Преобразователь значения коэффициента модуляции амплитудно- модулированного сигнала

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЯ .КОЭФФИЦИЕНТА МОДУЛЯЦИИ АМШШТУДНОМОДУЛИРОВАКНОГО СИГНАЛА по авт.св. № 96U667, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования, в него введены второй выпрямитель, третий и четвертый компараторы и формирователь команд, при этом один из входов. третьего компаратора соединен с первым выходом второго дифференциального усилителя, а выход - с третьими управляющими входами первого и второго ключей и первым входом формирователя команд, второй вход которого подключен к четвертым управляющим входам первого и второго ключей и к выходу четвертого компаратора , входом соединенного с выходом второго выпрямителя, вход последнего соединен с клеммой для подключения первого источника напряжения , вторые входы третьего и четвертого компараторов соединены с клеммами для подключения второго и третьего источников опорного напряжения соответственно.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

1Î6 А

Р1 Р 6 01 < 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 960667 (21) 3568928/18-21 (22) 29.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. 9 20 (72) Г.Е.Максимов и А.А,Маслова (53) 621,317.352.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

11- 960667, кл. G 01 R 29/06, 1980 (прототип). (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЯ .КОЭФФИЦИЕНТА МОДУЛЯЦИИ АМПЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА по авт.св.

Ф 960667, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования, в него введены второй выпрямитель, третий и четвертый компараторы и формирователь команд, при этом один из входов. третьего компаратора соединен с первым выходом второго дифференциального усилителя, а выход — с третьими управляющими входами первого и второго ключей и первым входом формирователя команд, второй вход которого подключен к четвертым управляющим входам первого и второго ключей и к выходу четвертого компаратора, входом соединенного с выходом второго выпрямителя, вход последнего соединен с клеммой для подключения первого источника напряжения, вторые входы третьего и четвертого компараторов соединены с клеммами для подключения второго и третьего источников опорного напряжения соответственно.

10951

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения глубины модуляции амплитудно-модулированных сигналов, в системах автоматического 5 контроля .

Известен преобразователь значения коэффициента модуляции амплитудно-модулированного сигнала, со" держащий преобразователь напряжение — временной интервал, усилитель входного сигнала, выход которого соединен с сигнальными входами первого и второго синхронных детекторов и через формирователь управляющего напряжения подключен к управляющему входу первого синхронного детектора и входу инвертора, выход которого соединен с управляющим входом второго синхронного де- 20 тектора, выходы синхронных детекторов подключены к входам первоГо дифференциального усилителя, второй и третий дифференциальные усилители, выпрямитель и функциональный 25 генератор треугольного напряжения, причем один из входов второго дифференциального усилителя соединен с первым выходом первого синхрон— ного детектора, а другой вход — с З0 вторым выходом первого синхронного детектора, выход второго дифференциального усилителя через функциональный генератор связан с первым входом преобразователя напряжение— временной интервал, первый и второй входы третьего дифференциального усилителя соединены с первым и вторым выходами выпрямителя, вход которого подключен к выходу первого дифферен 40 циального усилителя, а выход третьего дифференциального усилителя подключен к второму входу преобразователя напряжение — временной интервал, управляющий вход синхронного выпря 4 мителя соединен с источником опорного напряжения, прямой выход второго диф--. ференциального усилителя связан с первым входом регулятора зоны нечувствительности и с первым входом первого компаратора, а инверсный — с вторым

50 входом регулятора зоны нечувствительности и первым входом второго ком паратора, выход регулятора зоны нечувствительности подключен к третьему входу третьего дифференциального усилителя, второй вход первого компаратора соединен с первым выходом третьего дифференциального усилите06 з ля, а второй вход второго компаратора - с вторым выходом третьего дифференциального усилителя и первым входом второго преобразователя напряжение - временной интервал, вторым вх дом связанного с инверсным выходом функционального генератора треугольного напряжения и выходом с первым управляющим входом первого ключа, первый управляющий вход второго ключа подключен к выходу первого преобразователя напряжение— временной интервал, вторые управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с выходами первого и второго компараторов, сигнальные входы ключей — с выходом эталонного генератора, а выходы первого и второго ключей - с прямым и инверс" ным входами. интегрирующего блока соответственно f1 ).

Недостатком этого устройства является значительная погрешность преобразования при изменениях уровней входного и опорного сигналов из-за возрастания составляющей погрешности, обусловленной внутренними шумами, напряжениями смещения компараторов и усилителей постоянного напряжения.

