Устройство для измерения отношения сигнал/шум

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11958984 (61) Дополнительное к авт, саид-ву В 808995 (22) Заявлено 150181 (21) 3238481/18-21 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 150982. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 150982

t$)) К 1 3

С 0 1 R 29/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Р31УДК 621 ° 317 °.619(088.8) (72) Автор изобретения

C,С. Кукушкин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЭМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ

СИГНАЛ/ШУМ

Изобретение относится к радио-. техническим измерениям и предназначено для измерения отношения сигнал/ шум смеси сигнала и шума.

По основному авт.св. В 808995 известно устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее один канал последовательно соединенных блока вычитания, двухпериодного выпрямителя и интегратора, выход интегратора подключен к входу аттенюатора, элемент И, между первым и вторьм входами блока вычитания подключена линия задержки, к-1 параллельных каналов, каждый иэ которых состоит иэ последовательно соединенных линий задержки, блока вычитания, двухпериодно о выпрямителя, интегратора, аттенюатора и элемента

И, k-1 блоков сравнения, k-.1 блОков запрет,. элемент ИЛИ и блок деления, причем входной сигнал подан на вход линии задержки и на второй вход вычитания первого канала, выход блока вычитания предыдущего канала сое" ,динен с входами линии задержки ивторым входом блока вычитания последующего канала, входы блоков сравнения соединены с выходами аттенюаторов предыдущего и последующего.каналов, входы блоков запрет соединены с выходами Предыдущего и последующего блока сравнения, второй вход элемента И Первого канала соединен с выходом первого блока сравнения, выход элемента И первого канала соединен с первьм входом блока деления и первин входом элемента ИЛИ, выходы каждого элемента эап рет подключены к соответствующим входам .элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока деления.

Основу работы устройства составляет исключение иэ анализируемой смеси сигнала и шума сигнальной ком» поненты и определение отношения оце- . нок среднеквадратических отклонений смеси сигнала и шума и выделенной шумовой составляющей. При этом ре.шение об исключении сигнальной компоненты принимается при равенстве оценок средне-квадратических отклонений, вычисленных в соседних кана25 лах обработки анализируемой смеси сигнала и шума.

Однако сравниваемые оценки (средне-квадратическое отклонение), вычисленные s каналах обработки, подвер30 жены разбросу и этот разброс увели958984

65 чивается при увеличении степени поли- .нома, описывающего изменения во времени сигнальной компоненты. целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается 5 тем,,что в устройство для измерения отношения сигнал/шум, содержащее k параллельных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных первой линии задержки, 10

1 первого. блока вычитания, первого

:, двухпериодного выпрямителя, интегратора, аттенюатора и элемента И, k-1 блоков сравнения, k-1 блоков запрет, элемента HJIH и блока деле- 15 ния, причем входной клеммой является вход первой линии задержки и второй вход первого. блока вычитания . первого канала, выход первого блока вычитания предыдущего канала соеди- 20 нен с входом первой линии задержки и вторым входом первого блока вычитания последующего канала, выходы аттенюаторов предыдущего и последующего каналов соединены с входами первых блоков сравнения, выход каждого из которых подключен к второму входу элемента И последующего канала, второй вход. элемента И первого канала объединен с соответствующим входом элемента И второго канала, а выход соединен с первым входом блока деления и первым входом элемен.та ИЛИ, между выходами элементов И предыдущего и последующего каналов

-подключены элементы запрет; выходы которых соединены.с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу блока деления, в каждый из % каналов дополнительно введены последо- 40 вательно соединенные вторая линия задержки, второй блок вычитания, второй двухпериодный выпрямитель,. сумматор, первый блок определения вероятности, .квадратор и второй блок сравнения, к второму входу которого подключен второй блок определения вероятности, при этом вход линии задержки и второй вход второго блока вычитания объединены с входом первой линии задержки, к второму

Входу .сумматора подключен выход первого двухпериодного выпрямителя этого же канала, а к входу второго блока определения вероятности подключен выход первого двухпериодного выпрямителя последующего канала, выход второго блока сравнения соединен с третьим Ъходом элемента И, а в устройство дополнительно введен

@+1-й канал, содержащий последовательно соединенные линию задержки, блок вычитания и двухпериодный выпрямитель, выход которого подключен к входу второго блока определения вероятности k-ro канала, вход линии задержки и второй вход блока вычитания, являющиеся входом канала, подключены к выходу k -ro канала.

На чертеже приведена структурная схема устройства, Схема содержит линии задержки

1-1,1-2...1-1(,1-1<+1,2-1,2-2...,2-Ф, блоки вычитания 3-1,3-2,3-3„3-4 °

3-21-1,3-2К,3-2 +1, двухпериодные выпрямители 4-1, 4-2, 4 -3, 4-4... 4-2 k l

4-21,4-21+1, сумматоры 5-1,5-2..., 5-Ж, интеграторы 6-1,6-2,...6-3, блоки.определения вероятности 7-1, 7-2,7-3,7-4...,7-2К-1,7-2t, аттенюаторы 8-1,8-2,...8-1с, квадраторы

9-1,9.-2,...9-%, блоки сравнения 10-1, 10 2г ° ° ° 10 k 11 lу 1 1 2к ° ° 1111 г элементы И 12-1, 12-2,, 12- К, элементы запрет 13-1,13-2,...13-М-1, элемент ИЛИ 14 и блок деления 15.

