Устройство для измерения коэффициента амплитудной модуляции

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА АМШШТУДНОЙ МОДУЛЯЩШ, содержащее последовательно соединенные входной блок, линейный детектор, фильтр низкой частоты и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия измерений в диапазоне низких частот, в него введены два интегратора, два элемента выборки и хранения, формирователь модуля, формирователь импульсов , ключ и преобразователь напряжение - интервал времени, причем выход фильтра низкой частоты соединен с входами первого интегратора и формирователя импульсов, выход первого интегратора, через первый элемент выборки и хранения соединен с его вторым суммирующим входом непосредственно и через ключ с вторым суммирующим входом второго интегратора, второй вывод конденсатора через последовательно соединенные формирователь модуля, второй интегратор и второй элемент выборки и хранения подключен к входу преобразователя напряжение - интервал времени, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с зшравляющими входами первого и второго элементов выборки и хране.чия, выход преобразователя напряжения - ин О тервал времени соединен с управляющим входом ключа и является выходом со о устройства. 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 G О! R 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЪ|ТИЙ (21) 3629538/24-21 (22) 27.07.83 (46) 07.11.85. Бюл. 1(- 41 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им.50-летия:

Великой Октябрьской социалистической революции (72) И.10. Сергеев, В ° В. Терех и Ю.Г. Семенов (53) 621.317.352.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 769729, кл. G Ol R 29/06, 1977.

Кончаловский Ю.В. и др. Электрические измерительные преобразователи.

М., Энергия, 1967, с.264-268.

Авторское свидетельство СССР

В 88380!, кл. G 01 R 29/06, 1980 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЭффИЦИЕНТА АМПЛИТУДНОЙ МОДУЛЯЦИИ, содержащее последовательно соединенные входной блок, линейный детектор, фильтр низкой частоты и конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерений в диапазоне низких частот, в него введены два интегратора, два элемента выборки и хранения, формирователь модуля, формирователь импульсов, ключ и преобразователь напряжение — интервал времени, причем выход фильтра низкой частоты соединен .с входами первого интегратора и формирователя импульсов, выход первого интегратора. через первый элемент выборки и хранения соединен с его вторым суммирующим входом непосредственно и через ключ с вторым сум-. мирующим входом второго интегратора, второй вывод конденсатора через последовательно соединенные формирователь модуля, второй интегратор и

O ф второй элемент выборки и хранения подключен к входу преобразователя напряжение — интервал времени, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с управляющими входами первого и второго элементов выборки и хранения, выход преобразователя напряжения — интервал времени соединен с управляющим входом ключа и является выходом устройства.

I 1190

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано

Ф для измерения коэффициента амплитудной модуляции (АИ ) в виде преобразованных в интервал времени сигналов, используемых в информационно-измерительнъ|х комплексах и системах автоматического управления.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерений в диапазоне IÎ низких частот °

На фиг.l приведена структурная схема устройства; на фиг. 2-6 примеры конкретного выполнения отдельных блоков устройства: интегратора, эле- 15 мента выборки и хранения, формирователя модуля, преобразователя напряжение — интервал времени и формирователя импульсов соответственно; на фиг.7 — временные диаграммы ра- 20 боты формирователя импульсов.

Устройство содержит входной блок

1, линейный детектор 2, фильтр 3 низкой частоты, выходом соединенный с входом первого интегратора 4, пер- 25 вый элемент 5 выборки и хранения, ключ 6, конденсатор 7, второй вывод которого подключен к входу формирователя 8 модуля, выходом соединенного через второй интегратор 9 с входом щ0 второго элемента 10 выборки и хранения, преобразователь 11 напряжение — интервал времени, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя 12 импульсов, и выход

13 устройства. При этом преобразователь ll напряжение в интервал времени (фиг.5) выполнен в виде генератора 14 линейно-изменяющегося напряжения, управляемого напряжением ярд 40 компаратора 15 и -триггера 16.

Выполнение остальных блоков ясно из представленных принципиальных схем на фиг. 2-6. ь

Устройство (фиг.1) работает сле- 45 дующим образом.

На входной блок 1 устройства поступает амплитудно-модулированный сигнал Ч„„, который после прохождения через входной каскад преобразу- 50 ется в однополярный сигнал на выходе детектора 2. Далее этот сигнал подвергается фильтрации фильтром 3 низких частот, на выходе которого формируется огибающая ампли- 55 тудно-модулированного сигнала и постояннал составляющая„ пропорциональная уровпк несущей АМ колебаний.

308 2

Огибающая AN сигнала подвергается преобразованию в первом канале, содержащем последовательно соединенные конденсатор 7, формирователь 8 модуля, второй интегратор 9, второй элемент IO выборки и хранения и преобразователь 11 напряжение — временной интервал. Постоянная составляющая несущей AN сигнала преобразуется во втором канапе, содержащем первый интегратор 4 и элемент 5 выборки и хранения. ервом канапе напряжение 8ых 2 с выхода формирователя 8 модуля, формируемое из напряжения 11н,„ поступившее на его вход, суммируется с напряжением с выхода элемента 5 выборки и хранения, поступающим через ключ 6, на втором интеграторе 9.

