Способ определения отношения сигнал/шум

Способ определения отношения сигнал/шум

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик iii 951726 (6 I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 09.10.78 (2 I ) 2673256/18-09 (5 l ) < Кл. с присоединением заявки И (23) Приоритет

Н 04 Б 3/46

3Ъаударстванкый комитет

ССЕР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.08.82. Бюллетень № 30 (53) УД К621,395. .664 (088.8) Дата опубликования описания 15.08.82 (72) Автор изобретения

Н, К. Темкин (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ

Изобретение относится к технике радиоизмерений и может использоваться при автоматизированных измерениях отношений сигнал/шум.

Известен способ определения отношения сигнал/шум сигналов с известной.

5 частотой заполнения, заключаюшийся в том, что стробируют входной сигнал, формируют две последовательности импульсов и анализируют их Г1).

Однако известный способ не обеспечивает возможность определения отношения сигнал/шум при произвольной синхронизации входных сигналов.

Бель изобретения — обеспечение воэможности определения отношения сигнал/ шум при произвольной синхронизации вход. ных сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения отно- 20 шения сигнал/шум сигналов с известной частотой заполнения, заключающемуся в том, что стробируют входной сигнал, формируют две последовательности импувь- 4 сов и анализируют их, Ограничивают по пороговому уровню входные сигналы, иэ которых формируют две последоватепьности импульсов, соответствуюшие положительным и отрицательным переходам входных сигналов через ноль, задерживают одну из сформированных последовательностейй импульсов на время Г которой стробируют другую сформированную последовательность, подсчитывают количество простробированных импульсов и обшее количество импульсов и по отношению их определяют отношение сигнал/шум, причем — (.(.(Т где Т вЂ” период входного

Я 1 сигнала.

На фиг. 1 представлены диаграммы, поясняюшие сушность выполняемых операций; на фиг. 2 — кривые плотностей вероятностей смешений моментов формирования импульсов под воздействием шумов (в верхней части фигуры) и строб-импульс, начинаюшийся с момента времени . „1 и эаканчиваюшийся в момент времени (. (в нижней части фигуры); на фиг.33 951 7 теоретическая кривая отношения числа простробированных импупьсов к числу импульсов, до стробирования в зависимости от отношения сигнал/шум; на фиг. 4— структурная электрическая схема устройства, реапизующего предпоженный способ, Способ определения отношения сигнап/

/шум осуществляется следующим образом.

B моменты пересечения исследуемым сигналом порогового уровня (например, 10 нулевого) формируют две поспедоватепьности эпектрических импульсов (фиг, 1а, б, в).

В каждой поспедоватепьности импульсы следуют с периодом заполнения входногд сигнала Т, а семи поспедовательнос. ти сдвинуты между собой на Т/2. Со сдвигом на время 7. относительно моментов появления импульсов первой последовательности формируют строб-импульс

-20 (фиг. 1,г), которым стробируют вторую импульсную поспедоватепьность (фиг 1,в)

Еспи шумы отсутствуют, формируемые электрические импульсы спедуют в каждой поспедоватепьности через одинаковые интервалы времени. А так как стробирую- . щий импупьс запускают от первой поспедоватепьности импульсов с задержкой

3 7 Т/2, импульсы второй поспедовательности после стробирования не появпяются.

Если шумы имеются, моменты форми30 рования импульсов (фиг. 1б, в) смещаются на некоторую величину Ь.

На фиг. 2 представлены кривые плотностей вероятностей смещений моментов формирования для различных отношений сигнал/шум Р. Чем больше интенсивность шума, тем меньше Р и тем более рас— плывчата форма кривой распределения,по этому частЬ импульсов второй последова-. тет ности по времени своего появления.

40 начинает совпадать со строб-импупьсом (фиг. 1,в, г), и чем меньше Р тем большую площадь под кривой распредепения отсекает строб-импульс (фиг. 2) и тем большее число импульсов второй по/ следовательности появпяется после стробирования, Отношение чиспа простробированных импульсов. к общему чиспу импульсов до их стробирования однозначно зависит от (фиг. 3).

