Устройство для сравнения амплитуд переменных сигналов

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения разности амплитуд первых гармоник слабых сигналов искаженной формы или слабых гармонических сигналов в условиях действия шумов и помех. Целью изобретения является повышение точности, что обеспечивается введением коммутаторов 3 и 5, избирательного усилителя 4, генератора 12 импульсов, счетных триггеров 13 и 14, за счет чего достигается сохранение значение амплитуды огибающей входных сигналов в процессе преобразования, что обеспечивает постоянство отношение сигнал/шум для входных сигналов. Кроме того, устройство содержит коммутатор 1, избирательный усилитель 2, коммутатор 3, детектор 6, фильтр 7 нижних частот, фильтр 8 для выделения сигнала огибающей прямоугольной формы, усилитель 9 сигнала огибающей, синхронный детектор 10, измерительный прибор 11. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 G 01 R 19/10!

1

I \.г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4254456/24-21 (22) 24.04.87 (46) 07.08.89 . Бюл. Р 29 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) И.M. Бучма и P.В, Проць (53) 621.317.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1218335, кл. С 01 R 19/10, 1984.

Автометрня, R 3, 1966, с. 74. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ АМПЛИТУД ПЕРЕМЕННЫХ СИГНАЛОВ (57) Йзобретение относится к электроизмерительной технике H может быть использовано для измерения разности амплитуд первых слабых сигналов искаженной формы или слабых гармонических сигналов в условиях действия

„„Я0„„1499252 А 1

2 шумов и помех. Пелью изобретения является повышение точности, что обеспечивается введением коммутаторов 3 и 5, избирательного усилителя

4, генератора 12 импульсов, счетных триггеров 13 и 14, за счет чего достигается сохранение значения ампли туды огибающей входных сигналов в процессе преобразования, что обеспечивает постоянство отношение сигнал/шум для входных сигнапов. Кроме того, устройство содержит коммутатор I, избирательный усилитель 2, коммутатор 3, детект ор 6, фильтр 7 нижних частот, фильтр 8 для выделения сигнала огибающей прямоугольной формы, усилитель 9 сигнала огибаняцей„ синхронный детектор 10, йзмерительный прибор 11. 2 ил.

3 1499252

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения разности амплитуд первых гармоник перемен5 ных сигналов искаженной формы или гармонических сигнапов в условиях действия шумов и помех.

Цель изобретения — повышение точности за счет обеспечения сохране- Ip ния значения амплитуды огибающей входных сигналов в процессе преобразования, что позволяет сохранить неизменным отношение сигнал-шум для входных сигналов. 15

На фиг. l представлена структурная схема устройства для сравнения амплитуд переменных сигналов; на фиг.2временные диаграммы работы его узлов.

Устройство содержит последователь-,20 но соединенные коммутатор 1 и иэбира тельный усилитель 2 сигнала несущей частоты, а также последовательно соединенные коммутатор 3 и избирательный усилитель 4 сигнала несущей частоты,, 25 причем первые входы коммутаторов I и 3 объединены и являются первым входом устройства, вторые также объеди. нены и являются вторым входом устройства, выходы избирательных усилите- 30 лей 2 и 4 соединены соответственно с первым и вторым входами коммутатора 5, выход которого через последовательно соединенные детектор 6, фильтр 7 нижних частот, фильтр 8 для выделения сигнала огибающей частоты прямоугольной формы, усилитель 9 сигнала огибающей, синхронный детектор

10 соединен с входом измерительного прибора 11 а также генератор 12 чм- 40 пульсов, счетный триггер 13 и счетный триггер 14, прямой и выход генератора 12 импульсов соединен с третьим управляющим входом коммутатора 5 и входом счетного триггера 13, выход 45 которого соединен с третьим управляющим входом коммутатора 1."

Инверсный выход генератора 12 импульсов соединен со входом счетного триггера 14, выход которого соединен с соответствующими управляющими входами второго коммутатора 3, фильтра 8 для выделения сигнала огибающей частота прямоугольной формы и синхронного детектора 10. 55

Устройство работает следующим, образом.

Сравнительные сигналы U< и 0 (фиг, 2в, r) одновременно поступают

4 на соответствующие входы коммутаторов 1 и 3. Прямой и инверсный импульсы (фиг.2а, б) с выхода генератора 12 импульсов поступают соответственно на входы .счетных триггеров

13 и 14, с выходов которых сигналы (фиг.2д и фиг.2з) поступают на соответствующие управляющие входы соответственно коммутаторов I и 3.

