RU2026564C1 - Signal-to-noise ratio meter - Google Patents

Signal-to-noise ratio meter Download PDF

Info

Publication number
RU2026564C1
RU2026564C1 SU4938691A RU2026564C1 RU 2026564 C1 RU2026564 C1 RU 2026564C1 SU 4938691 A SU4938691 A SU 4938691A RU 2026564 C1 RU2026564 C1 RU 2026564C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
input
balanced
voltmeter
reference generator
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Алексеевич Летунов
Евгений Григорьевич Сазыкин
Original Assignee
Гомельское конструкторское бюро "Луч"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гомельское конструкторское бюро "Луч" filed Critical Гомельское конструкторское бюро "Луч"
Priority to SU4938691 priority Critical patent/RU2026564C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2026564C1 publication Critical patent/RU2026564C1/en

Links

Landscapes

  • Amplitude Modulation (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: signal received is subjected to amplitude modulation in modulator 2 by signal coming from standard generator 3, then it is multiplied by itself in balance mixer 4 and standard generator signal is subtracted from this signal, which affords suppression of carrier frequency and reduces effect of inherent noise of heterodyne. Spectrum components up to 120 dB level relative to carrier level can be viewed. Meter also has regulating attenuator 5, detector section 8, voltmeter 9, and spectrum analyzer. EFFECT: improved measurement accuracy. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения полосовых шумов генераторов, передатчиков и радиосвязных комплексов вблизи несущей. The invention relates to measuring equipment and can be used to measure the band noise of generators, transmitters and radio communication systems near the carrier.

Известен ряд устройств для измерения полосовых шумов передатчиков в окрестноcти несущей [1]. A number of devices are known for measuring the band noise of transmitters in the vicinity of a carrier [1].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является схема измерений, использующая для расширения динамического диапазона при измерении шумов генераторов совместно с анализатором спектра режекторный фильтр, настраиваемый на несущую частоту и подключаемый к входу анализатора. При этом динамический диапазон измерений возрастает на значение ослабления несущей фильтром и снижается влияние собственных шумов гетеродина анализатора спектра [1]. Недостатком данного устройства является необходимость использования высокодобротных фильтров, перестраиваемых во всей изменяемой полос частот, что существенно усложняет схему измерений, не позволяя автоматизировать процесс измерений и накладывая ограничение на близость подхода к несущей. Реализация таких фильтров на СВЧ затруднена, что требует предварительного гетеродинного переноса измеряемого сигнала на более низкие частоты, при этом существенное влияние на результаты измерений оказывают собственные шумы гетеродина. The closest in technical essence to the proposed device is a measurement circuit that uses a notch filter tuned to the carrier frequency and connected to the input of the analyzer to expand the dynamic range when measuring the noise of generators in conjunction with a spectrum analyzer. In this case, the dynamic range of measurements increases by the attenuation of the carrier by the filter and the influence of the intrinsic noise of the local oscillator of the spectrum analyzer decreases [1]. The disadvantage of this device is the need to use high-quality filters, tunable throughout the variable frequency bands, which significantly complicates the measurement scheme, not allowing to automate the measurement process and imposing a restriction on the proximity of the approach to the carrier. The implementation of such filters on a microwave is difficult, which requires a preliminary heterodyne transfer of the measured signal to lower frequencies, while the local oscillator noise has a significant effect on the measurement results.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет снижения влияния собственных шумов опорного генератора в исследуемой шумовой полосе передатчика. The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurements by reducing the influence of the intrinsic noise of the reference generator in the studied noise band of the transmitter.

Достигается это тем, что в устройство для измерения отношения сигнал/шум, состоящее из опорного генератора и анализатора спектра, введены соединенные последовательно делитель мощности, балансный амплитудный модулятор, балансный смеситель и вычитающее устройство, а также регулируемый аттенюатор, детекторная секция и вольтметр, причем второй выход делителя мощности соединен с вторым входом балансного смесителя, а выход опорного генератора соединен с модулирующим входом балансного амплитудного модулятора и через регулируемый аттенюатор - с вторым входом вычитающего устройства, выход которого соединен с входом анализатора спектра и входом детекторной секции, последовательно соединенной с вольтметром. This is achieved by the fact that in the device for measuring the signal-to-noise ratio, consisting of a reference generator and a spectrum analyzer, a power divider, a balanced amplitude modulator, a balanced mixer and a subtractor, as well as an adjustable attenuator, a detection section and a voltmeter, are introduced, the second the output of the power divider is connected to the second input of the balanced mixer, and the output of the reference generator is connected to the modulating input of the balanced amplitude modulator and through an adjustable attenuate p - a second input of the subtractor, whose output is connected to the input of the spectrum analyzer and the input of the detector sections serially connected to a voltmeter.

