Способ измерения уровня электрического сигнала

 

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при исследовании сигналов с аддитивными помехами. Целью изобретения является повышение точности измерений. Достигается она за счет того, что предложенный способ обеспечивает исключение влияния на результат измерения помех произвольного вида, что предопределяет высокую точность измерения уровня электрического сигнала. Устройство, реализующее последовательность выполняемых согласно способу операций, содержит первичный преобразователь 1 физической величины в напряжение, ключ 2, масштабный усилитель 3, блок 4 сравнения, цифроаналоговые преобра- Q § зователи 5 я 6 с двумя выходными наb пряжениями, регистры 7 и 8, блоки 9 и 10 совпадения, ключ 11, сдвиговый регистр 12, генератор 13 тактовых импульсов, триггер 14, блок 15 управления и блок 16 памяти. 1 ил. ю О5 ю оо ;о.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 R 19/00

Г ОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ф

,ъ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "М А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3653730/24-21 (22) 19.10.83 (46) 07.10.86. Бюл. Ф 37 (71) Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения (72) В.В.Сидоренко, В,В.Брей, В.П.Максимчук, Л.M.Òîêàðü, Л,Г.Вихрова, H.Â.Êîëîìîåö и А.В.Соломаха (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 757995, кл. G 01 R 19/04, 1978.

2. Шляндин В,М. Цифровые измерительные устройства. M. Высшая школа, 1981, с.69. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА (57) Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при исследовании

„„SU„„1262394 А 1 сигналов с аддитивными помехами. Целью изобретения является повышение точности измерений. Достигается она за счет того, что предложенный способ обеспечивает исключение влияния на результат измерения помех произвольного вида, что предопределяет высокую точность измерения уровня электрического сигнала, Устройство, реализующее последовательность выполняемых согласно способу операций, содержит первичный преобразователь 1 физической величины в напряжение, ключ 2, масштабный усилитель 3, блок

4 сравнения, цифроаналоговые преобра- зователи 5 и 6 с двумя выходными напряжениями, регистры 7 и 8, блоки

9 и 10 совпадения, ключ !1, сдвиговый регистр 12, генератор 13 такто- (, вых импульсов, триггер 14, блок 15 управления и блок 16 памяти. 1 ил.

1262394

Изобретение относится к ).TIeKTpH ческим иэмерениям и предназначено для использования при исследовании сигналов с аддитивными помехами.

Известен способ измерения уровня электрического сигнала, заключающийся в выделении сигнала гутем усредHpHèÿ с аддитивной помехой на инерционном звене f1J .

Однако способ не обеспечивает исключения наводимой помехи произвольного вида. Исключение же помехи, обусловленной электрическими параметрами измерительных цепей, предопределяет необходимость применения тенэоусилителей, характеризующихся значительной конструктивной сложностью.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения уровня электрического сигнала, предусматривающий выделение и вычитание помехи из смеси сигнала с помехой, а также регистрацию полученной разности f2) .

Недостаток известного способа— низкая точность измерения, поскольку при широком классе возможных помех выделение их сопряжено с существенными погрешностями.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленкая цель достигается тем, что согласно способу измерения уровня электрического сигнала, основанному на вычитании помехи иэ смеси сигнала с помехой и регистрации полученной разности, формируют два нормированных напряжения, исходное значение каждого из которых выбирают равным половине диапазона измерения:, уровень помехи определяют при нулевом уровне сигнала путем изменения первого нормированного напряжения до момента его сравнения с уровнем помехи, а разность регистрируют путем изменения второго нормированного напряжения до моиента его сравнения с алгебраической суммой сигнала, помехи и выставленного значения первого нормированного напряжения, причем указанные операции повторяют с частотой, определяемой спектром сигнала.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемогп способа.

Устройство содержит первичный преобразователь 1 физической величины в напряжение, ключ 2, масштабный уси литель 3, блок 4 сравнения, цифроана

5 !

О

По сигналу "Работа" с блока 15 управления с помощью генератора 13 тактовых импульсов напряжение, соотлоговые преобразова" å.ëè 5 и 6 с выходными напряжениями U> и Н -, регистры 7 и 8, блоки 9 и 10 совпадения, ключ 11, сдвиговый регистр 12, генератор 13 тактовых импульсов, триггер 14, блок 15 управления и блок

16 памяти.

Выход преобразователя 1 физической величины в напряжение соединен с одним иэ входов ключа 2, другой вход которого подключен к выходу триггера

14, а выход — к входу масштабного усилителя 3. Выход масштабного усили% теля 3 соединен с первым входом блока 4 сравнения, второй и третий входы которого подключены к выходам цифроаналоговых преобразователей 5 и 6.

