SU1749853A1 - Устройство дл измерени отношени сигнал/шум - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к радиотехническим измерени м и может быть использовано в св зи, устройствах обработки информации. Сущность изобретени : входна  смесь радиосигнала и шума поступает на вход полосового фильтра 1, после прохождени  которого шумова  компонента приобретает свойства узкополосного процесса. Врем  задержки в линии задержки 2 выбираетс  так, что радиосигнал на первом ее выходе становитс  противофазным , а на втором - синфазным с входным радиосигналом с точностью до некоторого малого текущего недобега фазы, обусловленного отличием текущей частоты ЧМ радиосигнала от центральной частоты. на которую настроенё лихй  задержки 2, На выходе сумматора 3 выдел етс  некоррелированна  сумма входного и задержанного шумовых процессов, а на выходе сумматора 4 - радиосигнал с удвоенной амплитудой и коррелированна  сумма реализаций задержанного и входного шумовых процессов. В элементе вычитани  10 происходит компенсаци  шумовой компоненты и выделение полезного радиосигнала, который поступает на второй выход устройства. Блок фазовой автоподстройки 8 производит измерение текущего недобега фаз, а фазовращатель 9 осуществл ет его компенсацию, обеспечива  поддержание необходимых фазовых соотношений радиосигналов на входах сумматоров 3 и 4 независимо от величины и знака девиаДмй частоты. Оценка уровн  шумов производитс  детектором шума 5, а уровн  сигнала - детектором сигнала 6, Измеритель отношени  сигнал/шум 7 формирует оценку входного отношени  сигнал/шум и обеспечивает ее выдачу из выход устройства дл  дальнейшего использовани . 2 ил. (Л С отиаид ч 4. Ю со СП Сл

Description

Изобретение, относитс  к радиотехническим измерени м, св зи и обработке информации и предназначено дл  измерени  отношени  сигнал/шум смеси радиосигналов с шумами, а также дл  выделени  сигналов из шумов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  отношени  Сигнал/шум и выделени  модулирующей функции радиосигналов из шумов.

На фиг. t представлена структурна  электрическа  схема устройства дл  измерени  отношени  сигнал/шум; на фиг. 2 - структурна  электрическа  схема блока фазовой подстройки.

Устройство дл  измерени  отношени  сигнал/шум содержит полосовой фильтр 1,

линию 2 задержки, выходы которой соединены соответственно с вторыми входами первого 3 и второго 4 сумматоров, детектор шума 5 и детектор сигнала б, выходы которых подключены к входам измерител  отношени  сигнал/шум 7, блок 8 фазовой автоподстройки, выход которого через фазовращатель 9 соединен с входом линии 2 задержки, элемент 10 вычитани , первый вход которого подключен к выходу первого сумматора 3 и входу детектора 5 шума, второй вход - к выходу второго сумматора 4, а выход элемента 10 вычитани  соединен с первым входом блока 8 фазовой автоподстройки и входом детектора 6 сигнала, выход полосового фильтра 1 соединен с первыми входами сумматоров 3 и 4 и подключен к вторым входам фазовращател  9 и блока 8 фазовой автоподстройки.

Блок 8 фазовой автоподстройки содержит фазовый детектор 11, к входам которого подключены выходы первого 12 и второго 13 ограничителей, входы которых  вл ютс  входами блока фазовой автоподстройки, выход фазового детектора 11 через усилитель 14 и элемент 15 управлени  соединен с выходом блока фазовой автоподстройки.

Устройство дл  измерени  отношени  сигнал/шум работает следующим образом.

Аддитивна  смесь сигнала и шума поступает на вход полосового фильтра 1, имеющего полосу пропускани , выбираемую из услови 

Afnn 2 До(1)

при частотной модул ции и из услови 

Afnn(4-6)FM(2)

при амплитудной модул ции, где девиаци  частоты;

FM -верхн   частота в спектре модулирующего напр жени .

После прохождени  через такой фильтр исходный шумовой процесс приобретает свойства узкополосного, т.е. врем  его коррел ции равно

гк

1

2 Af,

nn

Разделение входного процесса

( а)о ± Ай) t + (р0 +n(t) (4) при ЧМ и аходкого процесса

(t))01 -f уъ }fn(t)(5)

при AM, где - начальна  фаза радиосигнала;

n(t) - реализаци  шумового процесса;

0)0 - несуща  частота радиосигнала;

A(t) - модулирующее напр жение при AM, на сигнальную и шумовую компоненты производитс  путем сложени  входного (4)

0

или (5) и прошедших фазовращатель 9 задержанных в линии 2 задержки радиосигналов .

Врем  задержки радиосигналов на первом выходе линии 2 задержки

Г3, (2п-1)р--| ДТ гк. (6) а на втором выходе линии 2 задержки ATI гк,

причем

Гз2-гэ1 «Гк

(7) (8)

где Т0

15

20

25

30

35

45

50

55

2л:

- период несущей частоты;

, 2, 3,... - целые числа; ± AT - максимальное значение изменени  периода несущей частоты входного радиосигнала, вызванного девиацией частоты и при ЧМ и нестабильностью частоты при AM,

Период принимаемой частоты ± AT.(9)

Кроме того, выполнение услови  (2) приводит к тому, что

УК ,п 10 ч -(Ю)

( 2 - 3 ) FH

т.е. врем  изменени  модулирующего напр жени  в 2-3 раза больше времени коррел ции шумового процесса или времени задержки радиосигнала в линии 2.