Устройство, реализующее предложенный способ, содержит формироватепь импульсов 1, формирователь строба 2, бпок управления 3, блок совпадения 4, счет- M чик импульсов 5, дешифратор 6, бпок управления индикацией 7, индикатор отношения сигнал/шум 8.

26 4

Формироватепь импупьсов 1 обеспечивает выдачу импупьсных сигнапов и те моменты времени, когда происходит пересечение исследуемым сигнапом нупевой пинии. Формирователь 1 имеет один вход, являющийся входом устройства, и два выхода. На каждый выход формироватепь импупьсов 1 выдает импупьсы, следующие с периодом заполнения входного сигнапа.

При этом импульсы на втором выходе сдвинуты относительно импульсов на первом выходе на время Т/2, . равное полоI вине периода заполнения входного сигнала.

Формирователь импупьсов 1 связан с формироватепем строба 2, блоком управпения 3, блоком совпадения 4, Формирователь строба 2 обеспечивает получение стробирующих импульсов, задержанных на время Г относитепьно импупьсов, поступающих на формироватепь строба 2 с формироватепя импульсов 1. Время Я выбирается из условия — с сТ.

Г

Я.

Формирователь строба 2 входом связан с выходом формироватепя импупьсов

1, а выходом — с входом блока совпадения 4.

Блок управления 3 обеспечивает демодуляцию входных сигналов, формирование сигналов эталонного времени, команды

"Выдать на индикатор" и сигналов сброса счетчика, необходимых дпя синхронизации совместной работы блока совпадения 4, счетчика импульсов 5, блока управления индикацией 7. Блок управления 3 связан входами с источником входного сигнала, с выходом формироватепя импупьсов 1, а выходами — с входами блока совпадения 4, счетчика импульсов 5, бпока управления индикацией 7. Осуществляя демодуляцию входного сигнала, блок -управпения выявляет интервапы времени, во время которых частота входного сигнапа принимает заранее известное значение и в эти интервалы времени разрешает работу связанных с блоком управпения узлов, выдавая на них необходимые сигнапы.

Блок совпадения 4 обеспечивает пропускание импульсов с выхода формирователя импульсов при поступпении на другой вход блока совпадения 4 стробирующих импульсов с выхода формирователя строба 2 в течение этапонного времени, определяемого бпоком управпения 3.

Блок совпадения 4 связан входами с формирователем импульсов 1, формироватепем строба 2, блоком управпения 3, а выходом — с входом счетчика импульсов 5.

5 951726

Счетчик импульсов 5 предназначен для счета числа импульсов, поступающих на него с выхода блока совпадения 4, и связан входами с выходами блока совпадения 4 и блока управления 3, а выхо- S дом — с входом дешифратора 6.

Дешифратор 6 предназначен для выявления состояния счетчика импульсов 5, при котором в него поступит число им пульсов, соответствующее одной из границ1О зон отношений сигнал/шум (р- ). Выход дешифратора 6 соединен с входом блока управления индикацией 7.

Блок управления индикацией 7 предназначен для выдачи на индикатор 8 кода числа, равного среднему значению одной из зон отношения сигнал/шум (,;„ o- ).

4-, Р

Блок управления индикацией 7 содержит в своем составе запоминающие ячейки, каждой из которых соответствует опреде- 20 ленная зона значений .

Блок управления индикацией 7 связан с дешифратором 6, из которого поступают сигналы, соответствующие границам зон („ < P. ), с блоком управления 3, откуда подается команда "Выдать на индикатор", и с индикатором 8, на который блок управления выдает коды чисел, соответствующих средним значениям для каждой иэ зон (P„ < p„. ). Выход блока управления индикацией 7 соединен с входом индикатора 8.

Индикатор 8 обеспечивает индикацию результатов измерения отношения сигнал/

1 шум при поступлении с выхода блока уп- з равления индикацией 7 кода числа, соответствующего среднему значению зоны отношений сигнал/шум, выявленной дешиф. ратором 6.

