Измерительный преобразователь отношений двух сигналов

 

Использование: измерение квазипиковых значений сигналов. Сущность изобретения: расширение функциональных возможностей достигается применением переключателей 1, 2, 3, множительного блока 5, дифференцирующего интегратора 7, блока выборки и хранения 8, источника опорного напряжения 9, генератора 11, формирователя импульсов 12. Устройство содержиттакже переключатель 4, квадратор 6, формирователь модуля 10. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 19 /10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816017/21 (22) 04.05.90 (46) 15.05.92,Бюл,М 18 (71) Институт радиофизики и электроники

АН АрмССР (72) Г.С.Исааков (53) 621.317.322(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М

432402, кл. G 01 R 19/04, 1972,.

Авторское свидетельство СССР М

1396074, кл. G 01 R 19/10, 1986,, . Ж „, 1734029А1 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОТНОШЕНИЙ ДВУХ СИГНАЛОВ (57) Использование: измерение квазипиковых значений сигналов. Сущность изобретения; расширение функциональных возможностей достигается применением переключателей 1, 2, 3, множительного блока 5, дифференцирующего интегратора 7, блока выборки и хранения 8, источника опорного напряжения 9, генератора

11, формирователя импульсов 12. Устройство содержиттакже переключатель 4, квадратор 6, формирователь модуля 10. 1 ил, 1734029

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и предназначено для измерения квазип иковых значений сигналов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет введения новых элементов и связей получения двух новых функционалов.

Структурная схема измерительного преобразователя отношений двух сигналов приведена на чертеже, Преобразователь содержит четыре переключателя 1-4, причем последовательно соединены двухпозиционный переключатель 1, множительный блок 5, квадратор 6, двухпозиционн ые переключатели 4 и 2 дифференциальный интегратор 7 и блок выборки и хранения 8, выход которого является выходом преобразователя и одновременно по линии обратной связи поступает на первый неподвижный контакт переключателя 1, второй неподвижный контакт последнего является первым входом преобразователя.

Второй вход преобразователя подключен к первому неподвижному контакту двухпозиционного переключателя 3, второй неподвижный контакт которого соединен с выходом источника опорного напряжения 9, а переключающий контакт — с входом формирователя модуля 10, выход последнего соединен с вторым входом множительного блока 5. Управляющие входы переключателей 1-4 и вход формирователя импульсов 12 соединены с выходом тактового генератора

11, а выход формирователя импульсов 12— с управляющим входом блока выборки и хранения 8.

Для удобства изложения порядка работы преобразователя условимся называть положение переключателей, при котором переключающий контакт замкнут с первым неподвижным контактом, верхним или исходным положением, а когда со вторым неподвижным контактом — нижним положением.

При измерении квазипиковых значений сигнала U(t) он поступает на оба входа устройства.

Устройство работает следующим образом, В первом такте переключатели 1-4 переводятся в нижнее положение, При этом переключатель 1 подключает на первый вход множительного блока 5 напряжение входного сигнала U(t), переключатель 3 подключает выход источника опорного напряжения

9 к входу формирователя модуля 10, с выхода которого опорное напряжение U>< поступает на второй вход множительного блока 5.

На выходе последнего появляется напряжение

UMy1=U(t)Uon, (1) которое поступает на вход квадратора 6, в результате на его выходе образуется напряжение

UKB1= (U (t) ООП ) ° (2)

Это напряжение через переключатель 2 поступает на один из входов дифференциального интегратора 7 (предположим, на вход "+").

Производится интегрирование поступившего напряжения в течение длительного импульса тактового генератора 11, и напряжение на выходе интегратора становится равным

U„1 У (U(t)U..)2 (3) где г — постоянная времени дифферен циального интегратора 7;

Т вЂ” длительность импульсов тактового генератора 11.

По спаду тактового импульса формирователь 12 выдает короткий импульс на управляющий вход блока выборки и хранения

8, и производится запись напряжения с выхода дифференциального интегратора 7.

