Устройство для измерения отношения сигнал/помеха и мощностей сигнала и шума

 

Изобретение может бьггь использовано для измерения мощности сигналов и шумовых помех,а также их отношения. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерения. Устройство содержит квадратичный детектор 1 и блок 10 регистрации. Введение перестраиваемых полосовых фильтров 2 и 3, синхронных детекторов 4 :и 5, блока 6 управления, аналого-цифг ровых преобразователей 7 и 8 и вычислителя 9 сужает анализируемую полосу частот и исключает одно из нелинейных преобразований сигнала. 1 ил. i (Л с 6 00 ел СП QO 7 ТЪ ц

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (5g 4 С 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

r1O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4055465/24-21 (22) 1.6.01.86 (46) 15. 12.87. Бюл. 1(46 (72) В.д.Гладунов и В.Р.Пуздрин (53) 621.317.757 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1038890 ° кл. G 01 R 29/26,1980.

Авторское свидетельство СССР

1(1109681, кл. G 01 R 29/26, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ПОМЕХА И МОЩНОСТЕЙ СИГНАЛА И ШУМА (57) Изобретение может быть использовано для измерения мощности сигналов и шумовых помех,а также их отношения.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерения.

Устройство содержит квадратичный детектор 1 и блок 10 регистрации. Введение перестраиваемых полосовых фильтров 2 и 3, синхронных детекторов 4 и 5, блока 6 управления, аналого-циф-, ровых преобразователей 7 и 8 и вычислителя 9 сужает анализируемую полосу частот и исключает одно из нелинейных преобразований сигнала. 1 ил.

1

13

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений мощности сигналов и шумовых помех, а также их отношения в различных трактах электронных устройств непосредственно в процессе их функционирования.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения путем сужения анализируемой полосы частот, а также исключения одного из нелинейных преобразований сигнала.

На чертеже представлена блок— схема устройства.

Устройство содержит квадратичный детектор 1, первый и второй перестраиваемые полосовые фильтры 2 и

3, первый и второй синхронные детекторы 4 и 5, блок 6 управления, первый и второй аналого-цифровые преобразователи 7 и 8, вычислитель 9 и . блок 10 регистрации, при этом вход устройства через последовательно соединенные квадратичный детектор 1, первый перестраиваемый полосовой фильтр 2, первый синхронный детектор

4 и первый аналого-цифровой преобра- зователь 7 подключен к первому входу вычислителя 9, а через последовательно соединенные вторые перестраиваемый полосовой фильтр 3, синхронный детектор 5 и аналого-цифррвой преобразователь 8 — к второму входу . вычислителя 9, выход которого подключен к блоку 10 регистрации.

Входы управления перестраиваемых полосовых фильтров 2 и 3, опорные входы синхронных детекторов 4 и 5, входы синхронизации аналого-цифровых преобразователей 7 и 8, вычислителя

9 и блока 10 регистрации подключены к первому, второму, третьему, четвертому, пятому и шестому выходам блока

6 управления. Блок 6 управления представляет собой цифроаналоговый блок, состоящий из перестраиваемого, в зависимости от частоты измеряемого сигнала, источника квадратурных опорных синусоидальных сигналов, необходимых для работы синхронных детекторов, и сигналов управления перестройкой по частоте пецестраиваемых полосовых фильтров, перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства для хранения в цифровых кодах программы работы всего устройства, многофункционального цифрово59759. 2

ro синхронизатора режимов работы устройства на базе БИС типа 589ХЛ4.

Блок 10 регистрации представляет собой комплекс стандартных устройств, обеспечивающих запись, хранение и отображение информации.

Функционирование устройства основано на использовании однозначной зависимости отношения амплитуды первой гармоники сигнала на выходе однополупериодного безинерционного квадратичного детектора к квадрату амплитуды входного гармонического сигнала со случайной начальной фазой от отношения мощности сигнала к мощности гауссовского шума, действующих в виде адцитивной смеси на входе устройства. Данная зависимость может быть

2р представлена в виде

2 а .

А, а Р (2

g2 Ят где а — коэффициент пропорциональ25 ности характеристики квадратичного детектора;

А — амплитуда первой гармоники ( сигнала на выходе квадратичного детектора; квадрат амплитуды входного сигнала;

$, — измеряемое отношение сигнал/ помеха

F (- — 2 — () — вырожден1

I 2 ная гипергеометрическая функция.

