SU1474564A1 - Signal-to-noise ratio measuring method - Google Patents
Signal-to-noise ratio measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- SU1474564A1 SU1474564A1 SU874222635A SU4222635A SU1474564A1 SU 1474564 A1 SU1474564 A1 SU 1474564A1 SU 874222635 A SU874222635 A SU 874222635A SU 4222635 A SU4222635 A SU 4222635A SU 1474564 A1 SU1474564 A1 SU 1474564A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input signal
- period
- signal
- periods
- time interval
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к частотным измерени м периодических сигналов, в частности, оценке их статистических характеристик. Цель изобретени - повышение быстродействи - достигаетс за счет частичного перекрыти по времени внутренних интервалов измерени периода, вход щих в суммарный интервал времени измерени . При этом внутри суммарного интервала формируют две группы равномерно нарастающих по длительности временных интервалов, имеющих общее начало, совпадающее с началом суммарного интервала измерени . В каждом из сформированных интервалов производ т отсчеты числа периодов входного сигнала и числа периодов сигнала эталонной частоты и запоминают их. Измер ют среднее значение периода входного сигнала в суммарном интервале измерени , формируют отсчеты относительного отклонени периода входного сигнала от среднего значени и определ ют отношение сигнал/шум H по формулам H = 1/ 2 ϕ 6 Δ, Σ Δ = √ ζК I=1 (Ξср - ΔI)2/ К - 1, ΔI= QI - PI, Δср = ζ К I=1 ΔI/К , QI = [PI + 0,5], PI = То N2I - N1I/ Тх, Тх = То ζ К I = 1 (N2I - N1I) / N2I - N1I, гдЕ Σ* Δ - относительное СКО р да отсчетов периода входного сигналаThe invention relates to frequency measurements of periodic signals, in particular, the evaluation of their statistical characteristics. The purpose of the invention, an increase in speed, is achieved by partially overlapping the internal measurement intervals of the period included in the total measurement time interval. In this case, within the total interval, two groups of time intervals uniformly increasing in duration, having a common beginning, coinciding with the beginning of the total measurement interval, are formed. In each of the formed intervals, the number of periods of the input signal and the number of periods of the reference frequency signal are sampled and stored. Measured average value of the input signal period in the total range measurement form the samples of the relative deviation of the input signal period of the average value and the determined S / N ratio H of formulas H = 1/2 φ 6 Δ, Σ Δ = √ ζ K I = 1 (Ξср - ΔI) 2 / К - 1, ΔI = QI - PI, Δср = ζ К I = 1 ΔI / К, QI = [PI + 0.5], PI = That N2I - N1I / Тх, Тх = That ζ К I = 1 (N2I - N1I) / N2I - N1I, where Σ Σ * Δ is the relative standard deviation of counts of the input signal period
То - длительность периода сигнала эталонной частотыThat is the duration of the reference frequency signal period
Тх - среднее значение периода входного сигнала, измеренное за суммарный интервал времени измерени Tx is the average value of the period of the input signal, measured over the total measurement time interval
N1I, N2I, N1I, N2I- отсчеты числа периодов сигнала эталонной частоты и входного сигнала в I - м временном интервале в первой и второй группе соответственноN1I, N2I, N1I, N2I - counts of the number of periods of the reference frequency signal and the input signal in the I-th time interval in the first and second groups, respectively
ΔI - отсчеты относительного отклонени периода входного сигнала от среднего значени в I - м временном интервале, К - число отсчетов в каждой группе.ΔI - samples of the relative deviation of the period of the input signal from the average value in the I-th time interval; K - number of samples in each group.
Description
Изобретение относитс к частотным измерени м периодических сигналов, в частности оценке их статистических характеристик.The invention relates to frequency measurements of periodic signals, in particular the evaluation of their statistical characteristics.
