SU1539690A1 - Измеритель отношени сигнал/шум телевизионного сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано при определении отношени  сигнал/шум телевизионных приемников и чувствительности телевизионных усилительных микросхем дл  измерени  средней амплитуды повтор ющихс  импульсных сигналов, а также дл  измерени  их временных интервалов. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей достигаетс  за счет обеспечени  измерени  временных интервалов импульсных сигналов. Дл  этого в устройство введены последовательно соединенные второй блок 13 задержки, второй логический блок 14, ждущий мультивибратор 15 и второй счетчик 15, а также третий 18 и четвертый 19 логические блоки и триггер 17. Дл  измерени  отношени  сигнал/шум используютс  компаратор 1, первый вход которого подключен к входной клемме 2, а второй - к выходу цифроаналогового преобразовател  3, последовательно соединенные генератор 5 импульсов, первый логический блок 4, первый счетчик 8 и интерфейсный блок 7, а также первый блок 10 задержки, вход которого соединен с клеммой 12 дл  подключени  источника тактовых импульсов, и формирователь 6 импульсов. Один из входов интерфейсного блока 7 соединен с клеммой 11 дл  подключени  к источнику импульса запуска, а через шину 9 подключен к микроЭВМ. 7 ил.

Description

на

на 38Н

сд

00 СО 05

со о

импульи 

И

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быть использовано при определении отношени  сигнал/шум телевизионных приемников и чувствительности телевизионных усилительных микросхем дл  измерени  средней амплитуды повтор ющихс  импульсных сигналов, а также дл  измерени  их временных интервалов.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  измерени  временных интервалов импульсных сигналов.

На фиг. 1 представлена структур- на  схема измерител  отношени  сиг- .дал/шум; на фиг. 2 - структурна  схема блока интерфейса измерител ; на фиг. 3 - временные диаграммы работы измерител ; на фиг. 4 - функци  рас- пределени  веро тности шумового сигнала; на фиг. 5 - временные диаграммы работы компаратора и первого логического блока; на фиг. 6 - временные диаграммы, по сн ющие работу предлагаемого измерител  в режиме измерени  временных интервалов; на фиг. 7 - временные диаграммы, логического блока. .- „

Измеритель содержит (фиг. 1) ком- паратор 1, первый вход которого подключен к входной клемме 2,. второй вход подключен к выходу цифроаналогового преобразовател  3, а выход компаратора 1 подключен к одному входу логического блока 4, к соответствующим входам которого подключены выход генератора 5 импульсов высокой частоты , формировател  6 импульсов и интерфейсного блока 7. Выход логического блока 4 подключен к счетному входу счетчика 8, вход Сброс которого и шина выходов подключены к интерфейсному блоку 7, подключенного к магистрали 9 микроЭВМ и через шины - к блоку 10 задержки, формирователю 6 импульсов и цифроаналоговом преобразователю 3, а также к клемме 11 дл  подключени  источника сигнала запуска. Вход блока 10 задержки под- ключей к клемме 12 дл  подключени  к источнику тактовых импульсов, синхронных с импульсами синхронизации строк телевизионного сигнала. Кроме того, он содержит последовательно соединенные второй блок 13 задержки, второй логический блок 14, ждущий мультивибратор 15 и второй счетчик

5

5 0

0 5 0 5

0

5

(счетчик склонов измер емого сигнала ) 16, причем второй вход второго логического блока 14 и вход второго блока 13 задержки объединены между собой и подключены к выходу компаратора 1, а выход данных интерфейсного блока 7 через шину соединен с одноименным входом второго счетчика 16, а также триггер 17, третий логический блок 18, включенный между выходом формировател  6 импульсов и соответствующим входом первого логического блока 4, четвертый логический блок 19, включенный между выходом сигналов Прерывание 2 формировател  6 им - пульсов и входом интерфейсного блока 7, выход Сброс прерывани  которого соединен с одноименным входом четвертого логического блока 19, вход установки триггера 17 подключен к выходу формировател  6 импульсов, вход Сброс соединен с выходом второго счетчика 16, а выход соединен с объединенными вторыми входами третьего 18 и четвертого 19 логических блоков, третьи входы которых соединены между собой и подключены к выходу интерфейсного блока 7.

