Измеритель коэффициента шума

 

Изобретение может быть использовано для измерения коэффициента шума при контроле технического состояния радиотехнических систем. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения влияния нелинейности амплитудной характеристики измеряемого приемника путем перехода от амплитудных измерений к фазовым. Блок 2 управления, синхронизируемый генератором 1 импульсов, через модулятор 3 включает генератор 4 шума. На вход приемника 5 поступает аддитивная смесь шума с генератора 4 и сигнал с генератора 8. Выходной сигнал контролируемого приемника 5 усиливается усилителем 6 промежуточной частоты и через компаратор 22 синхронизирует работу динамического D-триггера 20. С помощью последовательно соединенных счетчика 9, регистра 10, постоянных запоминающих блоков 11, 15, накапливающего сумматора 12, квадратора 13 и сумматора 14, а также последовательно соединенных постоянного запоминающего блока 16, накапливающего сумматора 17 и квадратора 18, выход которого подключен к второму входу сумматора 14, вырабатывается сигнал, пропорциональный дисперсии фазы входного воздействия как смеси сигнала с шумом в первом такте, так и одного сигнала во втором такте. Отношение сигнал/шум вычисляется измерителем 7 отношения. Привязка фронтов и срезов последовательности импульсов с выхода компаратора 22 к срезам тактовых импульсов генератора 1 импульсов осуществляется динамическими D-триггерами 20, 21 и делителем 19 частоты. Привязка исключает влияние переходных процессов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) А1 (51)4 0 Ol R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4388001/24-21 (22) 04.03.88 (46) 23. 11.89. Бюл. У 43 (72) В.А.Волохов, С.А.Кривенко и В„В.Леонтьев (53) 621.317.75(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 824068, кл. G 01 R 19/10, 1981.

Измеритель коэффициента шума Х5

Техническое описание и инструкция по эксплуатации, Ц101,400.248 ТО, лист 23.

2 (54 ) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА (57) Изобретение может быть использовано для измерения коэффициента шума при контроле технического состояния радиотехнических систем.

Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет устранения влияния нелинейности амплитудной характеристики измеряемого приемника путем перехода от амплитудных измерений к фазовым. Блок 2 управления, синхронизируемый генератором 1 им1524014

15 пульсов, через модулятор 3 вклн члет генератор 4 шума. На вход приемпикл

5 поступает аддитивнля смесь шума с генератора 4 и сигнал с генератора

8. Выходной сигнал контролируемого приемника 5 усиливается усилителем

6 промежуточной частоты и через компаратор 22 синхронизирует работу динамического D-триггера 20- С помощью последовательно соединенных счетчика 9, регистра 10, постоянных эапоминаюших блоков 11,15, накапливаюmего сумматора 12, квлдратора 13 и сумматора 14, а также последовлтельно соединенных постоянного запоминающего блока 16, накапливлюшего

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерения коэффициента шума при контроле технического состояния радиотехнических систем.

Целью изобретения является повышение точности иэмерения за счет устранения влияния нелинейности лмплитудной характеристики измеряемого 30 приемника путем перехода от амплитудных измерений к фаэовым.

На фиг. l представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Измеритель коэффициента шума содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, блок 2 управ- rrp ления, модулятор 3, генератор 4 шума, измеряемый приемник 5 и усилите> ь 6 промежуточной частоты, измеритель 7 отношения, вход синхрониэлции которого соединен с вторым выходом блока 2 управления, генератор

8, последовательно соединенные счетчик 9, регистр 10 первый постоянный запоминающий блок ll, первый накапливающий сумматор !2, первый квлдратор 13, сумматор !4 и постоянный запоминающий блок 15, последовательно соединенные третий постоянный запоминающий блок 16, второй накапливающий сумматор 17 и второй квлдратор 18, 55 последовательно соединенные делител

19 частоты, первый динамическии 1)триггер 20 и второй динамический Dтриггер 21, компарлтор 22, выход сумматора 17 и квлдрлтора 18, выход которого подключен к второму входу сумматора 14, вырабатывается сигнал, пропорциональный дисперсии фазы вход«о> о воздействия как смеси сигнала с шумом в первом такте, так и одного сигнала во втором такте. Отношение сигнал/шум вычисляется измерителем 7 отношения,. Привязка фронтов и срезов последовательности импульсов с выхода компаратора 22 к срезам тактовых импульсов генератора 1 имгульсов осуществляется динамическими

D-триггерами 20,21 и делителем 19 частоты. Привязка исключает влияние переходных процессов. 2 ил. усилителя 6 через комиаратор 22 подклн>че« к входу синхронизации первого