Условие (6) обеспечивает получение входным напр жением (4) или (5) на первом выходе линии 2 задержки фазового набега, кратного   , измен ющего фазу радиосигнала на противоположную, а условие (7) - фазового набега на втором выходе линии 2 задержки, кратного 2 л - д ж, обеспечивающего его синфазность с входным напр жением , т.е. дл  ЧМ - радиосигнала: 40 Un3i -Asfn( (У0 ±Aco)t -дж +n(t-r3l); (11)

(Wo )t + ро - 6 л ) + + n(t-r32):(12)

где Ьл текущее значение недобега фазы, обусловленное превышением текущим периодом входного сигнала времен т3 и г32 задержки, чо следует из условий (6) и (7) их выбора, Очевидно, что 5, при приеме сигнала с ДТ, и дп - Длтах при приеме сигнала с

Т ТО+АТ.

8 сумматоре 3 происходит сложение входного (4) или (5) и задержанного (11) радиосигналов , поэтому напр жение на его выходе представл ет собой сумму реализаций входного и задержанного шумовых процессов и небольшую по амплитуде составл ющую радиосигнала, нескомпен- ированную из-за наличи  недобега фазы,

На выходе сумматора 4 в результате сложени  напр жений (4) или (5) и (12) формируетс  сумма радиосигнала, имеющего амплитуду, близкую к удвоенной, и реализаций задержанного и входного случайных шумовых процессов.

В элементе 10 вычитани  происходит компенсаци  шумовых процессов при их противофазном вычитании и выделение радиосигнала , который поступает на второй выход устройства дл  дальнейшего детектировани  с целью выделени  модулирующего напр жени .

Выделенный из шумов радиосигнал поступает на вход ограничител  12 блока 8 фазовой автоподстройки и далее на фазовый детектор 11, на второй вход которого поступает входной радиосигнал после ограничител  13. Ограничители 12 и 13 осуществл ют глубокое амплитудное ограничение радиосигналов. Фазовый детектор 11 измер ет разность фаз входных сигналов, котора  в начальный момент равна дп.

Напр жение с выхода фазового детектора 11, пропорциональное разности фаз, усиливаетс  усилителем 14 и посредством элемента 15 управлени  воздействует на фазовращатель 9 так. что последний компенсирует начальный недобег фаз 5тгв радиосигналах (11) и (12).

Следовательно, после замыкани  цепи фазовой автоподстройки напр жение радиосигнала на первом выходе линии 2 задержки противофазно, а на втором выходе - синфазно напр жению входного радиосигнала независимо от величины девиации частоты , что обеспечивает выделение на выходе сумматора 3 суммы некоррелированных реализаци  входного шумового процесса , а на выходе элемента вычитани  10- отфильтрованного от шумов радиосигнала.

Оценка уровн  шумов формируетс  детектором 5 шума путем двухполупериодно- го выпр млени  и усреднени  напр жени  шумов, а оценка уровн  сигнала - детектированием и усреднением радиосигнала в детекторе б сигнала. Измеритель 7 отношени  сигнал/шум формирует оценку величины входного отношени  сигнал/шум радиосигнала в аддитивной смеси с шумами , котора  поступает на первый выход устройства дл  регистрации или иного использовани .

Устройство дл  измерени  отношени  сигнал/шум обеспечивает повышение точностей измерени  отношени  сигнал/шум и выделени  модулирующей функции при приеме широкополосных частотно-модулированных или низкостабильных по частоте амплитудно-модулированных радиосигналов в аддитивной смеси с шумами и помехами .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  отношени  сигнал/шум, содержащее последовательно

   соединенные полосовой фильтр, вход которого  вл етс  входом устройства, первый сумматор, элемент вычитани , детектор сигнала и измеритель отношени  сигнал/шум, выход которого  вл етс  первым выходом

   устройства, а также линию задержки, первый выход которой подключен к второму входу первого сумматора, а второй выход - к второму входу второго сумматора, первый вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а выход второго сумматора подключен к второму входу элемента вычитани , детектор шума, выход которого подключен к второму входу измерител  отношени  сигнал/шум, о т и ч а юЯд с е с  

   тем, что, с целью повышени  точности измерени  отношени  сигнал/шум и выделени  модулирующей функции радиосигналов из шумов, введены фазовращатель и блок фазовой автоподстройки, первый вход которого подключен к выходу элемента вычитани , а второй вход объединен с первым входом фазовращател  и подключен к первому входу второго сумматора, выход блока фазовой автоподстройки через управл ющий вход

   фазовращател  и его выход соединен с входом линии задержки, вход детектора шума подключен к первому входу элемента вычитани , выход которого  вл етс  вторым выходом устройства, блок фазовой

   автоподстройки содержит фазовый детектор , выход которого через усилитель и элемент управлени  соединен с выходом блока, а первый и второй входы блока соответственно через первый и второй ограничители соединены со входами фазового детектора.

   i

   Фиг. I