На чертеже приведена структурная схема устройства. The drawing shows a structural diagram of the device.

Устройство состоит из делителя мощности 1, балансного амплитудного модулятора 2, опорного генератора 3, балансного смесителя 4, регулируемого аттенюатора 5, вычитающего устройства 6, анализатора спектра 7, детекторной секции 8, вольтметра 9. The device consists of a power divider 1, balanced amplitude modulator 2, reference oscillator 3, balanced mixer 4, adjustable attenuator 5, subtractor 6, spectrum analyzer 7, detector section 8, voltmeter 9.

В части реализации: делитель мощности 1 - стандартный соответствующего диапазона, балансный амплитудный модулятор 2 - кольцевой модулятор на базе диодов 2Д922А, опорный генератор 3 - кварцевый генератор на частоту, балансный смеситель 4 - кольцевой смеситель на базе диодов 2Д922А, регулируемый аттенюатор 5 построен на базе дифференциального усилителя 1407УД1 с регулируемой обратной связью, вычитающее устройство 6 - дифференциальный усилитель на базе микросхемы 1407УД1, анализатор спектра 7 - стандартный, например, типа С4-82, детектор 8 - стандартная секция соответствующего диапазона, например М33401-2, вольтметр 9 - стандартный, например, типа Ф-283. In terms of implementation: a power divider 1 — a standard of the appropriate range, a balanced amplitude modulator 2 — a ring modulator based on 2D922A diodes, a reference oscillator 3 — a crystal oscillator per frequency, a balanced mixer 4 — a ring mixer based on 2D922A diodes, an adjustable attenuator 5 is built on the basis of differential amplifier 1407UD1 with adjustable feedback, subtractor 6 - differential amplifier based on the microcircuit 1407UD1, spectrum analyzer 7 - standard, for example, type С4-82, detector 8 - standard sec tions appropriate range M33401-2 e.g., voltmeter 9 - standard, e.g., such as F-283.

Измеряемый сигнал подвергается амплитудной модуляции сигналом опорного генератора частотой ωоп/2π, а затем в балансном смесителе осуществляется перемножение этого сигнала на исследуемый входной сигнал. Вычитая из полученного сигнала сигнал опорного генератора, регулировкой амплитуды опорного сигнала добиваются подавления несущей и практически полного вычитания шумов опорного генератора (70-80дБ). Этот сигнал анализируется анализатором спектра. Для осуществления нормировки шумового сигнала используется сигнал канала постоянной составляющей (соединенные последовательно детекторная секция и вольтметр).The measured signal is subjected to amplitude modulation by the signal of the reference generator with a frequency ω op / 2π, and then in the balanced mixer this signal is multiplied by the studied input signal. Subtracting the signal of the reference generator from the received signal, by adjusting the amplitude of the reference signal, the carrier is suppressed and the noise of the reference generator is almost completely subtracted (70-80dB). This signal is analyzed by a spectrum analyzer. To normalize the noise signal, the channel signal of the constant component is used (the detector section and the voltmeter connected in series).

Проведен математический анализ прохождения сигналов по цепям измерителя. A mathematical analysis of the passage of signals along the circuits of the meter.

Исследуемый сигнал на входе балансного амплитудного модулятора можно представить в виде
a1(t) = A

Figure 00000002
1+
Figure 00000003
miCosΩit
Figure 00000004
cos
Figure 00000005
t+
Figure 00000006
(1) где Ao; ωоп/2π - амплитуда и частота несущей сигнала;
mi/2 - отношение амплитуды i-той составляющей сигнала к амплитуде несущей сигнала;
Ωi/2π - частота i-той составляющей сигнала;
θ i - фаза i-той составляющей сигнала.The studied signal at the input of the balanced amplitude modulator can be represented as
a 1 (t) = A
Figure 00000002
1+
Figure 00000003
m i CosΩ i t
Figure 00000004
cos
Figure 00000005
t +
Figure 00000006
(1) where A o ; ω op / 2π - amplitude and frequency of the carrier signal;
m i / 2 is the ratio of the amplitude of the i-th component of the signal to the amplitude of the carrier signal;
Ω i / 2π is the frequency of the i-th component of the signal;
θ i is the phase of the i-th component of the signal.