Целью изобретения является уменьшение погрешности преобразования.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь значения коэффициента модуляции амплитудномодулированного сигнала введены второй выпрямитель, третий и четвертый компараторы и формирователь команд, при этом один из входов третьего компаратора соединен с первым выходом второго дифференциального усилителя, а выход — с третьими управляющийи входами первого и второго ключей н первым входом формирователя команд, второй вход которого подключен к четвертым управляюшим входам первого и второго ключей и к выходу четвертого компаратора, входом соединенного с выходом второго выпрямителя, вход последнего соединен с клеммой для подключения первого источника напряжения, вторые входы третьего и четвертого компараторов соединены с клеммами для подключения второго и третьего источников опорного напряжения соответственно.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2—

1095106

U(t) =V (1 m singt) sinu) t), (1) где V - амплитуда немодулированного несущего напряжения; и — угловая частота несущей;

Й - угловая частота огибающей;

m — коэффициент модуляции, Ы

С первого выхода синхронного детектора 4 на один вход дифференциального усилителя 6 поступает сиг".,схема ключей на фиг. 3 - осциллограммы работы устройства. . Устройство содержит усилитель входного сигнала, формирователь 2 управляющего напряжения подключен к входу инвертора 3, выходы синхронных детекторов 4 и 5 подключены к входам первого дифференциального усилителя 6, второй дифференциальный усилитель 7, синхронный выпрямитель 8, третий диф- 1О ференциальный усилитель 9, который содержит усилители первой 10, второй 11 и третьей 12 ступени соответственно, функциональный генератор 13 треугольного напряжения, первый и второй преобразователи 14.и 15 напряжение — временной интервал, регулятор 16 зоны нечувствительности, первьн« и второй компараторы 17 и

18, первый и второй ключи 19 и 20 . управляющие входы которых соединены, выполнены на элементах И 21, 22 и ключе 23, эталонный генератор

24, интегрирующий блок 25, второй выпрямитель 26, третий и четвертый компараторы 27 и 28, формирователь команд 29, выполненный на элементе

ИЛИ 30, коммутатор 31. Второй, тре- . тий и четвертый управляющие входы ключей 19 и 20 являются входами элемента И 21, а первый управляющий вход и сигнальный вход этих ключей— входами элемента И 22, первый вход элемента ИЛИ 30.соединен с выходом третьего компаратора 27 и третьими . 35 управляющими входами первого и второго ключей 19, 20, второй вход элемента ИЛИ 30 соединен с выходом четвертого компаратора 28 и четвертыми управляющими входами первого 4О и второго ключей 19, 20, выход элемента ИЛИ 30 соединен с входом коммутатора 31.

Устройство работает следующим образом. 45

На вход усилителя 1 поступает амплитудно-модулированное (АМ) напряжение вида нал, содержащий огибающую входного

AN сигнала и постоянную составляющую определяемую уровнем несущей

U> (") =К1Ъ V m s in Q "+ V>) ° (Z) где К вЂ” коэффициент передачи тракта

1 вход устройства - выход синхронного детектора 4.

С второго выхода синхронного детектора 4 на второй вход дифференциального усилителя 7 поступает сигнал

0 (t) = К mÌ sing t, 1

Сигнал на выходе синхронного детектора 5 имеет вид

U< (t) = К ш Чщ sing t (4) где K> — коэффициент передачи тракта вход устройства — выход синхронного детектора 5.

На прямом выходе дифференциального усилителя 6 выделяется постоянное напряжение, пропорциональное уровню несущей

V„=U „(t) — 0 (t) =K, К, V, (5) где К вЂ” коэффициент передачи диф3 ференциального усилителя 6.

Если обеспечить равенство (6) К„- К - К4 то на выходе дифференциального усилителя 7 имеем напряжение уравнения (7) поступает на сигнальный вход синхронного выпрямителя 8, на управляющий вход которого подается опорный сигнал (8) U 0tl(t) =ЧОЯ1а(Я t+ q ) Э где — фазовый сдвиг опорного сигнала по отношению к огибающей входного AN сигнала, который может принимать значения 0 или .Ъ . При этом на первом выходе синхронного выпрямителя 8 образуется напряжение

V =«2K < К 5 Кьт(Чщ + U(t)3 (9) где К - коэффициент передачи выпрямителя 8;

u I<) - переменная составляющая выпрямленного напряжения на втором выходе выпрямителя 8 °

U (t) U (t)=2K К m V з1пЯ t, (7)

1,2 где К5 — коэффициент передачи дифференциального усилителя 7.

1095106 ЧЮ- (К1Кэ К. Ч ( где К вЂ” коэффициент передачи pery25 лятора 16 зоны нечувствительности, регулируемый в пределах (- 1т„) -(+де).

Одновременно на первые входы усилителей 11 и 12 поступает напряжение З0 уравнения (10).

Если обеспечить равенство

К1К = 2К, К5К (12) то при )О на выходе усилителя 11 имеем

V - К,К Ч (m tarn), (13) а при 20 .на выходе усилителя 12

4 э V ("-5m) °, (14)

Функциональный генератор 13 формирует треугольное напряжение, амплитуда которого пропорциональна управляющему напряжению уравнения (5), т.е.

35.

45 (15) К1 KÚ K где Ке — коэффициент пропорциональности между амплитудой р 50 треугольного напряжения и управляющим напряжением.

Форма напряжения на прямом выходе генератора 13 показана на фиг. Зч, а на инверсном выходе — на фиг. Зо.

