SU808995A1 - Device for measuring signal-to-noise ratio - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛ/ШУМ(54) DEVICE FOR MEASURING RELATIONSHIP SIGNAL / NOISE

tt

Изобретение относитс  к радиотех .ническим измерени м и св зи и предназначенр дл  измерени  отношени  сигнал/шум смеси сигнала и шума.The invention relates to radio measurements and communications and is intended to measure the signal-to-noise ratio of a mixture of signal and noise.

Известно устройство автоматического контрол  уровн  шумов в каналах св зи, решающее задачи измерений и контрол  отношени  сигнал/шум в радиотехнических устройствах и каналах св зи, l .A device for automatically controlling the level of noise in communication channels is known, which solves the problem of measuring and controlling the signal-to-noise ratio in radio engineering devices and communication channels, l.

Однако устройство предназначено дл  контрол  отношени  сигнал/шум путем фильтрации шумов в паузах передачи информации и не позвол ет проводить непрерывный контроль этого отношени , кроме того, сложно постро ние при ограниченных возможност х устройства.However, the device is designed to control the signal-to-noise ratio by filtering noise during data transmission pauses and does not allow for continuous monitoring of this ratio. Moreover, it is difficult to build with limited capabilities of the device.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  устройство контрол  отношени  сигна ftayMf содержащее широкополосный усилитель , выход которого через преобразователь аналог-код соединен с , объединенными входами ограничителей верхнего и нижнего порогов, выход каждого из которых соответственно через счетчик модул  разности и через счетчцк модул  суммы подключен к цифровому интегратору.The closest technical solution to the present invention is the ftayMf signal ratio control device containing a broadband amplifier whose output through an analog-code converter is connected to the combined inputs of the upper and lower threshold limiters, the output of each of which, respectively, through the difference module counter and through the sum module counter to a digital integrator.

Недостатком устройства  вл етс  низка  точность измерени  отношени  сигнал/шум, св занна  с разделением входной смеси на шумовую и сигнальную компоненты путем фильтрации сигнала и шума в полосе спектра импульса , неприспособленность устройства дл  работы с широким классом радиотехнических сигналов.The drawback of the device is the low accuracy of measuring the signal-to-noise ratio associated with the separation of the input mixture into noise and signal components by filtering the signal and noise in the spectrum of the pulse spectrum, the inability of the device to work with a wide class of radio signals.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  отношени  сигнал/шум, содержащее 5 один канал последовательно соединенных блоков вычитани , двухпериодного выпр мител  и интегратора, введены лини  задержки, аттенюатор, элемент И, К-1 параллельных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных линий задержки, блока вычитани , двухпериодного выпр мител , интегратора, аттенюатора и элемента И, К-1 блоков сравнени , К-2 блоков ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ и блок делени , причем входной сигнал подан на вход линии задержки и второй вход блока вычитани  первого канала, выход блока вычитани  предыдущего канала соединен с входом пинии задержки и вторым входом блока вычитани  последующего канала, входы блоков сравнени  соединены с выходами аттенюаторов предыдущего и последующего каналов, входы блоков ЗАПРЕТ соединены с выходами предыдущего и последующего блоков сравнени , второй вход элемента и первого канала соединен и выходом первого блока сравнени , выход элемента И первого канала соединен с первым входом блока делени  и первым входом элемента ИЛИ, выходы каждого элемента ЗАПРЕТ подключены ко вторым входам элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ/ выход- которого подключен ко второму входу блока делени .The goal is achieved by the fact that a delay line, an attenuator, And, K-1 elements of parallel channels, each of which is composed of 5, are inserted into a device for measuring the signal-to-noise ratio, which contains 5 single channels of serially connected subtraction blocks, a two-period rectifier and an integrator. serially connected delay lines, a subtraction unit, a two-period rectifier, an integrator, an attenuator and an And element, K-1 comparison blocks, K-2 BAN blocks, an OR element and a division block, the input signal being fed to the rear line input and the second input of the first channel is read, the output of the previous channel is connected to the delay input and the second input of the next channel; the inputs of the comparison blocks are connected to the attenuator outputs of the previous and next channels; the inputs of the previous and subsequent comparison blocks The second input of the element and the first channel is connected and the output of the first comparison unit; the output of the element I of the first channel is connected to the first input of the division unit and the first input of the element. OR, the outputs of each BANNER element are connected to the second inputs of the AND elements, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the OR element / output — of which is connected to the second input of the division unit.

.На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства.The drawing shows a structural diagram of the proposed device.

Схема содержит линии задержки 1-4, блоки вычитани  5-8, вьтрЯмители 9-12, интеграторы 13-16, аттенюаторы 17-20, блоки сравнени  21-24, элементы И-25-28, блоки ЗАПРЕТ 29-. 31, элемент ИЛИ 32, блок делени The circuit contains delay lines 1–4, subtraction blocks 5–8, connectors 9–12, integrators 13–16, attenuators 17–20, comparison blocks 21–24, elements I – 25–28, blocks BAN 29–. 31, element OR 32, division block

33,33,

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Смесь сигнал/шум проходит последо вательную обработку в блоках вычитани  5-8 при задер: :ках э лини х задержки 1-4 на врем , соответствующее 2 t ,. где ,2,3,.. .К+1. полученные в результате преобразований в параллельных цеп х- случайные процессы выпр мл ют в двухпериодных выпр мител х 9-12, а выпр мленные процессы усредн ют в интегратора 13-16, усредненные сигналы нормируют в аттенюаторах 17-20 путем соответстзуюшего ослаблени , эквивалентного умножению среднего значени  пол ченных К сигналов на нормирующий коэффициент (1)а полученные результаты сравнивают в блоках сравнени  21-24.The signal-to-noise mixture is processed sequentially in blocks of subtraction 5–8 with a delay: a) these are delay lines 1–4 for a time corresponding to 2 t,. where, 2,3, ... .K + 1. the resulting parallel chain conversions, x-random processes are rectified in two-period rectifiers 9–12, and the rectified processes are averaged in integrator 13–16, the averaged signals are normalized in attenuators 17–20 by the corresponding attenuation equivalent to multiplying the average the values of the received K signals by the normalization coefficient (1) and the results obtained are compared in comparison blocks 21-24.