Целью изобретени вл етс повышение быстродействи за счет частичного перекрыти по времени внутренних интервалов измерени периода, вход щих в суммарный интервал времени измерени .The aim of the invention is to increase the speed by partially overlapping the internal measurement intervals of the period included in the total measurement time interval.
На фиг.1 приведены временные диаграммы, по сн ющие формировани частично перекрывающихс временных интервалов внутри суммарного интервала измерени среднего значени периода входного сигнала| на фиг,2 - блок-схема одного из вариантов уст- ройства дл реализации способа.Fig. 1 shows time diagrams for explaining the formation of partially overlapping time intervals within the total measurement interval of the average value of the period of the input signal | Fig. 2 is a block diagram of one of the embodiments of the device for implementing the method.
Устройство содержит усилитель- формирователь 1, к выходу которого Подключен формирователь 2 временных интервалов, к второму входу которого подключен генератор 3 эталонной частоты , а к выходу - первые входы первого 4 и второго 5 элементов И, к выходам которых соответственно подключены счетчик 6 периодов входного сигнала и счетчик 7 периодов сигнала эталонной частоты, к выходам которых подключены соответственно первый 8 и второй 9 буферные регистры. При этом второй выход формировател 2 временных интервалов через элемент 1 задержки подключен к запоминающему блоку 11, к второму и третьему входу которого подключены выходы буферных регистров 8 и 9, а к выходу блока 11 подключен цифровой вычислитель 12, к выходу которого подключен индикаторный блок 13.The device contains a amplifier-shaper 1, to the output of which a shaper of 2 time intervals is connected, to the second input of which a generator 3 of the reference frequency is connected, and to the output - the first inputs of the first 4 and second 5 And elements, to the outputs of which a counter of 6 periods of the input signal is connected and a counter of 7 periods of the reference frequency signal, to the outputs of which the first 8 and second 9 buffer registers are connected, respectively. The second output of the imaging unit 2 time intervals through the delay element 1 is connected to the storage unit 11, the outputs of the buffer registers 8 and 9 are connected to the second and third input, and the digital calculator 12 is connected to the output of the block 11, the indicator block 13 is connected to the output.
Сущность способа состоит в формировании внутри суммарного интервала измерени р да частично перекрывающихс внутренних временных интервалов , в каждом из которых измер ют относительное отклонение периода входного сигнала от среднего значе- ни, вызванное шумом,, что позвол ет определить относительное среднеквад- ратическое отклонение периода входного сигнала, св занное с отношением сигнал/шум обратно-пропорциональной зависимостью. При реализации способа дл формировани отсчетов числа периодов входного сигнала его предварительно усиливают и ограничивают по уровню с целью формировани последо- вательности импульсов, в которой информаци об отношении сигнал/шум содержитс в отклонении длительности периодов от среднего значени . Получение наиболее веро тного значени отношени сигнал/шум возможно, если отсчеты отклонени периода входного сигнала от среднего значени некор- реллированы. Дл этого сдвигают окончание каждого временного интервала в данной группе относительно окончани предыдущего интервала на отрезок времени превышающий ожидаемый радиус коррел ции шума,,The essence of the method is to form within a cumulative measurement interval a series of partially overlapping internal time intervals, in each of which the relative deviation of the input signal period from the average value is measured, caused by noise, which allows to determine the relative standard deviation of the input signal period. associated with the signal-to-noise ratio inversely proportional relationship. When implementing the method for forming samples of the number of periods of the input signal, it is pre-amplified and limited in level to form a pulse sequence in which the signal-to-noise ratio information is contained in the deviation of the periods from the average value. Obtaining the most likely signal-to-noise ratio is possible if the samples of the period deviation of the input signal from the mean value are uncorrelated. For this, the end of each time interval in this group is shifted relative to the end of the previous interval by a period of time longer than the expected noise correlation radius,
Формирование перекрывающихс временных интервалов производ т следующим образом.The formation of overlapping time intervals is performed as follows.