D-триггера 20, вход счетчика 9 объеди«ен с входом делителя 19 члстоты, входом синхронизации второго D-триггера 21 и подключен к выходу генераторл 1 импульсов, выход второго Dтриггера ?1 подклн>чен к объединенным входу синхронизации регисз ра 10, входу сп«хрониэации пер»ого накапливающегo сумматора 12 и входу синхр >низ лци«второго «ак а«пинающего сумматора 17, вход третьего постоя«н >го запомиплн>н>его блока 16 подключен к выходу регистра 10, выход ге«ератора

8 подключен к входу измеряемого приемника 5, выход второго постоянного запоминаюшего блока 15 подключе« к »ходу измерителя 7 отношения, выход второго квадратора 18 подключен к второму входу сумматора 14.

И зме ритель работает следующим образом.

С приходом пер»ого импульса от ге«ераторл 1 тактовых импульсов члстотой > (фиг. ? ) блок 2 управления выдает в модулятор 3 потенциал (фиг, 2 6), »ключающий генератор 4 rrryr a. На вход измеряемого приемника 5 поступает лддитивнля смесь синусоидальных сигналов ге«ератс— ро» 8 и 4, на которую накладываются собственные шумы приемника 5. Выходной сигнал последнего усиливается усилителем »ромежуточной частоть

> имен>щим полосу пропусклния шириной

21 .

14 части функции ехр(?6К„/? ) соответственно. Аргумент y„= 2 „/2 является оценкой текущей фазы выходного сигнала усилителя 6. В первом накапливающем сумматоре 12 накапли

7 sin y„ части комплексного выходл ного эффекта.

Привязка фронтов и срезов выходной последовательности импульсов Dтриггера 21 (фиг. 2 e) к срезам тактовых импульсов генератора 1 исключает запись информации в регистр 10 и накаплинающие сумматоры 12 и 17 во нремя переходных процессов в счетчике 9 и постоянных запоминающих блоков 11 и 16 соответственно.

Ошибка н оценке ц „, вызванная дискретностью счетчика 9, может быть сделана сколь угодно малой путем увеличения частоты f тактовых импульсов генератора 1.

Сумматор 14 формирует значение выходного эффекта Y = У с + У э, свя"

Z 1 эанное с дисперсией фазы D выходного сигнала делителя 6 следующим выра" жением D 8 = 2(1 — У /N). Значение

D>, соответствующее полученному на выходе сумматора 14 значению Y считывается иэ блока 15. Квадраторы 13 и 18 выполнены из ПЗУ, из которых по адресам У, Уэ считываются эначе-!

- с ния Ус и Уь. где!!

cos(„- )

sin Ч, sin g = cos л и

X cos q .cos q„,—

И

". cos „, так как

5 15240

Иэ ны>:одного сигнала усилителя 6 частотой > 2F с помощью компара-!!» тора 22 формируются прямоугольные импульсы напряжения стандартного уровня (фиг. ? t) . Фронты и срезы

5 сформированных импульсов совпадают с нулями выходного сигнала усилителя 6 промежуточной частоты, т ° е. с моментами перехода этого сигнала через нулевое значение, Выходная последовательность импульсов компаратора 22 (фиг. 2с) синхронизирует работу динамического

D-триггера 20. 15

На D-вход триггера 20 с выхода делителя 19 частоты с коэффициентом деления К = Tf поступают прямоугольные импульсы длительностью !, 7 (Я»

-F) и с периодом повторения T > 2 20 (фиг. 2 s), что гарантирует попадание в пределы каждого такого импульса и в интервал между любыми двумя такими импульсами хотя бы по одному срезу импульсов компаратора 22 ° На 25 выходе D-триггера 20 формируется последовательность прямоугольных импульсов (фиг. 2!)), фронты и срезы которых совпадают со срезами импульсов компаратора 22, а количество— совпадает с заданным количеством N импульсов на выходе делителя 19 частоты. Эти импульсы поступают на

D-вход второго D-триггера 21, синхронизируемого импульсами генератора 1. Каждый импульс на выходе вто" рого D-триггера 21 (фиг. 2 е) отличаются от соответствующего входного импульса (фиг. 2g) смещением фронта и среза на небольшую величину, не

40 превышающую периода повторения тактовых импульсов генератора l. Причем устанавливают f. ? f „ я Г„, где !!ч лч

Й вЂ” разрядность счетчика 9. Каждый и и импульс D-триггера 21 (n = 1, 2...N ) осуществляет своим фронтом

45 запись в регистр 10 состояния Кл счетчика 9.

