сигнал/шум, выход усреднителя также подключен к входам компараторов,выход первого компаратора

Ь соединен с первым входом первого элемента И, выход второго компаратора подключен к входу.инвертора и к второму входу первого элемента И, выход третьего компаратора через линию задержки подключен к второму входу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом инвертора, а выход — с указателем шкалы "Сигнал гарм." индикатора отношения сигнал/ шум и с вторым входом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И и с указателем шкалы "Сигнал ФМ" индикатора отношения сигнал/шум, а выход — с входом одновибратора и входом блока сброса, выходы которых подключены на второй и третий входы блока запоминания.