Устройство преобразования аналогового сигнала

 

Изобретение может быть использовано в качестве датчиков информативных признаков в устройствах распознавания сигналов. Целью изобретения является повышение точности преобразования сигнала. Цель достигается за счет того, что в устройство, содержащее усилитель-ограничитель, перемножитель, фильтр низкой частоты, блок вычитания, введены дельта-модулятор, сдвигающий регистр, генератор тактовых импульсов, цифро-аналоговый преобразователь. Введение указанных блоков позволяет представить огибающую сигнала бинарным кодом с задержкой его цифровым методом с последующим восстановлением. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нал (21) 4710434/24 (22) 26.06.89 (46) 07.07.91. Бюл. М 25 (72) Н.И.Хлапонин, В.И.Черкашин и

А.В.Бергилевич (53) 681.373(088.8) (56) Автооское свидетельство СССР

М 11821з, кл. G 01 R 19/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

АНАЛОГОВОГО СИГНАЛА (57) Изобретение может быть использовано в качестве датчиков информативных приИзобретение относится к распознаванию сигналов в системах пассивной локации и может быть использовано в качестве датчиков информативных признаков в устройствах распознавания сигналов.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг,1 показана функциональная схема устройства преобразования аналогового сигнала; нэ фиг.2 — результаты моделирования работы устройства, Устройство содержит входную шину 1, усилитель-ограничитель 2, перемножитель

3, фильтр 4 низкой частоты, блок 5 вычитания, дельта-модулятор б, сдвигающий регистр 7, генератор 8 тактовых импульсов, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, Устройство работает следующим образом.

Поступающий на сигнальный вход1 сиг01(т) = 0„(т)соэ(вт+ p) ограничивается по амплитуде в усилителеограничителе 2. Ы 1661654 А1 (я)5 G 01 R 19/00, Н 03 M 1/12 знаков в устройствах распознавания сигналов. Целью изобретения является повышение точности преобразования сигнала, Цель достигается за счет того, что в устройство, содержащее усилитель-ограничитель, перемножитель, фильтр низкой частоты, блок вычитания, . введены дельта-модулятор, сдвигающий регистр, генератор тактовых импульсов, цифроаналоговый преобразователь. Введениеуказанных блоков позволяет представить огибающую сигнала бинарным кодом с задержкой его цифровым методом с последующим восстановлением. 2 ил.

U2(t) = асов(а) t+ уъ).

Гармоническое колебание U2(t) поступает на вход перемножителя 3, где перемножается с входным сигналом U1(), с выхода которого результирующее напряжение поступает на вход фильтра 4 низкой частоты, где выделяется огибающая входного сигнала

U4(t) = Um(t).

С выхода фильтра 4 низкой частоты огибающая входного сигнала поступает на пер- . вый вход вычитающего блока 5 и на вход дельта-модулятора 6. В котором происходит преобразование аналогового сигнала в бинарный код. Частота генератора тактовых импульсов выбрана из условия отсутствия перегрузки по крутизне дельта-модулятора б:

fr > Ес2л fc/h, где Š— амплитуда сигнала;

fc — верхняя частота спектра сигнала;

h — шаг квантования, Сформированный дельта-модулятором

6 бинарный код поступает на сдвигающий регистр 7, являющийся элементом эадерж1661654 ки, время задержки которого определяется по формуле тз = чТт, где N — число разрядов регистра 7;

TT — период повторения тактовых импульсов, Задержанный сигнал с регистра 7 поступает на ЦАП 9, где снова преобразуетс.; в аналоговую форму:

U9(t) = Ьл(1-1з) ! и поступает на второй вход вычитающего, блока 5, Таким образом, на выходе вычитающего блока 5 появляется сигнал, списыва,емый формулой

U5(t) = U (t) — Um(t-1з>, что соответствует конечной разности первого порядка огибающей сигнала 0з.

На фиг.2 представлены эпюры, поясняющие работу предлагаемого устройства, полученного путем моделирования послед него на ПЭВМ ЕС 1840, где U1(t) — исследу,емый сигнал; U2(t) — напряжение на выходе усилителя-ограничителя 2; U4(t) — огибаю:щая исследуемого сигнала; U7(t) — задержанный бинарный код огибающей исследуемого сигнала; U6(t) — бинарный код огибающей исследуемого сигнала; U9(t)— сигнал на выходе ЦАП 9; U5(t) — конечная разность первого порядка огибающей сигнала, Точность формирования конечной разности первого порядка огибающей сигнала оценивают по величине ошибки дельта-преобразования:

Одм =(Pj, которая в основном определяется точностью изготовления резистивной

Матрицы ЦАП и может быть обеспечена не

Муже 0,1 . Ошибка дельта-преобразователя сРд может быть сведена к минимуму путем оптимального выбора тактовой частоты

1 и шага квантования h дельта-модулятора, При этом ошибкой перегрузки по крутизне о2пер можно пренебречь, Так, при fc

=10кГц, Ec = 5, h = 10 mV, fr = 1 МГц ошибка квантования О<, вычисленная по формуле

5 А 2Уf, где0< А < 1 коэффициент пропорциональности не превышает 0,027, Таким образом, при принятых парамет10 рах сигнала и характеристиках дельта-модулятора, которые нетрудно реализовать, ошибка формирования конечной разности первого порядка огибающей сигнала не превышает 0,15 .

15 Таким образом, точность формирования конечной разности первого порядка огибающей сигнала в предлагаемом устройстве может быть на порядок лучше, чем в известном, который является базовым объ20 ектом среди формирователей конечной разности первого разряда, Формула изобретения

Устройство преобразования аналогово25 го сигнала, содержащее усилитель-ограничитель, вход которого объединен с первым входом переключателя и является входной шиной, а выход соединен с вторым входом перемножителя, выход которого через

30 фильтр низкой частоты соединен с первым входом блока вычитания, выход которого является выходной шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, введены дельта-модулятор, сдви35 гающий регистр, генератор тактовых импульсов и цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с вторым входом блока вычитания, а тактовый вход объединен с тактовыми входами сдвигового

40 регистра, дельта-модулятора и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, и при этом информационный вход дельта-модулятора соединен с выходом фильтра низкой частоты, а выход — с информационным

45 входом сдвигового регистра.

1661654

Ц

3! !

Ь

Ф

/ Р ДДд ь

Й |Ш ЕШП

Составитель И,Романова t

ТехРед М.МоРгентал КоРРектоР О Кра-пов„

Редактор И.Дербак

Заказ 2119 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ПКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101