Последовательность чисел К яви ляется адресами, по которым иэ постоянных запоминающих блоков 11 и 16

50 считывается действительная и мнимая нается действительная Ус = g cosy

С h лэ а во втором накапливающем сумматоре

17 накапливается мнимая У э

Выражение для дисперсии D !!заши-!! а тое в блок 15, получено следующим образом.

H М

У =,Е cos !. „=,» cos((„. + Яср), !! ° nà! („, — последовательность отсчетов фазы, имеющая нулевое среднее значение; среднее значение последо" ср ватеJIbHocTH отсчетов фазы „.

1524014 н

; sin

h= 1

5 - sn(4 по

4 ДД = 0;

Ef, ) = g "" с cos q>„о

h=1 н я — р. - и =sin icosÈÏ ш» ср ро

" = (Ь, + )" =t(c- V, co- „) + 1 и N

+(я1п,; » сов 4«) ) = . соя р„,(cos q, +

n В 1

НО сР н +sin g ) = K. cos 2 о5 p „-<

Используя известную апроксимацию т

cos у "- 1 — 0,5 р „, при g (1 полую чают Y =,Е cos ц „, = Q (1-0,5 q,) 11 н

N — 0,5 . и „, . Так как дисперсия и у фазы D = p /N, то выражение для

Ок 1 = 1

Y после подстановки, приобретает следующий вид: У = N — 0,5NDS.

Поэтому D = 2(N — Ya )/N = 2(1 — " /N)

Значение дисперсии фазы D» соответствующее включенному генератору

4 шума записывается в измеритель 7 отношения по импульсу (фиг. 2 ), выдаваемому блоком 2 управления с приходом Р-го тактового импульса от генератора 1 импульсов, где P =

NK.

В С(--гщ

1!о = С(Т„ + T ), 35

45

Т ) /Т (1 ь — Пo) = (Т„- Т, )C(T + Т ) /

- /T(,(C(T., + T ) C(T +T

Пр

Формула изобретения

Измеритель коэффициента шума, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, блок управлеОдновременно блок 2 управления также снимает потенциал (фиг. 2 &) с модулятора 3 и генератор 4 шума отключается ° Повторяется цикл работы устройства, описанный выше, т. е. коэффициент шума измеряемого приемного устройства. п о а с прйходом ?Р-ro тактового импуль20 са (фиг. 2 а) измеритель 7 записывает значение дисперсии фазы D,, соответствующее отключенному генератору 4 шума и вычисляет отношение (Т, -Т,)D,/Т,(D<- D ), где Тг — известная температура шумов генератора 4;

То = 293,16 К вЂ” стандартная температура.

Лисперсии D>, D связаны с темпе" ратурами следующими известными выра30 жениями где Т вЂ” эквивалентная шумовая темрр пература входа измеряемого приемника 5;

С вЂ” постоянная, определяемая мощностью синусоидального сигнала генератора 8, полосой пропускания усилителя 6, постоянной Больцмана.

Таким образом, измеритель 6 отно" шения вычисляет число ния, модулятор, генератор шума, клеммы для подключения измеряемого приемного устройства и усилитель промежуточной частоты, а также измеритель

55 отношения, вход синхронизации которого соединен с вторым входом блока управления, о тл ич а ющий с я тем, что, с целью повышения точности, 152401

10 ратор, последовательно соединенные делитель частоты, первый динамический D-триггер и второй динамический

D-триггер, а также компаратор, причем выход усилителя промежуточной частоты через компаратор подключен к входу синхронизации первого дина— мического D-триггера, вход счетчика объединен с входом пелителя частоты, 2р

2р

Фие. 2

Составитель Н. Михалев

Техред M.Õîäàíè÷ Корректор Э, лончакова

Редактор Н, Рогулич

Заказ 7039/48 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 в него введены генератор, последовательно соединенные счетчик, регистр, первый постоянный запоминающий блок, первый накапливающий сумматор, пе рвый квадратор, сумматор и второй постоянный запоминающий блок, последовательно соединенные третий постоянный запоминающий блок, второй накапливающий суммато р и второй квадвходом с инхронизации второго динамического D — Tðèããåðà и подключен к выходу генератора импульсов, выход второго динамического D-триггера подключен к объединенным входу синхронизации регистра, входу синхронизации первого накапливающего сумматора, и входу синхронизации второго накапливающего сумматора, вход третьего постоянного запоминающего блока подключен к выходу регистра, выход генератора подключен к входу измеряемого приемника, выход второго постоянного запоминающего блока подключен к входу измерителя отношения, выход второго квадратора подключен к второму входу сумматора.