Формируют две равночисленные группы равномерно нарастающих временных интервалов, имеющих общее начало, совпадающее с началом суммарного интервала измерени . Окончание каждого временного интервала в данной группе сдвигают относительно окончани предыдущего интервала на равные отрезки времени (с точностью до периода входного сигнала)6 содержащее целое число периодов входного сигнала. Длительность последнего временного интервала в первой группе делают равной , примерно трети длительности суммарного интервала измерени . Длительность первого временного интервала во второй группе делают равной, примерно, двум третий длительности суммарного интервала измерени . Число нарастающих временных интервалов в каждой группе не должно превышать числа периодов входного сигнала, укладывающихс в последнем, самом длительном временном интервале первой группы.При этом последний временной интервал во второй группе окажетс совпадающим по длительности с суммарным интервалом времени,Two equal-sized groups of uniformly increasing time intervals are formed, having a common beginning, which coincides with the beginning of the total measurement interval. The end of each time interval in this group is shifted relative to the end of the previous interval by equal periods of time (with an accuracy of the input signal period) 6 containing an integer number of periods of the input signal. The duration of the last time interval in the first group is made equal to about one third of the duration of the total measurement interval. The duration of the first time interval in the second group is made approximately equal to two third of the duration of the total measurement interval. The number of increasing time intervals in each group should not exceed the number of input signal periods placed in the last, longest time interval of the first group. At the same time, the last time interval in the second group will coincide in duration with the total time interval,
В процессе формировани нарастающих временных интервалов подсчитывают число периодов входного сигнала и число периодов сигнала эталонной частоты в моменты времени совпадающие с окончани ми формируемых временных интервалов. По мере получени отсчетов их занос т в пам ть, а после получени последнего отсчета определ ют среднее значение периода входного сигнала Т в суммарном интервале измерени During the formation of increasing time intervals, the number of periods of the input signal and the number of periods of the reference frequency signal are counted at time instants coinciding with the terminations of the formed time intervals. As samples are acquired, they are stored in the memory, and after the last count is obtained, the average value of the input signal period T is determined in the total measurement interval
т -о t-o
: ( N,, ): (N ,,)
------- -------
2(iH,- n.,,)2 (iH, - n. ,,)
((
°k° k
гс - период эталонной часТОТЫЈgs - the period of the reference clock
N1n , N ,-, - число периодов сигнала эталонной частоты вN1n, N, -, - the number of periods of the reference frequency signal in
i-м временном интервалеi-th time interval
,n, n
ii
в первой и во второй группе соответственно; число периодов входного сигнала в i-м временном интервале в первой и во второй группе соответственно; k - число отсчетов в каждойin the first and in the second group, respectively; the number of periods of the input signal in the i-th time interval in the first and in the second group, respectively; k is the number of samples in each
группе.group.
По результатам запомненных отсчетов числа периодов сигнала эталонной частоты и с учетом измеренного среднего значени периода входногоAccording to the results of the memorized samples of the number of periods of the reference frequency signal and taking into account the measured average value of the period of the input
10ten
интервалов, на второ# вход которого поступает выходной сигнал генератора 3 эталонной частоты (фиг.1.2). Форми рователь 2 вырабатывает на своем выходе А импульс суммарного интервала измерени , синхронизированный в начале и в конце с одноименными, например, положительными фронтами сигнала усилител 1. Этот импульс поступает в виде разрешающего сигнала на первые входы обоих элементов И 4 и 5. На вторые входы элементов И поступают сигналы с выходовintervals, on the second # the input of which receives the output signal of the generator 3 of the reference frequency (Fig. 1.2). Shaper 2 produces at its output A a pulse of the total measurement interval synchronized at the beginning and at the end with the same, for example, positive edges of the signal of amplifier 1. This pulse arrives as an enable signal to the first inputs of both elements 4 and 5. To the second inputs elements and signals come from the outputs