Управление ключом 6 осуществляется сигналами с выхода преобразователя

11 в течение интервала Т,, Формирователь 12 осуществляет управление элементами 5 и 10 выборки и хранения синхронно с периодом огибающей AN сигнала и синхронизирует работу преобразователя 11. Аналогично суммиру— ются напряжения на первом интеграторе 4, поступающие с выхода фильтра

3 низкой частоты и с выхода элемента

5 выборки и хранения. !

При этом на элемент 5 выборкихранения подаются управляющие импульсы с периодом Т с выхода формирователя 12 импульсов (фиг.7). По приходу управляющего импульса с выхода формирователя 12 элемент 5 выборкихранения осуществляет запоминание выходного напряжения интегратора 4.

Импульсы выборки представляют собой непрерывную последовательность импульсов, задающих циклы работы устройства. В результате этого, по истечении первого цикла, начиная от момента изменения входного сигнала, напряжение на выходе элемента 5 выборки-хранения имеет вид л !! н1, п

U„,х н о2 ц о где В1, R2> и С вЂ” соответственно сопротивления резисторов и емкость конденсатора интегратора (фиг.2); з 1190

Чи — начальное поступление сигнала с выхода фильтра 3;

k — коэффициент передачи элемента 5 выборки-хранения.

Входное напряжение интегратора 4 по выходам фильтра 3 и элемента 5 выборки-хранения противоположны по знаку. 10

При прохождении 0 периодов выходное напряжение элемента 5 выборкихранения принимает вид т

"пТ (1 1-1 и

0 „„„- — „, — u()3tKa ia U„ о к„т и

1-(и

"аъ1» и RI g ср - 1 + 1 н ° гС 1=1

С учетом того, что член 20 и ,к а"

1и1 представляет собой геометрическую прогрессию со знаменателем прогрессии Q.можно записать:

30 где

Кп Т к2гС

При выполнении условия jQj< I u при достаточно большом п, соответствующем установившемуся режиму, постоянное напряжение на выходе элемен35 та 5 выборки-хранения имеет вид

308 4 ментом 10 выборки и хранения. Фиксированное напряжение с выхода элемента 10 выборки-хранения поступает на вход преобразователя II напряжения в интервал времени, на выходе которого формируется импульс длительностью Т,, математическое выражение для которого имеет вид

Т =ЧК вЂ” — — — — -+

Чн К т 4Р

8blx t 4 YT В2 С г т .+ †- — 0 (t)dt.

KnK Yr орм о

При прохождении и периодов от начала подачи огибающей AM сигнала интервала Т В„,» может быть представлен в виде и 1 п Т j t

Вы» п "VIP „q Крмб

1,С у h knnT

Ri,Ñ Р- 1-О где К1„22 и С вЂ” соответственно сопротивления резисторов и емкость конденсатора интегратора 9

1 фиг.2), Т =K ЧЯ + —  — U

88 ; О V I(- RI C сРМ 1 QJx где Ч вЂ” среднее значение напряжения на. выходе формирователя 8 модуля.

При псои Q=l — — р — И вЂ” и.

Чс Ки 1.- и

R2 С

Чо

В2 г

Вс оГ И

50

Че. мо» Т

Вы» Чур» яро

= M Ti

Выходное напряжение элемента 5 выборки-хранения пропорционально среднему значению выходного напряж ни Чор ЧВЫ» 5 фильтра 3. При гармонической форме огибающей АИ сигнала среднее значение напряжения на выходе фильтра 3 совпадает с уровнем амплитуды несущей. При выборе резисторов Rlг = R2 имеем

5ж В НСс

При выборе Ц близком к нулю (например, равном 0,1-0,2), переходной процесс установления среднего значения напряжения Чгр заканчивается практически через 3.-4 периода огибающей АИ сигнала.

В первом канале выходное напря- жение интегратора 9 запоминается элеТ „,» приобретает вид

TR21 Ч рм

Т вы» Rl Ч

Оо

f CP где К „„ — коэффициент преобразования преобразователя 11;

К вЂ” коэффициент передачи

П элемента 10 выборки-хранения.

R2I Ц

Если -- выбрать равным - 1 57

2 и учесть, что V = Ч, то полувцгс чим где И вЂ” коэффициент глубины амплитудной модуляции входного сигнала.. 1 }90308

На выходе !3 устройства выдается с периодом повторения Т, причем длиширотно"модулированная последова- тельность импульсов прямо пропорциопальтельность импульсов длительностьюТщ,„ на коэФФициенту амплитудной модуляции.

1 390308 баиоВу /Зустрийla к наютючЮ

// &оку

)Гблоку

ll90308

Составитель Л.Муранов

Редактор Н.Данкулич Техред А.Кикемезей Корректор Л.Пилипенко

Заказ 6975/48 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4