Интерфейсный блок 7 (фиг. 2) состоит из подключенных к магистрали 9 блока 20 выборки адреса, шинных буферов 21 данных, буферов 22 управл ющих сигналов. Выходы блока 20 выборки адреса, шинных буферов 21, буферов 22 управл ющих сигналов подключены к блокам 23 и 24 параллельного интерфейса. Входы блока 23 параллельного интерфейса через шину подключены к выходам счетчика 8, а выходы - к блоку 10 задержки. Один буфер канала блока 24 параллельного интерфейса подключен к формирователю 6 импульсов , другой буфер подключен к цифроаналоговому преобразователю 3, к счетчику 16 склонов, остальные разр ды буфера подключены к счетчику 8 (сигнал Сброс), блоку 10 задержки (сигнал Разрешение), логическому блоку 4 (сигнал Калибровка) к логическим блокам 18 и 19 (сигнал Из- . мерение длительности). Сигналы прерывани  от клеммы 11 запуска (Прерывание 1) и формировател  6 импульсов (Прерывание 2) через буфер 25 прерывани  поступают в магистраль 9 ЭВМ.

Измеритель в режиме измерени  отношени  сигнал/шум работает следующим образом.

В исходном состо нии на клемму 12 поступает телевизионный сигнал, показанный на фиг. За, а сигнал Измерение длительности имеет нулевой логический уровень..

На блок 10 задержки поступают так товые импульсы с клеммы 12, синхронные с импульсами синхронизации строк на интерфейсный блок 7 поступают запускающие импульсы с клеммы 11, синхронные с началом передачи сигнала ступенчатой формы в каждом поле телевизионного сигнала (строки 24 и 334)

Измерение отношени  сигнал/шум состоит из р да последовательных измерений: измерение размаха сигнала от уровн  черного (ступенька 1 на фиг. За) до уровн  белого (ступенька 6 на фиг. За) и измерение эффективного напр жени  шумов (на ступеньках 3 или 4 на фиг. За). Измерение размаха сигнала состоит из измерени  среднего напр жени  ступенек (6 и 1, по фиг. 3) и вычитании их разности.

Крива  распределени  флюктуацион- ных шумов описываетс  законом плотности распределени  веро тности

u-Lt. ,1

P(U)«

1

U.3/

(О

F(U)u« ,tV2f

cIU

Л-to

где эффективное напр жение ту- мов;

Utp - среднее напр жение ступеньки сигнала на фиг. За;

U - моментное напр жение сигнала .

Функци  распределени  веро тностей такого сигнала будет

U .a 1С а иш,

(2)

Выражение (2) позвол ет определить эффективное напр жение шумов иш . Дл  этого рассчитаем значени  функции распределени  веро тности при значени х и-иср ±иыэфи U-Ucp 0 средн   амплитуда), которые приведены ниже:

F(U)

0,1587

0,5

0,8413

На Лиг. 4 проиллюстрировано применение выражени  (2). Как видно из фиг. 4, определ   уровень сигнала по заданному значению функции распределени  веро тностей F(U), можем определить значени  напр жений, соответствующие UH , UCp , Ufl и рассчитать отношение сигнал/шум по фиг.За:

- ---З1 ч тт

UBi-UH3

(3)

5

0 5

0

5

0

5

0

5

и

uH5,uR3

где Ucp1,UCp6- среднее напр жение 1 6 ступенек при F(U) 0,5;

напр жени  3 ступеньки при F(U)0,8413, 0,1587 соответственно. В случае другого закона распределени  плотности веро тности при определении эффективного напр жени  шумов ишэ необходимо дл  напр жений UH и Ue (фиг. 4) задать другие нормы значени  функции распределени  веро тностей.