Во втором также (в паузе между импульсами тактового генератора) переключатели 1-4 находятся в исходном (верхнем) положении, Переключатель 1 подключает на первый вход множительного блока 5 напряжение Ои1 с выхода блока выборки и хранения 8, переключатель 3 подключает к входу формирователя модуля 10 напряжение, поступающее на второй вход преобразователя (в рассматриваемом случае U(t)). На выходе множительного блока 5 появляется напряжение

О му2=О и1/ U(t), (4) которое через переключатели 4 и 2 поступает на второй вход (вход "-") дифференциального интегратора 7, Производится интегрирование поступившего напряжения в течение времени Т, в результате чего выходное напряжение дифференциального интегратора 7 в конце второго такта оказывается равным

Ои2=

=) ((U (t) Ыап ) — U,1(U (t))) dt . (5)

В третьем такте повторяются действия, осуществляемые в первом такте. В результате на выходе дифференциального интегратора 7 появляется напряжение

Оиз=.fp (U (i) Оол) Cll—

1734029

Т вЂ” fo 0и 0(с) . 0t (6)

Далее описанная выше итерационная процедура может быть продолжена неограниченное количество раз. При этом и-ое напряжение интегратора определяется из выражения:

1 т г — fp (U (t) Uon) dl =

1 т — Upn)U (t). й. (7)

Учитывая, что в каждом цикле интегрирования величины постоянны, получим

1у г(),„

0ип=0оп . (8)

Составитель И, Башкаев

Редактор Ю. Середа Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 1667 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Из (8) следует, что 0ип является оценкой квазипикового значения Uyn сигнала U(t).

Кроме отмеченного квазипикового значения U n сигнала 0(t), предлагаемое устройство позволяет измерять функционалы более общего вида. Так при подаче на вход

1 сигнала 01(т), а на вход 2 сигнала Uz(t) на основании (8) получим

1 т — ); 01()

0ип=0 on T ° (9)

-T "fo! 02 (с)!"

Очевидно, что во всех рассмотренных режимах, так же, как и в прототипе, благодаря использованию итерационной коррекции систематические погрешности блоков (исключая источник опорного напряжения

9) полностью корректируются; что обеспечивает высокую точность преобразования предлагаемого устройства.

Вместе с тем, в отличие от прототипа 2 функциональные возможности изобретения существенно расширены (получено 2 новых функционала) введением переключателя 4, квадратора 6 и формирователя модуля

10, к точности которых не предьявляются высокие требования, что позволяет использовать простые и надежные схемные решения.

При измерении периодических напряжений в диапазоне частот, очевидно, необходимо осуществлять выбор времени усреднения. С

50 этой целью в схеме тактового генератора 11 предусмотрена возможность изменения длительности импульсов Т и периода их следования, Формула изобретения

Измерительный преобразователь отношений двух сигналов, содержащий три переключателя, множительный блок, дифференциальный интегратор, блок выборки и хранения, источник, опорного напряжения, тактовый генератор и формирователь импульсов, второй неподвижный контакт первого переключателя соединен с первым входом преобразователя, подвижный контакт первого переключателя соединен с первым входом множительного блока, неподвижные контакты второго переключателя соединены с двумя входами дифференциального интегратора, второй неподвижный контакт третьего переключателя соединен с выходом источника опорного напряжения, управляющие входы первого, второго и третьего переключателей и вход формирователя импульсов соединены с выходом тактового генератора, о тли ч а ю щий ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения измерения квазипиковых значений сигналов, в него введены четвертый переключатель, квадратор и формирователь модуля, вход которого соединен с подвижным контактом третьего переключателя, а выход — с вторым входом множительного блока, выход которого соединен с первым неподвижным контактом четвертого переключателя и входом квадратора, выход которого соединен с вторым неподвижным контактом четвертого переключателя, подвижный контакт которого соединен с подвижным контактом второго переключателя, а управляющий вход соединен с выходом тактового генератора, выход блока выборки и хранения является выходом преобразователя и соединен с первым неподвижным контактом первого переключателя, второй вход преобразователя соединен с первым неподвижным контактом третьего переключателя, выход дифференциального интегратора соединен с входом блока выборки и хранения, выход формирователя импульсов соединен с управляющим входом блока выборки и хранения.