В момент и выход коммутатора I подключается к своему первому входу, входной сигнал П» подается на избирательный усилитель 2 и в нем начинается переходный процесс (фиг.2ж). Кроме того s момент tq под действием выходных сигналов генератора 12 импульсов выход коммутатора 5 подключается к своему второму входу и установившееся выходное напряжение k U» избирательного усилителя 4 поступает на вход детектора 6 (фиг.2л)..Это состояние сохраняется до момента времени t» (фиг.2б). В течение этого времени заканчивается переходный про" цесс в избирательном усилителе 2.

В момеНт времени t< (фиг.2б) на выходе коммутатора 5 устанавливается выходное напряжение избирательного усилителя 2 k

2л). В этот же момент t» выход коммутатора 3 подключается к своему второму входу и входное напряжение

Ц„ отключается от входа избирательного усилителя 4, а подключается входное напряжение Uq. В избирательном усилителе 4 начинается переходный процесс, заканчивающийся к моменту времени t (фиг.2а,к).

В момент времени t< выход коммутатора 5 отключается от верхнего входа и подключается к нижнему входу.

Сигнал Uq отключается от входа избирательного усилителя 2, а подключается сигнал 0, и в избирательном усилителе 2 начинается переходный процесс, который заканчивается к моменту t>. С выхода избирательного усилителя 4 установившееся напряжение kqU@ подается на вход детектора б (фиг. 2л) .

В момент времени t выход коммутатора 5 отключается от нижнего входа и подключается к верхнему и установившееся выходное напряжение k»Uq

"избирательного усилителя 2 поступает на вход детектора 6, а выход коммутатора 3 подключается к своему верх+ kq U» + Uq 1 » +

2 2 2

35

5 149925 нему входу и от входа избирательного усилителя 4 отключается сигнал Uq. а подключается П», и в нем вновь на" чинается переходный процесс, который

5 заканчивается к моменту времени й4 .

Таким образом, коммутатор 5 всег,да подключает выходы избирательных усилителей 2 и 4 к детектору 6 только тогда, когда переходные процессы )б в них закончены и поэтому они не влияют на результат измерения.

При этом на входе детектора 6 формируется периодический сигнал, один период которого представляет собой )5 последовательно расположенные равные по длительности пачки сигналов k U, k»U», k4U, k»Ug (*иг.2л). Этот сигнал детектируется детектором 6 (фиг.

2м) и после фильтрации фильтром 7 2п нижних частот (фиг.2н) его можно представить выражением

sign 81п Qt + ч )

U» — Ua

k» - МП»+ Uq

sign sin 2(gt++, (1) где k», kq — коэффициенты передачи соответственно избирательных усилителей 2 и 4, Л вЂ” угловая частота сигнала, - фаза сигнала.

Фильтр 8 для выделения сигнала прямоугольной формы из сигнала (1) выделяет только второй член, кото" рый представлен на фиг.2о, а остальные — подавляет . Амплитуда выходно- . го сигнала фильтра 8 пропорциональна разности амплитуд входных сигналов. Выходной сигнап фильтра 8 усиливается усилителем 9, выпрямпяется ° синхронным детектором 10 и измеряется измерительным прибором 11, показания которого пропорциональны раз2

6 ности амплитуд сравниваемых сигналов.

Формула изобретения

Устройство для сравнения амплитуд переменных сигналов, содержащее последовательно соединенные первый коммутатор, входы которого являются входами устройства, и первый избирательный усилитель сигнала несущей частоты, последовательно соеди« ненные детектор, фильтр нижних частот, фильтр для выделения сигнала огибающей прямоугольной формы, усилитейь сигнала огибающей,. синхронный детектор и измерительный прибор, генератор импульсов, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены последовательно соединенные второй коммутатор, второй избирательный усилитель сигнала несущей частоты и третий коммутатор, а также первый и второй счетные триггеры, причем первый и второй входы второго коммутатора соединены с соответствую-. щими входами первого коммутатора, выходы первого и второго избирательных усилителей несущей частоты соединены соответственно, с первым и вторым входами третьего коммутатора, выход которого соединен с входом детектора, прямой и инверсный выходы генератора импульсов соединены соответственно с входами первого и второго счетных триггеров, кроме того, прямой выход соединен с третьим управляющим входом третьего коммутато" ра, выход первого счетного триггера соединен с третьим управляющим вхо-» дом первогб коммутатора, выход второго счетного триггера соединен ссоответствующими управляющими входами второго коммутатора, фильтра для выделения сигнала огибающей прямо- угольной формы и синхронного детектора.

1499252 г

<Еа д

Жую

Ю

49_#_tf

И /ФРИ

0 4аю

/7

Составитель А. Рафиков

Редактор С. Патрушева Техред А. Кравчук . Корректор И. Муска

Заказ 4686/43 Тираа 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

313035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,103