Значение функции распределени  веро тностей в предлагаемом измерителе вычисл етс  в следующем пор дке Сначала проводитс  калибровка измерител . Дл  этого, после запуска ЭВМ, на интерфейсный блок 7 в буфере блоков. 23 и 24 параллельного интерфейса записываетс  информаци  о величине задержки блока 10 задержки и длительности импульса формировател  6 импульсов. При поступлении импульса запуска с клеммы 11 он через буфер 25 прерывани  поступает в ЭВМ. ЭВМ через интерфейсный блок 7 выдает импульс сброса счетчику 8, выдает сигнал калибровки в логический блок 4 и подает сигнал разрешени  на блок 10 задержки, разрешающий запуск блока 10 задержки тактовыми импульсами с клеммы 12. Блок 10 задержки после установленного времени (фиг. Зв), совпадающего с началом по влени  выбранной ступеньки телевизионного сигнала (фиг. За), эапус- кает формирователь 6 импульсов, Формирующий импульс заданной длительности , совпадающей или меньшей с. длительностью выбранной ступеньки- сигнала (фиг. Зг). Выходные импульсы формировател  6 импульсов поступают в логический блок 4 и в момент их по влени , при наличии сигнала калибровки , логический блок 4 пропускает импульсы генератора 5 на счетный

вход счетчика 8, который проводит их подсчет. Логический блок А выполн ет функцию (Ц-(,Р,/Р5Р,/Ь, гДе Q, Q4 Q QT QT8 - выходные сигналы блоков, обозначенных соответствующими номерами. При этом третий логический блок 18 пропускает сигналы cbop- мировател  6 импульсов без изменени , так как он выполн ет функцию Q ( . Q&- Qz, где Q24 нулевое значение сигнала Измерение длительности. Дл  увеличени  точности калибровки проводитс  в течение NK строк телевизионного сигнала и за это врем  в счет чике 8 накапливаетс  калибровочное число

М N

L H ЛК

Ј„

(4)

где

1)п - длительность импульса формировател  6 импульсов; f - частота импульсов генератора 5.

Подсчет количества строк N к телевизионного сигнала проводит ЭВМ по сигналу Прерывание 2 (фиг. Зе), задаваемому формирователем 6 импульсов через интерфейсньй блок 7. При подсчете количества строк до Nk ЭВМ снимает сигналы разрешени , калибровки и проводит считывание числа Mh с выходов счетчика 8 и ждет следующего импульса запуска с клеммы 11 через интерфейсньй блок 7 (сигнал Прерывание 1). В ЭВМ через интерфейсный блок 7 на преобразователь 3 поступает код 100...00, (длиною п разр дов), которьй преобразуетс  ЦАП 3 в аналоговую величину Uoc, котора  равна произведению множител  2п /2п-1 на полную шкалу выходных напр жений ци Ьроаналогового преобразовател  3, сбрасываетс  в О счетчик 8, на блок 10 задержки поступает сигнал разрешени , разрешающий запуск блока 10 задержки тактовыми импульсами с клеммы 12. Выходные импульсы блока 10 задержки запускают формирователь 6 импульсов, выходной импульс которого через третий логический блок 18 поступает на логический блок 4. Компаратор 1 сравнивает напр жение, поступающее с ЦАП 3, с входным напр жением выбранной сту-% пеньки телевизионного сигнала (фиг. 5а). На выходе компаратора, в момент времени, когда входное на- пр жение превышает напр жение, поступающее с ЦАП 3, на выходе компаратора 1 по вл етс  сигнал логической 1 (фиг. 56), в течение которого через логический блок 4 на счетчик 8 поступают импульсы от генератора 5 (фиг. 5в). После Nn тактов, считанных ЭВМ по- сигналу Прерывание 2, выдаваемому формирователем 6 импульсов, ЭВМ через интерфейсный блок 7 снимает сигнал разрешени , блок 10 задержки больше не запускаетс  от тактовых импульсов с клеммы 12, считыва  содержимое счетчика 8, равное

n-Nrff. Х-С;,

(5)

где

- длительность импульсов на выходе компаратора 1, в течение которых, в пределах импульса Сп, входной сигнал превышает заданный уровень цифроаналогового преобразовател  3. ЭВМ, поделив выражени  (5) на