На второй вход балансного смесителя подается сигнал опорного генератора
α2(t) = Aопcos(ωопt+θк)

Figure 00000007
1+
Figure 00000008
mkcosΩkt
Figure 00000009

(2) где
Figure 00000010
- отношение амплитуды k-й составляющей шумов к амплитуде опорного генератора,
Aоп - амплитуда сигнала опорного генератора;
ωоп/2π - частота сигнала опорного генератора;
θк - фаза k-ой составляющей шумов опорного генератора.The signal from the reference generator is fed to the second input of the balanced mixer
α 2 (t) = A op cos (ω op t + θ k )
Figure 00000007
1+
Figure 00000008
m k cosΩ k t
Figure 00000009

(2) where
Figure 00000010
- the ratio of the amplitude of the k-th component of the noise to the amplitude of the reference generator,
A op - the amplitude of the signal of the reference generator;
ω op / 2π is the frequency of the signal of the reference generator;
θ k is the phase of the kth component of the noise of the reference generator.

При этом на выходе балансного амплитудного модулятора
a3(t) = Aоп·A

Figure 00000011
1+
Figure 00000012
micosΩit
Figure 00000013
1+
Figure 00000014
mkcosΩkt
Figure 00000015
×
× cos(ωot+θi)·cos(ωопt+θk)
(3)
В балансном смесителе осуществляется перемножение этого сигнала со входным сигналом (1). Результирующий сигнал имеет вид
a4(t) = Aоп·A
Figure 00000016
1+2
Figure 00000017
micosΩit
Figure 00000018
1+
Figure 00000019
mkcosΩkt
Figure 00000020
×
× cos(ωопt+θk) ≈ AопA
Figure 00000021
1+2
Figure 00000022
micosΩit +
Figure 00000023
mkcosΩkt
Figure 00000024
×
× cos (ωot+θk) (4)
Этот сигнал поступает на первый вход вычитающего устройства, на второй вход которого подан сигнал (2). При этом на выходе вычитающего устройства
a5(t) = AопA
Figure 00000025
1+2
Figure 00000026
cosΩit +
Figure 00000027
mkcosΩkt
Figure 00000028
×
× cos(ωопt+θk)-Apcos(ωопt+θk)
Figure 00000029
1+
Figure 00000030
mkcosΩkt
Figure 00000031

(5)
При равенстве амплитуд измеряемого и опорного сигналов на выходе вычитающего устройства выделяется измеряемый сигнал, в котором подавлена несущая, а также осуществляется вычитание собственных шумов опорного генератора. Выравнивание амплитуд измеряемого сигнала и опорного генератора осуществляется с помощью регулируемого аттенюатора 5. При этом выражение (5) преобразуется к виду
a6(t) = AопA 2 o · 2
Figure 00000032
micosΩit·cos(ωot+θi)
(6)
То есть обеспечивается выделение составляющих спектра, определяемых шумами исследуемого генератора. При этом обеспечивается возможность наблюдения составляющих спектра до уровня -120дБ по отношению к уровню несущей.In this case, the output of the balanced amplitude modulator
a 3 (t) = A op · A
Figure 00000011
1+
Figure 00000012
m i cosΩ i t
Figure 00000013
1+
Figure 00000014
m k cosΩ k t
Figure 00000015
×
× cos (ω o t + θ i ) cos (ω op t + θ k )
(3)
In a balanced mixer, this signal is multiplied with the input signal (1). The resulting signal has the form
a 4 (t) = A op · A
Figure 00000016
1 + 2
Figure 00000017
m i cosΩ i t
Figure 00000018
1+
Figure 00000019
m k cosΩ k t
Figure 00000020
×
× cos (ω op t + θ k ) ≈ A op A
Figure 00000021
1 + 2
Figure 00000022
m i cosΩ i t +
Figure 00000023
m k cosΩ k t
Figure 00000024
×
× cos (ω o t + θ k ) (4)
This signal is fed to the first input of the subtractor, to the second input of which a signal (2) is applied. In this case, the output of the subtractor
a 5 (t) = A op A
Figure 00000025
1 + 2
Figure 00000026
cosΩ i t +
Figure 00000027
m k cosΩ k t
Figure 00000028
×
× cos (ω op t + θ k ) -A p cos (ω op t + θ k )
Figure 00000029
1+
Figure 00000030
m k cosΩ k t
Figure 00000031