4О

Устройство работает следующим об-. разом.

Исследуемый периодический или непериодический сигнал подают на вход формирователя импульсов 1, на выходах которого формируются импульсы в моменты пересечения сигналом нулевого уровня, причем на втором выходе формируются импульсы, сдвинутые на время, равное половине периода заполнения входного сигнала Т/2 относительно импульсов, выдаваемых на первый выход (фиг. 1,а,б,в).

Импульсы второго выхода формирователя импульсов 1 подаются на вход формирователя строба 2 и являются началь5S ными моментами формирования строба.

Стробирующие импульсы с выхода формирователя строба 2 (фиг. 1,г) поступают на вход блока совпадения 4, на другие входы которого подаются импульсы с второго выхода формирователя импульсов

1 (фиг. 1,в) и импульсы эталонной длительности с блока управления 3, определяющие время измерения Т „,.

Если шумы отсутствуют, формирова— тель импульсов 1 вырабатывает импульсы через одинаковые интервалы времени Т. А так как строб-импульс запускается от первой последовательности им— пульсов и задержка его эапускатепя Г Т/Я

l импульсы второй последовательности в этом случае не проходят через блок совпадения 4.

Если шумы имеются, моменты срабатывания формирователя 1 смещаются на некоторую величину . Эти смещения носят случайный характер.

На фиг. 2 представлены кривые плотностей вероятностей смешений моментов формирования для различных значений отношений сигнал/шум I . Чем больше интенсивность шума, тем меньше и тем более расплывчата форма кривой распределения. Поэтому часть импульсов второй последовательности по времени своего появления начинает совпадать со строб-импульсом, и чем меньше р тем большую плошадь над кривой распределения Я отсекает строб-импульс и тем большее число импульсов пройдет на выход схемы совпадений.

Таким образом, число импульсов, которое за время Т„ „„ с выхода блока совпадения 4 поступает на счетчик импульсов 5, однозначно зависит от р . Каждому значению . соответствует определенг ное число простробированных импульсов

° а какой-либо зоне значений Ц „ „.) соответс твует определенный диапазон чисел импульсов, границами которого является,р„„., „р

В процессе зайолнения счетчика 5 эти числа выявляются дешифратором 6, который подключен к счетчику, и поступают на блок управления индикацией 7, соединенный с дешифратором 6.

Если, например, f) мало, на счетчик поступает большое число импульсов и в процессе его заполнения дешифратор выделяет несколько значений граничных чисел Яг ъ. Выходы дешифратора подключены к блоку управления индикацией 7, кото- рый выполнен таким образом, что в нем запоминается, какое из значений Я -р в процессе измерений было последним; Этому значению g p соответствует граница одной из зон (. ;„ „.).

726

7 951

Поэтому, когда по окончании времен измерения бпок управления 3 выдает на блок управпения индикацией 7 сигнап

"Выдать на индикатор, на индикатор 8 поступает и отображается на нем код чио- ла, равного среднему значению отношения си нап/шум этой зоны, Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает возможность опредепения отношения сигнап/шум при произвольной 30 синхронизации входных сигнапов.

Ф орму ла. изобретения

Способ опредепения отношения сигнал/ шум сигналов с известной частотой запол. нения, закшочаюшийся в том, что стробируют входной сигнап, формируют две пою следоватепьности импульсов и анапизи- щ руютих, отпичаюшийся тем, что, с цепью обеспечения возможности определения отношения сигнап/шум при произвольной синхронизации входных сигналов, ограничивают по пороговому уровню входные сигналы, из которых формируют две последовательности импульсов, соответствуюшие положитепьным и отрицательным переходам входных сигнапов через ноль, задерживают одну из сформированных последоватепьностей импульсов на время которой стробируют другую сформированную последоватепьность, подсчитывают количество простробированных импупьсов и обшее количество импульсов и по отношению их опредепяют отношение сигнал/шум, причем +<7<7 где Т вЂ” период входного

l сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3875328, кл. Н 04 В 1/00> 1976.