Измеритель отношения сигнал/шум ТВ канала (стр. 3 из 17)
Для обеспечения работы всей схемы обработки алгоритма 3.5 вводится блок выделения синхросигналов. Блок выполняет задачу синхронизации всего процесса измерения либо с внешним источником синхронизации либо внутренне от импульсов синхронизации кадров и строчных синхроимпульсов входящих в состав полного видеосигнала. В функции этого блока входит также вывод на внешнее видеоконтрольное устройство (ВКУ) яркостной метки, указывающей место растра, где происходит измерение величины ОСШ. Выходными сигналами блока является синхроимпульс строки в которой производится измерение величины ОСШ и синхроимпульс по которому производится стробирование сигнала.
После блока входного усилителя полный видеосигнал попадает на первый коммутатор, задачей которого является выделение из полного видеосигнала сигнала строки в которой производится измерение.
Затем сигнал выделенной строки подается на устройство линейного сравнения и компенсации (УЛСК) которое производит нормировку в соответствии с формулой 3.2 и компенсацию величины Во в составе сигнала выделенной строки.
После этого сигнал подается на второй коммутатор, который должен произвести стробирование при поступлении синхронизирующего импульса от блока выделения синхро-сигналов. Выходной величиной блока является Uk.
Для обеспечения дальнейшей обработки выборок шума, которая является уже чисто математически-статистической, производится преобразование аналог-код. Для этого вводится блок аналого-цифрового преобразования (АЦП) результатом работы которого является код соответствующий Uk - Nk .
В дальнейшем Nk подается на блок цифровой обработки и управления (БЦОиУ). Функциями блока является накопление массива Nk, вычисление ОСШ по формуле 3.5 по совокупности выборок Nk, управление УЛСК , выдача результата измерения на отображающее устройство.
И последним блоком структурной схемы является устройство отображения результата измерения (УОРИ).
6. Предварительный анализ погрешностей.
Упрощенная структурная схема модуля измерения ОСШ для предварительного анализа погрешностей имеет вид:
| где, | 1 - | входной усилитель |
| 2 - | коммутатор 1 | |
| 3 - | УЛСК | |
| 4 - | коммутатор 2 | |
| 5 - | АЦП | |
| 6 - | цифровой блок и блок индикации | |
 | аддитивные приведенные погрешности i - го блока. |
Структурная схема является разомкнутой.
Уравнение преобразования для приведенной выше схемы имеет вид:
где К1 - К6 коэффициенты преобразования соответствующих блоков.
Таким образом суммарная мультипликативная погрешность прибора равна:
где
коэффициенты влияния соответствующего блока на погрешность в целом.Определим коэффициенты влияния
первого блока на мультипликативную погрешность 
Аналогично
.Для мультипликативных погрешностей
Суммарная систематическая погрешность
Суммарная случайная погрешность (предварительно предположив нормальный закон распределения погрешностей блоков):
, где 
- среднеквадратическое отклонение случайной состав-ляющей мультипликативной погрешности i - блока. 
- коэффициент, учитывающий вид закона распределения и доверительную вероятность (Р=0,997; k=3).По требованию ТЗ предел относительной допускаемой основной погрешности
% | где, |  - нормирующее значение ОСШ |
 - результат измерения ОСШ. |
Общая допустимая мультипликативная погрешность
Распределим мультипликативную составляющую погрешности таким образом:
Тогда мультипликативная составляющая систематической погрешности между блоками схемы распределена следующим образом:
Для аддитивной погрешности: (Uвх=0)
где
- аддитивная погрешность, действующая на вход i - го блока.Приведенная ко входу устройства аддитивная погрешность:
Относительная приведенная ко входу аддитивная погрешность:
Номинальные коэффициенты предачи блоков 2,4,5,6 равны 1.
Тогда уравнение для аддитивной погрешности упрощается:
Основное влияние на общую аддитивную погрешность вносят
так как в первом блоке происходит умножение на К1. Следовательно, основное внимание необходимо уделить уменьшению этой погрешности.При номинальном значении Uвх (т.е. при К3=1 )
где
аддитивная погрешность i - го блока.Случайную составляющюю аддитивной погрешности, предположив ее нормальный закон распределения можно найти как:
.Суммарная относительная аддитивная погрешность по ТЗ не должна превышать 1%.
Распределим эту погрешность следующим образом:
(определяется шумами и 
квантования) 
(определяется напряжением смещения операцион-ных усилителей и т.п.).Оцениваю
вносимую индикатором результата измерения. По требованиям ТЗ индикатор должен быть трехразрядным и цена разряда равняется 0,1 dB. Следовательно индикатор будет вно-сить погрешность квантования индикации результата измерения равную 0,25%. 
На основании предположений о законе распределения погрешности оцениваю необходимую разрядность АЦП
Деление на 1,5 необходимо для того, чтобы остался запас по погрешности для остальных блоков и других составляющих.
Разрядность АЦП равна
Итак, необходимая разрядность АЦП - 10 разрядов.
На остальные случайные составляющие аддитивной погрешности приходиться
То есть необходимо, чтобы выполнялось условие
Оценим допустимый уровень паразитных шумов (максимальное значение)на входе коммутаторов:
при Uвх ном =12В
.Исходя из этих данных, можно выбрать элементарную базу (коммутаторы и операционные усилители).
Для систематической составляющей аддитивной погрешности: