SU1374154A2 - Устройство дл определени отношени сигнал-шум сигналов с фазовой модул цией - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и служит дл  повышени  точности измерени  отношени  сигнал-шум. Устройство содержит полосовой фильтр 1, детектор 2, аналого-цифровой преобразователь 3,. коммутаторы 4 и 8, сумматор 5, квадраторы 6 и 9, блок 7 вычитани , перемножитель 10, делитель 11 и вычислитель 12 отношени  сигнал-шум, индикатор 13 и блок 18 синхронизации. Введение перемножител  14, фиксатора 15 низких частот, формировател  16 и злемента 17 задержки исключает вли ние паразитной амплитудной модул ции. 4 ил. i (Л

Description

со 4

СП

(

«ir«f

1Ч

Изобретение относитс  к области радиотехники и может быть использовано в радиоприемных устройствах дл  определени  отношени  сигнал/шум в полосе канального фильтра, например дл  оценки возможного качества последующей демодул ции.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  путем ис- ключени  вли ни  паразитной амплитудной модул ции.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства определени  отношени  сигнал-шум; на фиг. 2 - функциональна  схема блока синхронизации; на фиг. 3 - эпюры напр жений в различных точках устройства; , на фиг. 4 - график зависимости mf/D от q. . . .

Устройство дл  определени  отно- шени  сигнал-шум (СШ) содержит по- следовательно соединенные полосовой фильтр 1, вход которого  вл етс  входом устройства, детектор 2, аналого-цифровой преобразователь 3, первый.коммутатор 4, сумматор 5, первый квадратор 6, выход которого сое;динен с первым входом блока 7 вычи

тани , к выходу аналого-цифрового преобразовател  подключены последовательно соединенные второй коммутатор 8, второй квадратор 9 и умножитель 10, выход которого соединен с вторым входом блока 7 вычитани . Вы- ход блока 7 вычитани  через делитель 11 и вычислитель 12 отношени  сигнал/ пум, подключен к индикатору 13. К выходу полосового фильтра 1 подключены последовательно соединенные -вто- рой умножитель 14, фильтр 15 низких частот и формирователь 16, выход ко- торого соединен с первым управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател  3. К выходу полосового фильтра 1 подключен элемент 17 задержки, выход которого подключен к второму вхо ду второго перемножител  14. Выходы блока 18 синхронизации соединены: первый - с входами управлени  перво- го KONmyTaTopa 4, сумматора 5, перво- го квадратора 6, блока 7 вычитани , второй выход - с вторым входом управлени  аналого-цифрового преобразовател  3 и входом управлени  вто- рого квадратора 9, а третий - с входами управлени  второго коммутатора 8, делител  П и вычислител  12 отношени  сигнал/шум.

Q

j 0

5

0

5. 0 5 0 5

Аналого-цифровой преобразователь 3 содержит последовательно соединенные блок 19 выборки и хранени , вход которого  вл етс  входом преобразовател  .3, преобразователь 20 напр жение - частота, четвертый коммутатор 21, выход которого  вл етс  выходом аналого-цифрового преобразовател  3.

Одна из воможных схем блока 18 синхронизации содержит последовательно соединенные счетчик 22 до N и триггер 23, инвертирующий и неинвертирующий выходы которого  вл ютс  соответственно первым и третьим выходами блока 18 синхронизации, а также формирователь 24,вход которого объединен с входом счетчика 22 и  вл етс  входом блока 18, а выход  вл етс  вторым выходом блока 18.

Измерение отношени  сигнал/шум с помощью устройства основано на использовании статистических свойств смеси узкополосного шума X(t) A(t)cos Wpt+e(t) и сигнала S(t) EcosiOg-t, огибающа  которой

U(t)E +A (t)+2EA(t)cos0(i)% (D имеет плотность веро тности, распределенной по обобщенному закону Ре- ле .

Дл  цифровых ФМ сигналов огибающа  сигнала U(t) после ПФ имеет паразитную амплитудную модул цию, показанную на фиг. За. Врем  нарастани  огибающей известно и зависит от посто нной фильтра . Ошибку измерени  огибающей в 5% дает измерение, проведенное через врем  2,99 €ц от момента t.

В устройстве отсчет огибающей беретс  через определенное врем  -С после скачка фазы.

При приеме цифровых ФМ-сигналов с разной скоростью передачи полосу . фильтра 1 необходимо измен ть дл  обеспечени  фильтрации сигнала из помех с минимальными его искажени ми, при этом полоса пропускани  2if фильтра беретс  пор дка , где длительность элементарного- импульса передачи.

Поэтому одновременно с изменением полосы пропускани  фильтра 1 в формирователе 16 измен етс  задержка , с которой управл ющий импульс поступает на вход блока 18 и управл ющий вход аналого-цифрового преобразовател  3.

Диаграммы напр жений на первом и втором (после элемента 17 задержки) входах перемножител  14 показаны на фиг. Зб,в (без учета амплитудных ис- кажений в полосовом фильтре).

Напр жение на выходе фильтра 15 -измен етс  скачком от U до U, в момент скачка фазы принимаемого сигнала , как показано на фиг. 3 (без уче- та амплитудных искажений в полосовом фильтре). Импульсы с фильтра 15 низкой частоты поступают на формирователь 16, который осуществл ет задержку момента перескока фазы на врем  Djj, завис щее от полосы установленного полосового фильтра. Сформированные таким образом управл ющие имil}j L iilalL4a/2liaLis/2ll p -g/2 r

t(l+q)l(q/2))exp(-ci/2.)}

Зависимость от q (фиг. 4) бьша рассчитана на ЭВМ, функции Бессел  были представлены р дом. Таким образом , наход  т и D огибающей смеси сигнала с шумом, можно найти q. Этот принцип реализован в предлагаемом устройстве, где отношение m /D находитс  после линейного детектора, далее найденному значению став тс  в соответствие с заданной точностью значени  кривой по формуле (2).