сигнала формируют отсчеты относитель- 15 усилител 1 и генератора 3, которыеthe signal is formed by samples of the relative 15 amplifier 1 and generator 3, which
интервалов, на второ# вход которого поступает выходной сигнал генератора 3 эталонной частоты (фиг.1.2). Формирователь 2 вырабатывает на своем выходе А импульс суммарного интервала измерени , синхронизированный в начале и в конце с одноименными, например, положительными фронтами сигнала усилител 1. Этот импульс поступает в виде разрешающего сигнала на первые входы обоих элементов И 4 и 5. На вторые входы элементов И поступают сигналы с выходовintervals, on the second # the input of which receives the output signal of the generator 3 of the reference frequency (Fig. 1.2). The shaper 2 produces at its output A a pulse of the total measurement interval synchronized at the beginning and at the end with the same, for example, positive edges of the signal of the amplifier 1. This pulse arrives as an enable signal to the first inputs of both elements 4 and 5. To the second inputs of the elements And signals come from the outputs
ного отклонени периода входного сигнала от среднего значени Д в интервалах времени, лежащих между окончани ми временных интервалов, имеющих одинаковый пор дковый номер в первой и во второй группе. Длительность каждого такого интервала составл етthe first time deviation of the input signal from the average value of D in the time intervals lying between the end of the time intervals having the same sequence number in the first and second groups. The duration of each such interval is
TO(N,;- NM), - TO (N,; - NM), -
р тrt
NI,- Ы,NI, - Y,
0 10 1
q, Pf + 0,5J.q, Pf + 0,5J.
В заключение определ ют относительное среднеквадратическое отклонение периода входного сигнала отношение сигнал/шум п: .In conclusion, the relative standard deviation of the input signal period is determined by the signal-to-noise ratio n:.
лиwhether
h 21Г6Лh 21Г6Л
Таким образом, отношение сигнал/ шум определ етс практически одновременно с изменением периода входного сигнала, т.е. статистическа обработка входного сигнала производитс в одном измерительном цикле с измерением периода входного сигнала.Thus, the signal-to-noise ratio is determined almost simultaneously with the change in the period of the input signal, i.e. The statistical processing of the input signal is performed in one measuring cycle with the measurement of the period of the input signal.
Устройство дл осуществлени способа работает следующим образом.A device for implementing the method works as follows.
Исследуемый сигнал поступает на вход усилител -формировател 1, преобразующего его в последовательность пр моугольных импульсов (фиг.1.1), выходной сигнал усилител 1 поступает на вход формировател 2 временныхThe signal under study is fed to the input of the amplifier-former 1, which converts it into a sequence of rectangular pulses (Fig.1.1), the output signal of the amplifier 1 is fed to the input of the former 2 temporary
00
по разрешающему сигналу попадают на входы счетчиков 6 и 7 соответствен-, но. Счетчик 6 подсчитывает число периодов входного сигнала, а счетчик 7 - число периодов сигнала эта1- лонной частоты в течение всего суммарного интервала измерени . Выходы счетчиков 6 и 7 подключены к разр дным входам буферных регистров 8on the enabling signal fall on the inputs of counters 6 and 7, respectively, but. The counter 6 counts the number of periods of the input signal, and the counter 7 the number of periods of the 1-lon frequency signal during the entire cumulative measurement interval. The outputs of counters 6 and 7 are connected to the bit inputs of the buffer registers 8
5 и 9. На входы записей регистров поступает сигнал записи с выхода Б формировател 2. Этот сигнал, вырабатываемый через равные промежутки времени, синхронизирован с одноимен0 ными (например, положительными) фронтами импульс ов входного сигнала (фиг.1.4). Он определ ет окончание каждого из нарастающих внутренних временных интервалов (фиг.1.5-10). Занесенные в буферные регистры значени отсчетов переписываютс в запоминающий блок 11 по команде, поступающей с элемента 10 задержки, предотвращающего совпадение моментов записи кодов отсчетов в запоминающий блок 11 с моментами переключени буферных регистров.5 and 9. The recording signal from the output B of driver 2 is sent to the inputs of the register records. This signal, which is generated at regular intervals of time, is synchronized with the same name (for example, positive) edges of the input signal pulse (Fig. 1.4). It defines the end of each of the growing internal time intervals (Figures 1.5-10). The sample values stored in the buffer registers are rewritten to the storage unit 11 by a command received from a delay element 10 preventing the recording points of the sample codes from coinciding with the storage unit 11 with the switching times of the buffer registers.
