SU1529148A1

SU1529148A1 - Способ измерени отношени сигнал - шум и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU1529148A1
Application number: SU884388103A
Authority: SU
Inventors: Рольф Адольфович Ваккер; Олег Николаевич Дорогов
Original assignee: Рязанский Радиотехнический Институт
Priority date: 1988-03-04
Filing date: 1988-03-04
Publication date: 1989-12-15

Abstract

Изобретение может быть использовано в многоканальных системах радиосв зи дл получени текущих оценок отношени сигнал/шум при действии шума и широкополосной помехи. Цель изобретени - улучшение линейности и расширение динамического диаметра зона измерений отношени сигнал/помеха при действии гаусовского некоррелированного шума и широкополосной помехи с измен ющейс интенсивностью-достигаетс путем линейной фильтрации в двух частотных диапазонах нелинейно преобразованной смеси сигнал + помеха. Согласно способу смесь сигнала и шума преобразует с помощью нелинейного элемента с квадратичной характеристикой и находит значени спектральной плотности мощности полученного процесса в двух частотных диапазонах, границей разделени которых вл етс половинное значение ширины спектра входного шума, вычисл ют функцию от этих величин (например, частное), по которой суд т об искомой величине. В устройстве смесь сигнала и шума преобразуетс в нелинейном элементе 1. Из его выходного сигнала с помощью последовательно соединенных первого полосового фильтра 2, первого квадратора 3 и первого фильтра 4 нижних частот формируетс напр жение, пропорциональное мощности шума, а с помощью последовательно соединенных второго полосового фильтра 6, второго квадратора 7 и второго фильтра нижних частот - мощность сигнала и шума. В вычитателе 9 формируетс напр жение, пропорциональное мощности сигнала, которое подаетс на один из входов делител 5. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Description

(21)4388103/2А-21

(22)04.03.88

(46) 15.12.89. Бюл. № 46

(71)Р занский радиотехнический институт

(72)Р.А Ваккер и О.Н.Дорогов

(53)621.317.75(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР tf 819753, кл. G 01 R 29/26, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1038898, кл. G 01 R 29/26, 1983.

(54)СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57)Изобретение может быть использовано в многоканальных системах радиосв зи дл получени текущих оценок отношени сигнал/шум при действии шума и широкополосной помехи. Цель изобретени - улучшение линейности и расширение динамического диапазона измерений отношени сигнал/помеха при действии гаусовского некоррелированного шума и широкополосной помехи с измен ющейс интенсивностью - достигаетс путем линейной фильтрации в двух частотных диапазонах нелинейно преобразованной

смеси си1 нал - помеха. Согласно способу смесь сигнала и шума преобразуют с помощью нелинейного элемента с квадратичной характеристикой и наход т значени спектральной плотности мощности полученного процесса в двух частотных диапазонах, границей разделени которых вл етс половинное значение ширины спектра входного шума, вычисл ют функцию от этих величин (например, частное), по которой суд т об искомой величине . В устройстве смесь сигнала и шума преобразуетс в нелинейном элементе 1 . Из его выходного сигнала с помошью последовательно соединенных первого полосового фильтра 2, первого вкадратора 3 и первого фильтра 4 нижних частот формируетс напр жение , пропорциональное мощности шума , а с помошью последовательно соединенных второго полосового фильтра 6, второго квадратора 7 и второго фильтра нижних частот - мощность сигнала и шума. В вычитателе 9 формируетс напр жение, пропорциональное мощности сигнала, которое подаетс на один из входов делител 5. 2 с.п. ф-лы, 2 ил о

(Л

00

фиг.1

Изобретение относитс к радиотех- иике и может быть использовано в многоканальных системах радиосв зи дл получени текущих оценок отношени сигнал/шум при действии шума и широкополосной помехи измен ющейс интенсивности.

Целью изобретени вл етс улучшение линейности и расширение динамического диапазона измерени отношени сиГнал/шум при действии гау- совского шума и широкополосной помехи с измен юшейс интенсивностью путем линейной фильтрации в двух частотных диапазонах нелинейно преобразованной смеси сигнал плюс шум,

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства дл измерени отношени сигнал/шум; на фиг. 2 - эпюры по сн ющие предлагаемый способ измерени .

Устройство дл измерени отношени сигнал/шум содержит последовательно соединенные нелинейный элемент 1, вход которого вл етс входом устройства, первый полосовой фильтр 2, первый квадратор 3, первый фильтр 4 нижних частот и делитель 5, вькод которого вл етс выходом устройства. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные второй полосовой фильтр 6, вход которого подключен к выходу нелинейного элемента 1, второй квадратор 7, второй фильтр 8 низких частот и вычитатель 9, второй вход которого подключен к выходу первого фильтра 4 низких частот, а выход подключен к другому входу делител 5.

Предлагаемый способ рассмотрим на примере работы устройства дл его реализации.

Пусть на вход нелинейного элемента 1 поступает нормальный шум с полосой Л F, спектральной плотностью мощности /dF, центральной частотой ff (фиг. 2а) и гармонический сигнал Us Ascos( + ) (фиг. 2б).