Оценки среднего значени  т и дисперсии D при N измерени х наход тс  следующим образом:

m

N1

( 1 У Y . П

1-

-(,-),

где Х|., ,2,...,N -

С учетом выражени  левой части выражени  ставить

(:zxj

(Х;) N(N- )

N iNl:x I x j ( х

iti i-1ifl Ы

Устройство работает следуюш 1м .образом.

После селекции в полосовом фильтре 1 сигнал поступает на линейный

пульсы поступают на первый управл ющий вход преобразовател  3, тем самым разреша  вз ть выборку из огибающей сигнала устройству выборки-хранени . Этот импульс поступает также на вход блока 18 синхронизации.

Длительность задержки С,, элемента 17 задержки не должна превышать длительности элементарного импульса передачи цифрового ФМ-сигнала.

Дл  обобщенного закона Реле  отношение квадрата первого момента огибающей и дисперсии огибающей выражаетс  зависимостью, котора  однозначно зависит от входного отношени  сигнал/шум ,

(2)

30

детектор сигнала 2, где выдел етс  25 его огибающа . Частота импульсов на выходе аналого-цифрового преобразовател  3 пр мо пропорциональна величине огибающей в момент вз ти  выборки блоком 19. Выборка беретс  по импульсам , поступающим с формировател  16. Коммутатор 21 открываетс  на врем  t, и пропускает на выход аналого-цифрового преобразовател  3 количество импульсов, соответствующее величине огибающей в момент выборки. 35 Измерение отношени  сигнал/шум проходит за два цикла. Во врем  первого

N

цикла находитс  величина (.)

1-1

40 следующим образом. Коммутатор 4 открываетс  импульсами, поступающими с первого выхода блока 18. По передним фронтам этих импульсов сбрасываетс  в О сумматор 5 и первый квад45 ратор 6. За врем  первого цикла в сумматоре 5 формируетс  сумма N пачек импульсов с выхода аналого-цифрового преобразовател  3. По задним фронтам управл ющих импульсов, поступающих с первого выхода блока 18, закрываетс  первый коммутатор 4 и начинаетс  работа первого квадратора 6. Импульсы с выхода первого квадратора 6 записываютс  на вход блока 7 вычитани , выполненного, например, в виде реверсивного счетчика, а также в делитель 11.

Во врем  второго цикла второй коммутатор открываетс  импульсами, по50

55

t5

513741

ступающими с третьего выхода блока 18, Количество импульсов в каждой пачке возводитс  в квадрат во втором квадраторе 9 и умножаетс  на N в умножителе 10. Далее эти импульсы поступают на вход блока 7 вычитани , оторьй представл ет собой вход сумировани  упом нутого реверсивного счетчика. По передним фронтам импуль- ю сов, поступающих с третьего выхода блока 18, сбрасываютс  в О блок 7 ычитани  и делитель 11, а по заднкмвычислитель 12 отношени  сигнал/ ум, и начинает работу делитель 11, на второй вход которого поступает

N и

разность .-(AlXj) с блока 7

ui i-

вычитани . Делитель 11 в течение следующего цикла формирует численное значение отношени , поступающее затем на вычислитель 12 отношени  сигнал/шум , который представл ет собой преобразователь одного кода в другой на основе посто нных запоминающих устройств, в котором запомнены значени  функции (21 зависимости между веичиной отношени  и величиной отношени  сигнал/шум с заданной точостью .

Блок 18 синхронизации работает с следующим образом.

20

25

30

546

На его вход поступают импульсы управлени  с входа формировател  16, счетчик 22 отсчитывает N импульсов и перебрасывает триггер 23, пр мой выход которого  вл етс  первым выходом блока 18, а инвертирующий выход  вл етс  третьим выходом блока 18. По переднему фронту тактового импульса срабатывает формирователь 24, выдающий на второй выход блока 18 импульсы длительностью t..

Форму л а изобретени 

Устройство дл  определени  отношени  сигнал-шум сигналов с фазовой модул цией по авт. св. № 1287048, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерени , введены элемент задержки и последовательно соединенные второй перемножит ель, фильтр низкой частоты, формирователь , причем вход элемента -задержки соединен с входом второго.перемножител  и с выходом полосового фильтра, а выход - с вторым входом второго перемножител , управл ющий вход формировател  соединен с управл ющим выходом полосового фильтра, выход формировател  соединен с первым управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател  и с входом блока синхронизации.

Фиг. 2

v/

100

so

60 0

20

Фиг.З

Claims (1)

1. Форму ла изобретения

   Устройство для определения отношения сигнал-шум сигналов с фазовой модуляцией по авт. св. № 1287048, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, введены элемент задержки и последовательно соединенные второй перемножит ель, фильтр низкой частоты, формирователь, причем вход элемента -задержки соединен с входом второго.перемножителя и с выходом полосового фильтра, а выход - с вторым входом второго перемножители, управляющий вход формирователя соединен с управляющим выходом полосового фильтра, выход формирователя соединен с первым управляющим входом аналого-цифрового преобразователя и с входом блока синхронизации.

   Фиг. 2

   Фиг. 3