Устройство для измерения малых отношений сигнал-шум

 

Союз Советскик

Соцналнстнчесння

Республик

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (>741201 (61) Дополнительное к авт, саид-ву— (22) Заявлено 25>177 (21) 2546826/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет —, Опубликсвано150680. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 20. 06. 80 (51)М. Кл.

G 01 R 29/26 (осударствеин лй комитет

СССР еп целим изобретений и открытн и (53) УДК 621. 391.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. A. Декало и В. П. Рыжов

Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмыкова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ

ОТНОШЕНИИ СИГНАЛ вЂ Ш

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для анализа характеристик случайных процессов. S

Известно устройc -, котором производят косвенное измерение GTHo шения сигнал-шум при раздельном выделении сигнальной и шумовой составляющей (1).

Известно также устройство, содержащее два канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные полосовой фильтр, двухсторонний ограничитель, формирователь импульсов и счетчик импульсов (2).

Недостатком устройства является ограниченность класса используемых сигналов и низкая точность измерений.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности измерения малых отношений сигнал-шум.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр и двухсторонний ограничитель и Фор лирователь импульсов, выходом соединенный с входом счетчика импульсов, введены измерители предыдущего и последующеги интервалов, элемент сравнения смежных интервалов, усредняющее устройство, два регистрирующих прибора, генератор пилообразного напряжения, частотно-модулированный гетеродин и перемножитель, выходом подключенный к входу полосового Фильтра, при этом первый вход перемножителя соединен входом устройства, а его второй вход через частотно-модулированный гетеродин соединен с выходом генератора пилообразного напряжения и с управляющим входом счетчика импульсов, выход которого непосредственно соединен с входом первого регистрирующего прибора и через усредняющее устройство— с входом второго регистрирующего прибора, причем выход упомянутого двухстороннего ограничителя подключен через измеритель предыдущего интервала к одному из входов элемента сравнения смежных интервалов и через измеритель последующего интервала соединен с другим входом элемента сравнения смежтотх интервалов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов.

На фиг. 1 изображена структурная

) ,схема устройства; на фиг. 2 — времен74120) ные диаграммы частоты сигналов f 3(t) с девиацией F и гетеродина f<(t); на фиг. 3 — временные диаграммы для сигнала; на фиг. 4 — временные диаграммы для смеси сигнал плюс шум .

Устройство содержит генератор 1 пилообразного напряжения, частотномодулированный гетеродин 2, перемножитель 3, полосоной фильтр 4, двухсторонний ограничитель 5, измеритель б предыдущего интервала между нулями, ð измеритель 7 последующего интервала между нулями, элемент 8 сравнения смежных интервалов, формирователь 9 импульсов, счетчик 10 импульсов, ре.гистрирующий прибор 11, усредняющее устройство 12 и регистрирующий прибор 13.

Устройство работает следующим образом.

Периодический частотно-модулированный сигнал с выхода полосового фильтра, временная диаграмма одного периода которого длительностью То (фиг. ЗО жесто ограничивается до получения прямоугольных колебаний (фиг. Зо) .

Интервалы между нулями этих колебаний измеряются так: предыдущий интервал — измерителем б, а последующий — измерителем 7. В элементе 8 сравнения определяется знак разности этих интервалов, а формирователь 9 вырабатывает импульс при положительном знаке указанной разности. При монотонно возрастающей частоте сигнала (фиг. Зс() разность предыдущего ьt „- и последующего 6t4+ временных интервалов (фиг. 3 ) положительна и на выходе формирователя появляется последовательность импульсов (фиг. 3a) . Если же разность будет отрицательна (фиг. 4d), что возможно при наличии шума на выходе формирова- 4О теля, импульс не появляется. Из фиг. 4, на которой изображены временные диаграммы, соответствующие смеси

=игнала и шума, видно, что за счет искажения сигнала шумом число импуль- 45 сов, вырабатываемых формирователем, уменьшается (фиг. 44) по сравнению с максимально возможным числом импульсон (фиг. 30) . Процедура сравнения повторяется. Среднее число импульсон, 50 определяемое с помощью счетчика 10 эа инт ернал времени То, будет максимально и равно удвоенному числу периодон сигнала при наличии только сигнала (фиг. 38) и уменьшается вдвое при наличии одного шума н случае симметф чного расположения спектрального распределения шума относительно центральной частоты сигнала. В промежуточном случае (при отношении сигнал-шум не равном 0 илико), чис- 60 ло импульсов будет находиться в вышеуказанных пределах. Таким образом, количество импульсов, считаемых счетчиком, изменяется пропорционально отнссаению сигнал-шум и прибор 11 не. б5 посредственно регистрирует текущее отнсшение сигнал-шум. При усреднении с помощью устройства 12 по всем периодам развертки по частоте получается среднее за время Т отношение сигяал-шум, регистрируемое прибором 13.

При неизвестной центральной частоте сигнала, например, как показано на фиг. 2 пунктиром, производится автоматический поиск по частоте с помощью частотно-модулированного развертывающего гетеродина 2, в пределах возможных значений дГ с периодом

Т <<Т (фиг. 2). о

При тональном сигнале устройство также работоспособно, так как сигнал при частотно-развертывающем преобразовании является уже частотно-модулированньм.

Среднеквадратичная погрешность измерения при отношении сигнал-шум равном единице составила 6,5%, а при оТ ношении сигнал-шум равном пяти состанила 2,1Ъ.

Формула изобретения

Устройство для измерения малых отношений сигнал-шум, содержащее последовательно соединенные полосовой фильтр и двухсторонний ограничитель и формирователь импульсов, выходом соединенный с входом счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений, н него введены измерители предыдущего и последующего интервалов, элемент сравнения смежных интервалов, усредняющее устройство, дна регистрирующих,прибора, генератор пилообразного напряжения, частотно-модулированный гетеродин и перемножитель, выходом подключенный к входу полосового фильтра, при этом первый вход перемножителя соединен с входом устройства, а его второй вход через частотно-модулированный гетеродин соединен с выходом генератора пилообразного напряжения и с управляющим входом счетчика импульсов, выход которого непосредственно соединен с входом первого регистрирующего прибора и через усредняющее устройство — с входом вторОго регистрирующего прибора, причем выход упомянутого двухстороннего ограничителя подключен через измеритель предыдущего интервала к одному из входов элемента сравнения смежных интервалов и через измеритель последующего интервала к другому входу элемента сравнения смежных интервалов, выход которого подключен к входу формирователя импульсов.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 112350, кл. G Oi R 29/04, 1957.

2. Известия Вузов. Радиотехника, т. 7, 1964, Р 5, с. 603 †6 ((прототип) .

)4i 201

Составитель Л. Муранов в Редактор П. Макаревич Техред М,Петко Корректор М. Коста Заказ 3323/5

Тираж 1019

Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная. 4