Приводимые расчеты получены дл нелинейного элемента с параболической характеристикой вида у ах, где а - масштабный коэффициент . Запишем непрерывную низкочастотную часть спектра шума на выходе нелинейного элемента 1 в виде

S(f) 5,,ЛГ)

+ 5у,„(Т,

(1)

где 8„,„ (f) - спектральна плотность мощности шума, образованна взаимодействием шума с самим собой

аЧ п

Yr-(-f/aF), ,а F

о дл других f (2)

Ssih (f) - спектральна плотность мощности шума, образованна взаимодействием сигнала и шума

S,

(f)

а лП /dF, rejo, 0,5uF

О дл других f

(3)

График спектральной плотности мощности шума в диапазоне видеочастот на выходе нелинейного элемента показан на фиг. 2 в. Как следует из диаграммы, при действии полезного

сигнала происходит перекос спектра вблизи частоты 0,5Д. При этом в диапазоне частот (О - 0,5/lF) происходит увеличение спектральной плотности шума, пропорциональное мощности воздействующего полезного сигнала . Положим, что центральные частоты первого и второго полосовых фильтров 2 и 6 (фиг. 1) равны соответственно fj и f . Эти частоты выбираютс из соотношений О f 0,5flF, 0,5uF f Л F. Дл упрощени выкладок положим, что полосовые фнльт- ры 2 и 6 имеют идеальные амплитудно-частотные характеристики, которые определ ютс следующим образом

г1, feC/JF 1/2,UFJ. ,v .( |0, fl CfiF/2, Д Fl

. |-1, ,(5)

Н(П ЛО, ,AF/

Тогда мощности шума на выходах полосовых фильтров 2 и 6 равны соответственно

Р 2lH (f)s(f)df; (6) Pj 2f H(f)S(f)df. (7)

Использу соотношени (l)-(3) дл

значений спектральнойплотности мощности шума, на выходенелинейного элемента получаем

Р, ) (В)

p.

4аЧО,25 A Напр жени Uz.

5

i

1

3

и и

+ 3(г,/2) (9)

на выходах

фильтров 4 и 8 нижних частот пропорциональны мошности процессов на входах квадраторов 3 и 7. Поэтому с точностью до посто нного сомножител можно записать

Uj 1,; U,j 4AU ЗС (10)

Таким Образом, напр жение Uj. пропорционально только мощности шума, а напр жение U| вл етс функцией мощностей сигнала и шума. Дл получени напр жени , пропорционального только мощности сигнала используетс вычитатель 9, напр жение на выходе которого равно Ujj - в U , где J. - посто нный весовой коэффициент . Данное напр жение и напр жение Uj подаютс на входы делител , напр жение на выходе которого равно

...

Hi-If-Hl (3-.i)2

и.

(И)

Дл весового коэффициента J. получаем

и

6(Ж

/г:

8Р,/Р., (12)

у

где PJ - мощность сигнала;

РЫ

i . мощность шума.

Claims

Таким образом, напр жение на выходе устройства измерени отнощени сигнал/щум пропорционально отношению сигнал/шум на входе. Формула изобретени

I. Способ измерени отношени сигнал/шум, при котором смесь сигнала и щума преобразуют с помощью

1529148

5

0

5

0

5

0

нелинейного элемента с квадратичной характеристикой, отличающийс тем, что, с целью повыпе- ни линейности и расширени динамического диапазона измерени , производ т измерение значений спектральной плотности мощности процесса на выходе нелинейного элемента в двух частотных диапазонах, границей разделени которых вл етс половинное значение ширины спектра шума (сигнала ), вычисл ют функцию от этих величин , по которой суд т об искомой величине.
2. Устройство дл измерени отнощени сигнал/щум, содержащее нелинейный элемент с квадратичной характеристикой , вход которого вл етс входом устройства, последовательно соединенные первый квадратор, первый фильтр ннжних частот и делитель, выход которого вл етс выходом устройства , а также пторой фильтр нижних частот, отличающеес тем, что, с целью улучшени линейности и расширени динамического диапазона устройства, введены первый полосовой фильтр, последовательно соединенные второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу ие- линейного элемента, и второй квадратор , а также вычитатель, первый вход которого подключен к выходу второго фильтра нижних частот, второй вход - к выходу первого фильтра нижних частот , а выход к второму входу делител , при этом входы первого и второго полосовых фильтров подключены к выходу нелинейного элемента, выход первого полосового фильтра подключен к входу первого квадратора, а выход второго квадратора - к входу второго фильтра нижних частот.

Редактор Т. Парфенова

Составитель И. Михалев

Техред Л.Сердюкова Корректор М. Пожо

Заказ 7637/А1

Тираж 714

ВНИИ1Ш Государственного комитета по изобретени м и открыти м при 1 К НТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Произыодствеино-нздательский комбинат Патент, г. Ужгороц, ул. Г г арина, 1П|

Подписное