В вычислителе 12 производитс вычисление разностей полученных от5 счетов (N.- N. ), характеризующих длительность частично перекрывающихс временных интервалов (фиг.1.11- 13), а также определ етс среднее значение периода входного сигнала Т х и вычисл етс искомое отношение сигнал/шум. Полученное значение отношени сигнал/шум поступает в индикаторный блок 13.The calculator 12 calculates the differences from 5 5 accounts (N.-N.) characterizing the length of the partially overlapping time intervals (Figures 1.1.11), and also determines the average value of the input signal period T x and calculates the desired signal-to-noise ratio . The obtained value of the signal-to-noise ratio enters the indicator unit 13.
5five
00
00
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874222635A SU1474564A1 (en) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | Signal-to-noise ratio measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874222635A SU1474564A1 (en) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | Signal-to-noise ratio measuring method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1474564A1 true SU1474564A1 (en) | 1989-04-23 |
Family
ID=21295650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874222635A SU1474564A1 (en) | 1987-04-06 | 1987-04-06 | Signal-to-noise ratio measuring method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1474564A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112379450A (en) * | 2020-10-30 | 2021-02-19 | 中国石油天然气集团有限公司 | Signal-to-noise ratio obtaining method and device for time-frequency electromagnetic square wave signal |
-
1987
- 1987-04-06 SU SU874222635A patent/SU1474564A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Шелкин А.П. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки.: Энерги , 1972, с. 132. Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерени .- М.: Радио и св зь, 1985, с. 190. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112379450A (en) * | 2020-10-30 | 2021-02-19 | 中国石油天然气集团有限公司 | Signal-to-noise ratio obtaining method and device for time-frequency electromagnetic square wave signal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4541105A (en) | Counting apparatus and method for frequency sampling | |
| US3985022A (en) | Ultrasonic thickness measuring method and apparatus | |
| SU1474564A1 (en) | Signal-to-noise ratio measuring method | |
| Löw | Dead time corrections on measurements of shortlived activities | |
| SU1583875A1 (en) | Apparatus for measuring natural frequency of resonance system | |
| SU1700492A1 (en) | Frequency meter of hydroacoustic doppler log | |
| SU796766A1 (en) | Digital meter of on-off ratio of radio pulses | |
| SU1691769A1 (en) | Device for measuring frequency of electric signals | |
| SU1597817A2 (en) | Apparatus for recording lightning activities | |
| SU947776A2 (en) | Voltage oscillation analyzer | |
| SU498626A1 (en) | Correlometer | |
| RU1793388C (en) | Method and device for measuring electric signal frequency | |
| SU924603A1 (en) | Device for measuring input signal frequency in panoramic radio receiver | |
| SU1196935A1 (en) | Device for compressing pulse signals | |
| SU1045162A2 (en) | Digital phase meter having constant measuring time | |
| SU1485195A2 (en) | Digital meter of pulse burst duration | |
| SU868626A1 (en) | Digital phase meter | |
| SU1511713A1 (en) | Meter of duration of pulse fronts | |
| SU1509753A1 (en) | Apparatus for measuring the frequency of electric signal | |
| SU815679A2 (en) | Device for measuring and registering logarithmic decrement | |
| SU808681A1 (en) | Device for producing starting pulse | |
| SU673972A1 (en) | High-accuracy time radio signal selector | |
| SU493929A1 (en) | Device for measuring parameters in data transmission channels | |
| SU603999A1 (en) | Statistic analyzer | |
| SU1019352A1 (en) | Frequency measuring method |