Если полезный сигнал на исследуемом интервале анализа, равном временному интервалу усреднени , описан Г1элин м эм ю-ной степени, то равенство оиредел емых оценок среднеквадрэтического отклонени  достигнуто в т-ной и последующих цеп х обработки смеси сигнал/шум. Сигнал равенства , сформированный т-ным блоком сравнени  через соответствующий элемент ЗАПРЕТ, на запрещающем входе которого сигнал от (m-l)-ro блока сравнени  отсутствует, откроет соответствующий элемент И, разреша  прохождение оценки срёднеквадратического отклонени  (СКО) шумового процесса через элемент ИЛИ 32 на блок делени 33 о На второй вход блока делени  33 поступает оценка срёднеквадратического отклонени  сигнала, измеренна  в первой цепи обработки смеси сигнал/шум. В блоке 33 делением двух оценок СКО определ ют искомое отношение сигнал/шум.If the useful signal on the analyzed analysis interval, equal to the averaging time interval, is described by G1eline of the mth degree, then the equality of the estimated estimates of the standard deviation is achieved in the t-th and subsequent signal / noise processing chains. The equality signal generated by the t-th comparison unit through the corresponding BAN element, the prohibitive input for which the signal from the (ml) -ro comparison unit does not exist, will open the corresponding AND element, allowing the average square deviation of the noise process to pass through the OR 32 element division 33 o The second input of the division unit 33 receives an estimate of the mean-square deviation of the signal, measured in the first signal-to-noise mixture processing circuit. In block 33, the sought signal-to-noise ratio is determined by dividing the two MSE estimates.

Предлагаемое устройство позвол ет повысить точность измерени  отношени  сигнал/шум за счет более высокой точности определени  оценок СКО шумового процесса, в отличие от известных устройств в нем отсутствует така  сложна  при технической реализации операци , как центрирование нестационарного случайного процесса. Кроме того, устройство исключает необходимость передачи вспомогательных зондирующих сигналов.The proposed device makes it possible to improve the accuracy of measuring the signal-to-noise ratio due to a higher accuracy in determining the estimated RMS of the noise process, unlike the known devices, it lacks such a complicated technical operation as centering a non-stationary random process. In addition, the device eliminates the need to transmit auxiliary probing signals.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  отношени  сигнал/шум, содержащее один канал последовательно соединенных блока вычитани , двухпериодного выпр мител  и интегратора, о т л и ч а ющ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , в канал дополнительно введены лини  задержки, аттенюатор, элемент И, К-1 параллельных каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных линии задержки, блока вычитани , двухпериодного выпр мител , интегратора , аттенюатора и элемента И, К-1 блоков сравнени , К-2 блоков ЗАПРЕТ, элемент или и блок делени , причем входной сигнал подан на вход линии задержки и второй вход блока вычитани  первого канала, выход блока вычитани  предыдущего канала соединен с входом линии задержки и вторым входом блока вычитани  последующего канала, входы блоков сравнени  соединены с выходами аттенюаторов предыдущего и последующего каналов, входы блоков ЗАПРЕТ соединены -с выходами предыдущего и последующего блоков сравнени , второй вход элемента И первого канала соединен с выходом первого блока сравнени , выход элемента И первого канала соединен с первым входом блока делени  и первы входом элемента ИЛИ, выходы каждого элемента ЗАПРЕТ подключены ко вторые входам элементов И, выходы которых подключены к соответствующим входам . элемента ИЛИ, выход которого подключен ко BTOpof.Ji входу блока делени .A device for measuring the signal-to-noise ratio, containing one channel of a series-connected subtraction unit, a two-period rectifier and an integrator, has been added so that, in order to improve the measurement accuracy, a delay line is added to the channel An element I, K-1 of parallel channels, each of which consists of a series-connected delay line, a subtraction unit, a two-period rectifier, an integrator, an attenuator and an element I, K-1 comparison units, K-2 BANNERS, element or division the input signal is fed to the input of the delay line and the second input of the first channel subtractor, the output of the previous channel's subtractor is connected to the input of the delay line and the second input of the next channel's subtraction block, the inputs of the comparison blocks are connected to the outputs of attenuators of the previous and subsequent channels, the inputs of the BANTS connected to the outputs of the previous and subsequent comparison blocks, the second input of the AND element of the first channel is connected to the output of the first comparison block, the output of the AND element of the first channel is connected to the first in by the division block and the first input of the OR element, the outputs of each BAN element are connected to the second inputs of the AND elements, the outputs of which are connected to the corresponding inputs. the OR element, the output of which is connected to the BTOpof.Ji input of the division block. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination 1,Авторское свидетельство СССР № 519870, кл. Н 04 В 3/46, 1974.1, USSR Author's Certificate No. 519870, cl. H 04 B 3/46, 1974. 2,Авторское свидетельство СССР № 364113, кл. Н 04 В 1/10, 1972 (прототип) .2, USSR Author's Certificate No. 364113, cl. H 04 B 1/10, 1972 (prototype).