Устройство автоподстройки уровня

 

УСТРОЙСТЮ АВТСЯ1ОДСТГОЙКИ .УГОВНЯ, содержащее эталонны } 8 управляемый депителн напряжения, к выходам которь подключены последовательно первый переключатель , регулируемый усилитель, детектор , второй переключатель н первый фильтр нижних частот, к управляющему входу управляемого делителя напряжения через второй фильтр нижних частот подключен первый усилитель постоянного тока, а к управляющим входам первого и второго переключатсгрй подклю юн генератор, отличающеес я тем, что, с целью повьоиения точности, между выходом первого фильтра нижних частот и управляющим входом регулируемого усилителя включен последовательно первый элемент сравнения, вюрой усилитель постоянного тока, третий фильтр нижних частот, между выходом детектора и входом первого усилителя постоя,.ного тока включены последовательно третий переключатель, управляющий вход которого подключен к генератору, четвертый фильтр нижних частот и второй зяемент сравнения, другой вход которого под (/) ключен к выходу первого фильтра нижних частот , при этом другие входы второго н третьего переключателей и пе{жого элемента сравнения объединены и являются входом опорного сигнала. О ел 4 00 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК09) (11) 4 )(51) Н 03 G 3/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,""

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3448240/18-09 (22) 31.05.82 (46) 15.11.83. Бюл. Н 42 (72) Н.С.Жилин и А.И.Воронков (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.396.666 (088,8) (56) 1. Скрипник Н).А. Повышение точности измерительных устройств. Киев, "Техника", !976, с. 9-15.

2. Скрипник Ю.А. Модуляционные измерения параметров сигналов и цепей. М., "Советское радио", 1975, с.126, рис. 39, с.141, рис, 5.2, с. 147 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОПОДСТРОЙКИ

УРОВНЯ, содержащее эталонный и управляемый делители напряжения, к выходам которы)г подключены поспедовательно первый переключатель, регулируемый усилитель, детектор, второй переключатель и первый фильтр нижних частот, к управляющему входу ynpasляемого делителя напряжения через второй фильтр нижних частот подключен первый усилитель постоянного тока, а к управляняцим входам первого н второго переключатег и подклнчен генератор, о т л и ч а ю щ e eс s тTеeмM, что, с целью повышения точности, между выходом первого фильтра нижних частот и управляющим входом регулируемого усилителя включен последовательно первый элемент сравнения, вырой усипитель постоянного тока, третий фильтр нижних частот, между выходом детектора и входом первого усилителя посто..ного тока включены последовательно третий переключатель, управляющий вход которого подключен к генератору, четвертый фильтр нижних частот и второй элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот, при этом другие входы второго и треп его переключателей и .первого элемента сравнения объединены и являются входом опорного сигнала.

10548

4D

50

Изобретение, относится к радиотехнике и может быть использовано для автоматической подстройки амплитуды гармонических сигналов по уровню опорного напряжения (с равными нли близкими частотами) в широком динамическом диапазоне,. а также для стабилизации уровня переменных напряжений.

Известно устройство автоподстройки, содержащее источники опорного уровня и входного регулируемого сигнала, схему сравнения уровней н устройство управления. В качестве схем сравнения используются термоэлектрические, терморезисторные, термоэмиссионные, фотоэлектрические, калориметрические и другие дифференциальные преобразователи Г Т ) .

Недостаток известной схемы заключается в малом диапазоне сравниваемых уровней и, как следствие, стабкпизируемых напряжений, так как устройства сравнения имеют квадратичные характеристики и управляющий сигнал на их выходе при малых уровнях сравниваемых напряжений соизмерим с шумами.

Наиболее близким по технической сущности является устройство автоподстройки уровня, содержащее эталонный и управляемый делитель напряжения, к выходам которых подключены последовательно первьй переключатель, регулируемый усилитель, детектор, второй переключатель и первый фильтр нижних частот, к управляющему входу управляемого делителя напряжения через второй фильтр нижних частот подключен первый ускпитель постоянного тока, а к управлявицкм входам

Ъ первого.и второго переключателеи подключен генератор f 2 2.

Недостатком известного устройства автоподстройки является низкая точность, так как ввкду некдеальности переключателя сигналов иа его выходе имеется составляющая с частотой коммутации, не несущая информации о разкостк уровней сравниваемых сигналов, которая неразделима с информационным сигналом ввиду совпадения по частоте. При этом нужно обеспечивать условие, чтобы полезная составляикцая была значительно больше комму тацкоиной номехи.

Целью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в

I устройстве автоподстройкк уровня, содержащем эталонньй и управляемый делители напряжений, к выходам которых подключены последовательно первьй переключатель, регулируемый усилитель, детектор, второй переключатель и первьй фильтр нижних частот, к управляющему входу управляемого делителя напряжения через второй фильтр нижних частот подключен первый усилитель постоянного тока

81 2. ll а к управляющим входам первого и второго переключателей подключен генератор, между выходом первого фильтра нижних частот и управляющим входом регулируемого усилителя включен последовательно первый элемент сравнения, второй усилитель постоянного тока и третий фильтр нижних частот, между выходом детектора и входом первого усилителя постоянного тока включены последовательно третий переключатель; управляющий вход кот рого подключен к генератору, четвертый фильтр нижних частот и второй элемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних частот, при этом другие входы второго и третьего пепеккючателей и первого элемента сравнения, объединены и являются входом опорного сигнала, На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства автоподстройки уровня.