(А), рассчитывает значение функции

распределени  веро тностей

п

F(U) 1:,Ик ГЧ1- из« MR N

(6)

5

0

0

5

и сравнивает с заданным дл  данной измер емой ступеньки телевизионного сигнала (фиг. За) значением функции распределени  веро тностей в соответствии с выражением (3). Если измеренное значение F(U)U3M больше заданного значени  F(U)5a/1, то после поступлени  следующего импульса запуски с клеммы 11, в новом такте измерени , аналогичном предыдущему, старший разр д .кода, поступающего на блок из ЭВМ, остаетс  в состо нии логической 1 и логическа  1 выдаетс  в следующем (п-2)-ом разр де кода. Если, од- 5 нако, F(U)(U)3aA, то старший

(п-1)-й разр д кода обнул етс . И в том, и в другом случае дл  разр да с номером (п-2), представл ющего одну четверть полной шкалы, определ етс  значение Аункции распределени  веро тности F(U)M3V. Процесс преобразовани  завершаетс  после того, когда будет проверен младший разр д. При этом код, поступающий из ЭВМ на ПАП 3,  вл етс  результатом измерени  напр жени  дл  данной ступеньки телевизионного сигнала (фиг. За) при заданном значении функции распределени  веро тности F(U)JC(d. Провед 

измерени  среднего напр жени  при F(U)0,5 в 6 и 1 ступеньках телевизионного сигнала (сЬиг. За) и при F(U)0,1587 и F(U)0,841 в 3 или 4 ступеньке по выражению (3), ЭВМ рассчитывает значение отношени  сигнал/ шум у.

Измеритель в режиме измерени  временных интервалов работает следующим образом.

Измер емый сигнал поступает на клемму 2. Уровень отсчета временного момента задает выходной сигнал цифро аналогового преобразовател  3. После запуска ЭВМ на интерфейсный блок 7, в буфера блоков 23 и 24 параллельных интерфейсов записываетс  код уровн  (напр жени ) отсчета временного момента , поступающий на цифроаналоговы преобразователь 3, код времени задержки , поступающий на блок 10 задержки, код числа склонов, поступающий на счетчик 16, код длительности импульса , формируемого формирователем 6 импульсов, высокий уровень сигнала Измерение длительности (О14) , задающего режим измерени  временных интервалов, и из интерфейсного блока 7 подаетс  сигнал Сброс на счет- чик 8.

При поступлении запускающего импульса (Лиг. 6а) на интерфейсный блок 7 буфер 25 прерывани  формирует через буфер 22 управл ющих сигна- лов, блок 24 параллельного интерфейса сигнал Разрешение (Фиг. 6б), запускающий блок 10 задержки. После заданной задержки запускаетс  формирователь 6 импульсов, выходной им- пульс которого Qt (фиг. 6в) опрокидывает триггер 17, выходной сигнал которого проходит через логический блок 18 (сЬиг. 6г), выполн ющий функцию Q,,Qt-QMVQnQw, где Q6,Qn,Q выходные сигналы блоков, обозначенных соответствующими номерами. Выходной сигнал третьего логического блока 18, поступающий на первый логический блок 4, выполн ющий функцию vQ5Qi«Q7 разрешает проход импульсов высокой частоты (фиг. бе) генератора 5 на счетчик 8. Конец счета счетчика 8, т.е. момент фиксации временного интервала, задает счетчик 16, считывающий число склонов (фронтов) (Лиг. 6ж) измер емого сигнала. Выделение склонов выполн етс  с помощью второго блока 13 задержки и логического Рлока 14, выполн ющего функцию Q Q. ,э (Ъиг. 7). Ждущий мультивибратор 15, блокирующий подсчет склонов на длительность выходного импульса ждущего мультивибратора 15, служит дл  исключени  ложного подсчета склонов из-за вли ни  шумов (дребезга) фронтов (фиг. 6д). Блок 13 задержки задерживает выходной сигнал компаратора 1 на врем , необходимое дл  формировани  импульса логическим блоком 14 Qt (см. фиг. 7), запускающего ждущий мультивибратор 15. Длительность импульса ждущего мультивибратора 15 должна быть больше длительности ожидаемого дребезга Фронтов (см. фиг. 6д, ж) и меньше промежутка времени между возможными по влени ми склонов на измер емом сигнале. После подсчета заданного числа склонов счетчик 16 выдает сигнал заема Q (4иг. 6з), опрокидывающего триггер 17, выходной сигнал которого поступает на логический блок 19, формирующий сигнал прерывани  Q,, (см. фиг.би дл  управл ющей ЭВМ. Логический блок ,19 состоит из триггера и логической цепи, выполн ющей функцию Q44.. Пре- 1рывание 2 Q14Qn, выходной сигнал которой срезом опрокидывает триггер , выдающий сигнал прерывани , который поступает через интерфейсный блок 7 на ЭВМ, указыва , что измерение закончено, разрешаетс  считывание результата со счетчика 8, Сигнал Q .j, поступающий через логический блок 18 на логический блок 4, запрещает поступление импульсов из генератора 5 импульсов высокой частоты на счетчик 8.