Входы цифроаналоговых преобразователей 5 в 6 соединены с выходами регистров 7 и 8, входы которых подключены к выходам блоков 9 и 10 совпадения, Входы блоков 9 и 10 совпадения соединены с выходами ключа 11 и сдвигового регистра 12, Входы ключа 11 подключены к выходам блока 4 сравнения и триггера 14,, а один из входов сдвигового регистра 12 — к выходу генератора 13 тактовых импупьсов. Выходы блока 15 управления соединены с, входами триггера 14, генератора 13 тактовых импульсов и другим входом сдвигового регистра 12. Вход блока

16 памяти подключен к соответствующему выходу регистра 8, Устройство работает следующим об- разом.

Перед началом измерения по сигналу "Подготовка" с блока 15 управления производят установку в нуль младших разрядов в регистрах 7 и 8, введение единицы в их старшие разряды и подключение на нулевой уровень с помощью триггера 14 через ключ 2 входа усилителя 3. При этом на входы цифроаналоговых преобразователей 5 и 6 с регистров 7 и 8 подается напряжение, соответствующее коду старших (знаковых) разрядов этих регистров, а на вход блока 4 сравнения напряжение U„, равное сумме всех помех измерительного канала (дрейф нуля масштабного усилителя 3, наводки и т.п.). Выход блока 4 сравнения через ключ 11 подключается к входу блока 9 совпадения.

1262394 ветствующее логичеСкой единице сдвигового регистра 12, последовательно проходит все разряды, при этом происходит набор и запоминание соответствующего разряда в регистре 7 только в том случае, если на блоке

9 совпадения присутствует напряг.ение

Uy с выхода блока 4 сравнения. С выхода регистра 7 код соответствующего напряжения подается на вход цифро- 10 аналогового преобразователя 5, с выхода которого напряжение U< + AUD подводится к входу блока 4 сравнения до тех пор, пока напряжение U4 на его выходе не станет равным нулю, т.е. 4 Пх + 1 (Ub

При выполнении условий (2) набор цифрового кода на регистре 8 прекращается и с его выхода цифровой код напряжения, соответствующего напряжению полезного сигнала, поступает в блок 16 памяти. Напряжение, соотзетствующее последнему разряду сдвигового регистра 12, подается на вход

I триггера 14, который через ключ 2 производит подключение входа усилителя-3 на нулевой уровень через ключ

11 — установку младших разрядов регистров 7 и 8 в нуль, а также введение единицы в их старшие разряды. 3а. тем процесс измерения повторяется с частотой, определяемой частотой генератора тактовых импульсов, которая. в свою очередь, определяется спектральным составом сигнала.

Ц4 Ux + (Us +

При выполнении условия (1) набор цифрового кода на регистре 7 прекращается и на выходе цифроаналогового преобразователя 5 запоминается напряжение, равное алгебраической сумме U< + hU<. Напряжение, соответствующее последнему разряду сдвигового регистра 12, подается на вход

25 триггера 14, а напряжение с выхода последнего поступает на ключ 2, который производит подключение напряжения первичного преобразователя 1 к входу усилителя 3. Одновременно напряжение с выхода триггера 14 подается на ключ 11, благодаря чему выход блока 4 сравнения переключается на вход блока 10 совпадения.

При этом на вход блока 4 сравнения 35 поступает сигнал с аддитивной помехой П» = U + U и равенство (1) нарушается. Напряжение с выхода блока 4 сравнения и напряжение соответствующего разряда сдвигового 4О регистра 12 подаются на соответствующие входы блока 10 совпадения. Регистр 8 производит набор и запоминание сооответствующего разряда толь-.. ко в том случае, если на блоке 10 совпадения присутствует напряжение

U4 с выхода блока 4 сравнения. С выхода регистра 8 код соответствующего напряжения подается на вход цифроаналогового преобразователя 6, с выхода 5р которого напряжение U + 6U подводится к входу блока 4 сравнения до тех пор, пока напряжение П4 на его .выходе не станет равным нулю, т.е °

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает исключение влияния на результаты измерения помех произвольного вида, что предопределяет высокую точность измерения уровня электрического сигнала.

Ф о р м у л а и э,о б р е т е н и я

Способ измерения уровня электрического сигнала, основанный на вычитании помехи из смеси сигнала с помехой и регистрации полученной разности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, формируют два нормированных напряжения, исходное значение каждого из которых выбирают равным половине диапазона измерения, уровень помехи определяют при нулевом уровне сигнала путем изменения первого нормированного напряжения до момента его сравнения с уровнем помехи, а разность регистрируют путем изменения второго нормированного напряжения до момента его сравнения с алгебраической суммой сигнала, помехи и выставленного значения первого нормированного напряжения, причем укаэанные операции повторяют с частотой, определяемой спектром сигнала.

ВНИИПИ Заказ 5422/42 Тираж 728

Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, .r. Ужгород, ул. Проектная, 4