Работа устройства состоит в следующем.

Смесь сигнал/шум проходит последовательную обработку в блоках

3-1,3-2,3-3 3-4...3-1,3-1+1 вычитания при задержках в линиях 1-1, 1-2, ° ..1-1,1-М+1 задержки и в линиях

2-1,2-2,...2-1 на -время 2Р. т и 2 <. р-1 соответственно, где р = 1,2,3...

Полученные в результате преобразований случайные процессы, по два в каждой последбвательной цепи обработки,;выпрямляют в соответствующих выпрямителях 4-1,4-2...4-3,4-4...4- .

2k-1,4-2%, а выпрямленные процессы суммируются в сумматорах 5-1,5-2,...

5-М и один из них усредняют в интег«, раторах 6-1,6-2,.6-А. В соответст- . вующих определителях вероятности

7-1,7-2,7-3,7-4...7-21<-1,2k путем сравнения суммарных выпрямленных процессов предшествующей цепи обработки и одного из выпрямленных процессов последующей цепи обработки с синхронно устанавливаемыми порогами ограничений z определяют частость превышения значениями случайных процессов порогов z Частости выхода значений суммарных выпрямленных случайных процессов за установленные пороги

z возводят в квадрат в квадраторах

9-1,9-2,...9-Ф и сравнивают в блоках. сравнения 10-1,10- 2,...10-k с соот ветствующими частостями выпрямлен" ного случайного процесса, полученного в результате преобразований в последующей цепи обработки. Усредненные сигналы и каждой из параллельных цепей обработки нормируют в аттенюаторах .8-.1,8-2, ...8-% путем соответствующего ослабления, эквивалентного умножению среднего значения полученных Ъ сигналов на нррмирующий коэффициент 4FL i/ а по" лученные результаты сравнивают в блоках сравнения 11-1,11-2-,...11-1-1, Если последний сигнал на исследуемом интервале анализа, равном временному

958984 интервалу усреднения, может быть описан полйномом m-ной степени, то равенство определяемых оценок средне. квадратического отклонения достигнуто a m-ном и последующих каналах обработки смеси сигнал/шум. сигналы 5 равеиства, сформированнЫе блоками сравнения 10 и 11 открывают элемен.ты И-12, разрешая прохождение соответствующей оценки средне-квадратического отклонения шумового процес- 10 са. при этом наиболее эффективный из оценок средне-квадратического отклонения (СКО) шума, вычисленных a m-ном н последующих каналах - оценка наименьшего в-ного канала.

С целью вывода в блок деления 15 оценки СКО шума, отличающейся наибольшей эффективностью, вычисленные оценки. средне- квадратического отк лонения шума проходят через элеменО ты Запрет 13 только в случае отсутствия сигнала на выходе элемента

И 12 предшествующего канала. При этом только оценка СКО шума. первого канала, в котором произошло совпаде- ние сигналов в двух блоках сравнения

l0-m и 11-m проходит через элемент

ИЛИ 14 на вход блока деления 15. На другой вход блока деления 15 посту- пает оценка СКО сигнала, измеренная в первом канале обработки смеси сиг.нала н шума. Делением двух оценок определяют оценку отношения сигнал/ шум, В предлагаемом устройстве для 35 исключения ошибок сравнения оценок

СК0 шума в каналах обработки, обусловленных понижением эффективности этих оценок при повышении номера канала, .вводится доцолнительный бо- 4О лее сильный вероятностный критерий установления момента выделения.шумового процесса и исключения сигнальной составляющей.

Устройство позволяет повысить точность измерения отношения сигнал/шум за счет более высокой точности определения момента, исключения сигнальной составляющей.

Формула -,èýoáðåòeíèÿ.

Устройство для измерения отношения сигнал/шум по авт.св.Р 808995, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в каждый из К каналов дополнительно введены последовательно соединенные вторая линия задержки, второй .блок вычитания, второй двухпериодный выпрямитель, сумматор, первый блок определения вероятности, квадратор и второй блок сравнения, к второму входу которого подключен второй блок определения вероятности, при этом вход второй линии задержки и второй вход второГо блока вЫчитания объединегы с входом первой линии задержки, к второму входу сумматора подключен выход первого двухпериодного выпрямителя этого же канала, а к входу второго блока определения вероятности подключен выход первого двухпериодного выпрямителя последующего канала, выход второго блока сравнения соединен с третьим входом элемента И, а в устройство дополнительно введен (1+1) -й канал, содержащий .последовательно соединенные линию задержки, блок вычитания и двухпериодный,выпрямитель, выход которого подключен к входу второго блока определения вероятности k-ro канала, вход линии задержки и второй вход .блока вычитания, являющиеся входом (1<+1) го канала; подключены к выходу k-го канала.

Источники информации, принятые во внимание ffpH экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9. 808995, кл. G 01 R 29/26, 1980.