40 Устройство работает следующим образом.

Сигнал-реакция квадратичного детектора 1 подвергается фильтрации в перестраиваемом полосовом фильтре 2, 45 настроенном сигналом из блока 6 управления на частоту первой гармоники сигнала. Одновременно входная аддитивная смесь сигнала и шума также подвергается фильтрации с помощью

Б0 перестраиваемого полосового фильтра

3, идентичного по параметрам и. цепям управления перестройкой по частоте от блока 6 управления полосовому фильтру 1.

Я5 Сигналы с ВыхОДОВ полосОВых фильт ров 2 и 3 поступают на сигнальные входы синхронных детекторов 4 и 5 с квадратурными каналами, на опорные входы которых подаются по два квад3

1359759 ратурных гармонических сигнала от источника формирования опорных сигналов блока 6 управления.

С выходов синхронных детекторов 4 и 5 постоянные напряжения, пропорциональные квадратам амплитуд измеряемых гармоник сигнала, поступают на аналого-цифровые преобразователи

7 и 8, управляемые по командам из блока 6 управления.

Значения квадратов амплитуд rap" моник сигналов в цифровых кодах требуемой разрядности по командам из блока 6 управления поступают из аналого-цифровых преобразователей 7 и 8 в вычислитель 9, где в соответствии с программой и по командам, задаваемым блоком 6 управления, производится вычисление отношения амплитуды первой гармоники сигнала с выхода

I квадратичного детектора А,, к квадрату амплитуды входного гармоничесz „4A, кого сигнала V 1" = †- и вычисление

1 У Ч2 мощности входного гармонического сиг

V нала P по формуле P = †". По вычис с 2

А сленным значениям = — — происходит уг определение входного отношения сигнал/помеха с использованием однозначной функциональной зависиа F (— — 2-p)

<

2 мо сти где знаГ, (- — 2-, 2, - )

1 чения отношения" .( для всего заданного диапазона вьг исляемых значений входного отношения сигнал/помеха р.хранится в памяти вычислителя 9.

Подстройкой коэффициента Q характеристики безинерционного квадратичного детектора 1 можно-изменять крутизну функциональной зависимости в рабочем диапазоне измеряемьы значений отношения сигнал/помеха и повышать почность его определения.

Кроме того, без изменения содержимого памяти вычислителя 9 возможна калибровка устройства под реальный квадратичный детектор 1 путем изменения значения коэффициента а в памяти вычислителя 9.

По полученному значению отношения сигнал/помеха и мощности сигнала

P вычисляется мощность шума Р с с использованием зависимости P

Ы

Р

Вьиисление в вычислителе

9 оценки энергетических параметров входной смеси сигнала и шума производится следующим образом: мощность сигнала, мощность шума, отношение сигнал/помеха, по командам из блока

6 управления поступают на блок 10 регистрации, где производится их запись и отображение в удобном для потребителя виде.

15 формула изобретения

Устройство.для измерения отношения сигнал/помеха и мощностей сигнала и шума, содержащее квадратичный детектор, вход которого соединен с входом устройства, и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности измерения и точности, в него введены два перестраиваемых полосовых фильтра, два синхронных детек30 тора,два аналого-.цифровых преобразователя, вьиислитель и блок управления, при этом вход первого перестраиваемого полосового фильтра соеди" нен с выходом квадратичного детек.тора, а его выход через последова35 тельно соединенные синхронный детектор и аналого-цифровой преобразователь соединен с первым входом вычислителя, вход второго перестраи40 ваемого полосового фильтра объединен с входом квадратичного детектора, его выход через последовательно соединенные второй синхронный детектор, второй аналого-цифровой преобразователь соединен с вторым входом вычислителя, выход которого соединен с входом блока регистрации, входы, управления перестраиваемых полосовых фильтров, первые и вторые входы опорных сигналов синхронных детекторов, входы управления аналого-цифровых преобразователей, вычислителя и блока регистрации подключены к первому, второму, третьему, четвертому„"пятому и шестому выходам блока управле- . ния соответственно.