(5)
If the amplitudes of the measured and reference signals are equal, the measured signal is extracted at the output of the subtractor, in which the carrier is suppressed, and the intrinsic noise of the reference generator is subtracted. The amplitudes of the measured signal and the reference oscillator are equalized using an adjustable attenuator 5. In this case, expression (5) is converted to
a 6 (t) = A op A 2 o 2
Figure 00000032
m i cosΩ i t cos (ω o t + θ i )
(6)
That is, the separation of the spectrum components determined by the noise of the generator under study is ensured. At the same time, it is possible to observe the components of the spectrum to a level of -120 dB with respect to the level of the carrier.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ, состоящее из опорного генератора и анализатора спектра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены соединенные последовательно делитель мощности, балансный амплитудный модулятор, балансный смеситель и вычитающее устройство, а также регулируемый аттенюатор, детекторная секция и вольтметр, причем второй выход делителя мощности соединен с вторым входом балансного смесителя, а выход опорного генератора - с модулирующим входом балансного амплитудного модулятора и через регулируемый аттенюатор - с вторым входом вычитающего устройства, выход которого соединен с входом анализатора спектра и входом детекторной секции, последовательно соединенной с вольтметром. DEVICE FOR MEASURING SIGNAL / NOISE RATIO, consisting of a reference generator and a spectrum analyzer, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, a power divider, a balanced amplitude modulator, a balanced mixer and a subtractor, and an adjustable attenuator are connected in series, a detector section and a voltmeter, the second output of the power divider connected to the second input of the balanced mixer, and the output of the reference generator to the modulating input of the balanced amplitude modulus a variable attenuator and through - a second input of the subtractor, whose output is connected to the input of the spectrum analyzer and the input of the detector sections serially connected to a voltmeter.
SU4938691 1991-05-20 1991-05-20 Signal-to-noise ratio meter RU2026564C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4938691 RU2026564C1 (en) 1991-05-20 1991-05-20 Signal-to-noise ratio meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4938691 RU2026564C1 (en) 1991-05-20 1991-05-20 Signal-to-noise ratio meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2026564C1 true RU2026564C1 (en) 1995-01-09

Family

ID=21575797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4938691 RU2026564C1 (en) 1991-05-20 1991-05-20 Signal-to-noise ratio meter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2026564C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. А.А.Паин и др. О некоторых требованиях к уровню индустриальных помех выпрямителей широкополосных передатчиков. Техника средств связи, стр.ТРС, вып.8, 1987. *
2. Измерения в электронике. Справочник. Под ред. В.А.Кузнецова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5808463A (en) Method and apparatus for measuring adjacent channel power using complex fourier transform
US5337014A (en) Phase noise measurements utilizing a frequency down conversion/multiplier, direct spectrum measurement technique
Ashley et al. The measurement of oscillator noise at microwave frequencies
US4004230A (en) Critical parameter receiver tester
RU2026564C1 (en) Signal-to-noise ratio meter
US6909508B2 (en) Measuring optical waveforms
RU2099729C1 (en) Noise characteristics meter of superhigh and high-frequency transmitters
US2927272A (en) Wave analyzer
JPS59501479A (en) Signal processing method for received pulse train and receiver that performs this processing
SU1267279A1 (en) Meter of spectra of frequency noises of low-power microwave generators
US5132630A (en) Heterodyne analyzer for measuring frequency characteristics of quadripoles
US4739251A (en) Analysis circuit for an amplitude-modulated electric signal comprising a frequency transposer
RU2024887C1 (en) Method of measuring band noises of transmitter at carrier neighborhood
Schiek et al. A modulated subcarrier technique with instantaneous amplitude and phase information
SU1765780A1 (en) Correlative phase noise meter
SU873158A1 (en) Device for measuring uhf generator amplitude fluctuation
SU1298695A1 (en) Meter of phase noise spectrum of microwave amplifier
SU1026074A1 (en) Device for measuring non-linear distortions in frequency modulated signal generators
SU1190288A1 (en) Meter of microwave transmitter amplitude and frequency fluctuations
SU813308A1 (en) Mixed phase noise meter
SU1626409A2 (en) Device for measuring radio receiver nonlinearity distortions
SU1763996A1 (en) Phase noise meter
SU1448299A1 (en) Method of measuring accompanying phase modulation in lines with amplitude-modulated signals
SU773529A1 (en) Apparatus for separate measuring of amplitude and phase components of stray modulation
SU744375A1 (en) Correlating fluctuation meter