Треугольное напряжение с прямого выхода генератора 13 поступает на первый вход преобразователя 14 наПри этом V@) G при 9 0 и / (0 при V =Л

Напряжение уравнения (9) подается на первый вход дифференциального усилителя 9, а его переменная составляющая — на второй вход.

На выходе усилителя 10 первой ступени дифференциального усилителя

9 имеем

Ч > 2K+ К Кь »g (10)

На первый вход регулятора 16 эоны нечувствительности подается напряжение уравнения (5), а на его второйнапряжение с противоположным знаком, полученное с инвертируиицего выхода блока 6. В результате на первые входы усилителей 11, 12 второго и третьего каскадов дифференциального усилителя 9 с выхода регулятора зоны нечувствительности поступает напряжение рякение — временной интервал, а с инверсного — на первый вход преобразователя 15.

На вторые входы преобразователей

14 и 15 подаются напряжения уравнений (14) и (13), При V )О прямоугольные импульсы

* напряжения, длителЬность которых пропорциональна значению коэффициента модуляции, образуются на выходе преобразователей 14 и 15 (фиг. 3 6 и 3 ).

Напряжения уравнений (13) и (14) одновременно поступают на первые входы компараторов 17 и 18.

При этом на второй вход компаратора 17 поступает напряжение уравнения (5) — то же напряжение, но с противоположным знаком.

Компаратор 17 формирует управляющее напряжение для ключа 19, а компаратор 18 — для ключа 20.

При этом переключение компараторов 17 и .18 происходит при условии (К1 Кэ V„jm> mI> IKs K< Кэ Чп,(, (16) где К вЂ” коэффициент передачи по входу сигнала уравнейия (5).

Если обеспечить пороговое значение коэффициента модуляции К = т м выражения (17), то выражение (16), характеризующее условие формирования импульсов на выходе ключа 19 (при V > 0). или ключа 20 (при Ч (О), имеет вид (18.

m pm +pm, мНа третий и четвертый управляющие входы ключей 19 и 20 поступают выходные напряжения с третьего 27 и четвертого 28 компараторов соот" ветственно. Ключи 19 и 20 открываются, если компараторы 27, 28 формируют управляющее напряжение, которое определяется для компаратора 27 условием

1 (19) о где 0 „- постоянное напряжениео пропорциональное максимально допустимому значению напряжения входного несущего колебания оп "(Ч. р

Оп2 1 э порог

На первый вход компаратора 28 с выхода выпрямителя 26 поступает напряжение ц К g (г 1

"ге

1095106 где К - коэффициент передачи выпря И мителя 26;

; О,щ — амплитудное значение опорного напряжения — u ä (a) .

Управляющее напряжение для ключей

t9 и 20, формируемое компаратором

28, определяется условием (я оп "оп я, оо оп где 0 „- постоянное напряжейие, про10 порциональное минимально допустимому значению входного опорного колебания.

Если входные напряжения несущего или опорного напряжений меньше до15 пустимых значений, то с выходов компараторов 27 или 28 формируется напряжение, закрывающее ключи 19 и 20 и поступающее на первый или другой входы элемента ИЛИ 30, входящего в состав формирователя команд 29.

Выходное напряжение элемента ИЛИ 30 является управляющим напряжением для коммутатора 31.

Выходные напряжения компараторов

f7 или 18, 27, 28 поступают на вход

25 элемента И 21 выходное напряжение которого управляет состоянием ключа

23. Ключ 23 открыт, если выполняются условия выражений (18), (19), (22), при этом на его выход поступает выход. ное напряжение элемента И 22 °

Для повышения надежности преоб.разователя можно использовать выходные команды формирователя команд 29 например, для включения резервного преобразователя значения коэффициента модуляции амплитудно-модулированного сигнала или установки устройства, в котором указанный преобразователь используется, в заранее.предусмотренное для данной ситуации состояние, при котором устройство работает, несмотря на отсутствие информации с выхода преобразователя.

Таким образом, в предлагаемом преобразователе уменьшена погрешность преобразования и повышена надежность преобразователя.

Результат измерения в предлагаемом устройстве может быть представлен в аналоговом либо в цифровом виде. В первом случае в качестве эталонного генератора 24 должен использоваться источник постоянного напряжения. При этом на выходе ин- тегрирующего.блока 25 образуется напряжение, среднее значение которого пропорционально значению коэффициента модуляции, причем полярность напряжения определяетси фазовым соотношением между огибающей входного

АИ напряжения выражения (1) и опорным сигналом выражения (8).При представлении результата измерения в цифровом виде в качестве эталонного генератора должен использоваться генератор импульсов эталонной частоты, а в качестве интегрирующего блока — реверсивный двоично-десятичный счетчик, регистрирующий количество импульсов, пропорциональное значению коэффициента модуляции.

Преобразователь позволяет производить преобразование значений icoэффициента модуляции с погрешностью не хуже + 157..

1095 10б

1095106

Тирам 711 Подимсмое щщИПИ Заказ 3588/27

Ю Ю Ю магг ППП ггПа,ища ф, загород ул Яроектмаа 4