Устройство автоподстройки уровня содержит управляемый делитель 1 напряжения, эталонный делитель 2 напряжения, первый переключатель 3, регулируемый усилитель 4, детектор 5, второй переключатель 6, первый фильтр 7 нижних частот, первый элемент 8 сравнения, второй усилитель 9 постоянного тока, третий фильтр 10 нижних частот, первьй усилитель 11 постоянного тока, второй фильтр

12 нижних частот, третий переключатель 23, четвертый фильтр 14 нижних частот, второй . элемент сравнения, генератор 16, вход 17 опорного сигнала.

Устройатво автоподстройкн уровня работает следующим образом.

Ф

На входы первого переключателя 3 поступанп зталонньй и подстакваемый сигналы соответственно через эталонный делитель 2 напряжения к унравляемьй делитель 1 напряжения.

В соответствии с частотой коммутации генератора 16 с выхода первого переключателя 3 сравниваемые сигналы поочередно подаются на вход регулируемого усилителя 4. Выходной сигнал регулируемого усилителя 4 детектируется в детекторе 5 и поступает на входы второго к третьего переключателеи 6 и 13, другие входы которых подключены к входу опорного сигнала 17, на который подается постоянное напряженке Ео . В результате коммутации переключателей управляющим напряжением генератора 16 на выходе второго переключателя 6 образуется сигнал с поочередным следованием усиленного и продетектированного эталонного напряжения и опорного Б0, а на выходе третьего переключателя (сигналов) 13 — сигнал с поочередным следованием усиленного и продетектированного напряжения подстраиваемого сигнала и

Э опорного Е . С выходов второго и третьего переключателей 6 и 13 через первый и четвертый фильтры 7 и 14 нижних частот сигналы поступают на входы второго элемента 15 сравнения, а сигнал с первого фильтра 7. weннх частот, кроме гого, подается на вход первого элемента 8 сравнения. Постоянные времени фильтров выбраны из соображений достаточной фильтрации составлявшей комму. тирующей частоты в спектре на входах пер. вого и второго элементов сравнения 8 и 15.

Разностиый сигнал с выхода второго элемента !5 сравнения после усиления в первом усилителе ll постоянного тока и дополнительной фильтрации so втором фильтре 12 нижних;частот подается в цепь управления . управляемого делителя 1 напряжения. Прк достаточно большом усилении образованной петли обратной связи но рвзностному сигналу уровень подстраиваемого сигнала приближает. сл к уровню эталонного.

Автоматическая регулировка усиления регулируемого. усилителя 4 осуществляется по уровню эталонного сигнала с эталонного делителл 2 напряжения с несущей, привязанной к. >P I ВО

В такой схеме достигается надежная фильтрация коммутационной помехи, так как частоты среза первоао и четвертого фильтров щжних частот 7 и 14 и, информащия величине соответствующего сигнала сор ржитсл в 1остояиных составляющих напряжения на выходе фяльтров, кроме того, шумовые помехи в тракте передачи сигнала рассогласования одновременно поступают через второй и треIII переключатели 6 л 13 на первый и чет1054881 4 вертый фильтры нижних частот 7 и 14, так что разностный сигнал, вырабатываемый вторым элементом 15 сравнения от ннх практически не зависит. Кроме того, введение источника постоянного напряжения Е, привело к жесткой стабилизации уровня выходного сигнала с детектора 5, причем Е, выбирается таким, что в установившемся режиме U,8 *

0о, поэтому коммутационная помеха сущест-! и. венно ослабляется уже на выходе второго и третьего переключателей 6 и 13, а далее ее остаток отфильтровывается фильтрами нижних частот 7 и 10.

Таким образом, в процессе работы устронства автоподстройки уровня цепь АРУ регулируемого усилителя 4 производит привязку уровня эталонного сигнала на его входе к уровню Е, а цепь АРУ коэффициента деления управляемого делителя 1 напряжения производит привязку уровня подстаиваемого сигнала к уровню эталонного. Положительный эффект, в предложенном устройстве достигается эа счет того, что при достаточно высокой коммутирующей частоте уровень как шумовой, так н коммутационной составлявших напря жений эталонного и подстранваемого сигналов примерно равны и после вычитания в результате сравнения происходит компенсирующее отклонение раэностного сигнала от исходного уровня. При этом точность автоподстройки уровней сигналов в диапазоне до 60 дБ повышена в 5-10 раз, а динамнческик диапазон при этом расширяется на 20-30 дБ. В несколько раэ при этом снижается уровень шумовой модуляции регулируемого сигнала.!

054881

Составитель С.Данизлян

Техред М.Кузьма

Корректор В. БутягаРедактор Т.Колб Заказ 9117/56

Подписное

Тираж 936

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4