Результат измерени  считываетс  через блок 23 параллельного интерфейса , блок 21 шинных буферов данных.

После обработки результатов измерни  подаетс  от ЭВМ через интерфейсный блок 7 сигнал сброса прерывани , сбрасывающий триггер прерывани  логического блока 19 (см. фиг. 6к). Если требуетс  измеритель длительности импульсов или период, то ЭВМ запускает измерение повторно, запрограммировав другое, необходимое число склонов, и вычисл етс  в ЭВМ требуемый временной

параметр.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Измеритель отношени  сигнал/шум телевизионного сигнала, содержащий

   компаратор, один вход которого соединен с входной клеммой, а другой - с выходом цифроаналогового преобразовател , источник тактовых импульсов, источник импульсов запуска, последовательно соединенные генератор импульсов высокой частоты, логический блок, счетчик и интерфейсный блок, а также последовательно соединенные блок задержки и формирователь импульсов , при этом выход компаратора и выход калибровки интерфейсного блока подключены к соответствующим входам логического блока, интерфейсный блок через однонаправленные шины подключен соответственно к входам цифроаналогового преобразовател , блока задержки и формировател  импульсов , к соответствующему входу интерфейсного блока подключен источник импульсов запуска, а управл ющие выходы интерфейсного блока соединены соответственно с входом Сброс счетчика и входом Разрешение блока задержки, синхронизирующий вход которого подключен к выходу источника тактовых импульсов, отличающийс  тем, что, с целью расширени  Функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные второй блок

   задержки, второй логический блок, ждущий мультивибратор и второй счетчик , третий логический блок, четвертый логический блок и триггер, вход установки которого подключен к выходу формировател  импульсов, вход сброса соединен с выходом второго счетчика, а выход соединен с вторыми

   входами третьего и четвертого логических блоков, третьи входы которых объединены между собой и подключены к выходу интерфейсного блока, при этом первый вход третьего логического блока подключен к первому выходу формировател  импульсов, второй выход которого подключен к первому входу четвертого логического блока, выход которого подключен к входу прерывани 

   интерфейсного блока, выход Сброс которого соединен с одноименным входом четвертого логического блока, причем выход третьего логического блока подключен к четвертому входу

   первого логического блока, второй вход второго логического блока и вход второго блока задержки объединены между собой и подключены к выходу компаратора, а выход данных интерфейсного блока через шину соединен с одноименным входом второго счетчика.

   Физ. 2

   О 0,159 0,5 0,8f/f Фие. Vs

   1539690

   а

   ft

   импдльсы запуска 11 П /П . п п п П П п п

   Измер емый сигнал (клемма г)

   д л/Ui

   1 измер емый

   .

   A«v к

   ,/

   5 ж

   ®16 t ждцщего му ь тийи0ратор

   CL

   19

   и

   Сброс прерывани  Фие.6

   Фм.5

   Дребезг ,/ фронта i

   Aft 7