Автокорреляционный вольтметр

 

Союз Советских

Содиалнстических

Республик

ИЗОБРЕТЕН И Я (61) Дополнительное к авт. сзид-"ó— (22) Заявлено 14.11.74 (21) 2073201,21 (51) 1,1,л.- б 01 R 19,ЪО

}-1 03 г, 13/22 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.09.78. Ьюллетень М Зб (45) Дата опубликования 011исан11я 16.08.78

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений а аткрытнй

153) УД 621.317.725 (ОЯКО Я) (72) Автор изобретения

П. Э. Мартверк

Таллинский политехнический институт (71) Заявитель (54) АВТОКОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ВОЛЬТМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки амплитуды гармонического сигнала на фоне шугмов.

Известен автокорреляционный измеритель с квадратурными каналами, где имеются дза квадратурных канала, состоящих из умножптеля, интегратора и блока возведения в квадрат, и имеются блоки широкополосно-о пргсоразователя Гильберта и задержки, блоки сумматора I извле iн IH корня (1).

Недостатками а втокорреляционного измерителя с квадратурными каналами являются трудность реализации преобразователя Гильберта в широком частотном диапазоне и обусловленные аппроксимацией .преобразователя Гильберта и блока задержки погрешности измерения, а также необходимость в обработке процессов четвертого порядка, понижающего динамический диапазон.

Известен также асинхронный автокорреляционный демодулятор сигналов с фазоразностной модуляцией, содержащий два корреляционных канала, выполненных в виде последовательно соединенных умножителя и интегратора, линию задержки, т10дключенную между входной клеммой устройства и умножителем перьвого корреляционного ка:1ала, а также сумматор:1:1ндикатор (2I.

НедосTBTOI; аси:1хронного автокорреляц11онного демодулятора заключается в появленн:I .погрешносте11, обусловлс:1ных anпро cимацией преобразователя Гильберта и блока задержки в широком частотном дпапазоче.

Целью изобретения является расшире:.1ч1е частотного ьиапазона и повышен:10 точ о ò:I !Нзмере:1пя. Достигается заданная пель тем, чтэ автокэрреляц IOH;Iûlll вольтметр с:1абжен двумя дополнительными корреляционными ка налами, подключенным;1 кэ входам дополн;1тельного сумматора выполнен:1ым l в вдде последовательного соединения умножителя 1 инте; ратора, l б то i0 i с:1: Нум фуH КН! I:1, .10110,. I ll! Iтель:1ой линией залержюи, последовательно

20 соединенной с 0=!овной линней задержки, и дел11тсльным устройствсм, причем B_#_0;I, блоК а СП ГН М ф Н КЦИ:1 ПОДКЛК)-ICH 1:. ВХОДН011 клемме устройства, а выход — ко входам двуx дополнительных корреляционных ка25 палов, вторые входы которых лодкл10чены к выходам ос:1овной и дополнительной линий задержки, при этом .выход последней сое гп IeH со входом умнож;1теля второго

0LHoBHoi о корпс,!яционного канала, а выхоЗО лы сумматорэз пэдключе 1ы:;о входам де626422

На выхолах умножителей 1, 2, 8, 4 имеются слелующие пролукты перемноженияия:

Sl = К А2cos o)t сов(о)1 — ол)

52 = К2 А cos о)/ cos((ot — 2ол)

5в = К; Acos о)! cos(o)t — ол)

S4 — — К4Л cos o) t cos (о)/ — 2ол) На выхоле интеграторов 5 — 8 выделяются постоянные составляющие, проглор ционалыные абсолютным значениям аналоговой или односторонне знаковой автокорреляцизнной функции сигнала при аргументах ти2т.

5в = Ке, А2/cos о)т/:

5е = Ке А /cos 2ол/;

S7 = 1(7À!cos ит, ;

So — — КвА/cos 2о)т .

Применение двух блоков с задержкой т

>гсключает состояние неопрелеленности (О: О) на определенных частотах в блоке делителя (прп cos о)! = О значение Icos 2 o)T/ максимальное). На выхоле сумматоров 12 и 18 имеется:

5I2 — — 5е+5е- = А (Ке/cos ол/+ Ке/сов 2ол ), 5lo = 57+$в = А (К7/соз о)т/+Кв/сов 2ол, ) . лчлтелыного устройства, соеди .енного со вхолом индикатора.

На чертеже представлена схема автокорреляционного вольтметра.

Лвтокорреляционный вольтметр солержит умножители 1 4, интеграторы 5 — 8, вылающие абсолютные значения, IiH>IIIII залержки 9, !О, блок 11 спгиум фудкцчи, умматоры 12, 18, делитель 14 и I(I)ликятор 15.

Входной сигнал подается пя вхолы умножителей 1 и 2 прямо, а на зхолы умножителей 8,и 4 через блок !!. Вторыс в оды умножителей 1 и 8 подключены ко входу через линию задержки 9, а вторые вхолы умножителей 4 и 2 подключены через линию залержки 10 к выходу линии задержки 9, Выходы умножителей 1 4 полключены к входам интеграторов 5 — 8 сооТзетственно, причем выхолы интеграторов 5 ч б объединяются в сумматоре 12, я вьпхолы интеграторов 7 и 8 — в сумма rope 18. Выходы сумматоров 12 II 13 полключены ко вхолам 1c;IIITcля 14, соелпне ):0! î со входом инлчкятора 15.

Работа устройства заключается в слелующем.

Блоки 1 — 11 образуют четыре каонала автокорреляци0нной обра0отки cMãнала.

Ilp» чисто гармоническом сигнале на одни входы умножителей 1, 2 подается сигнал

Лсоз Ы, на одни входы умножителей 3, 4 сигнал sign Acos o)t. Ha вторые входы умножителей 1, 3 и 2, 4 полаются залержан«ые сигналы Acos (о)1 — о)т) и Acos (loi — 2о)т) соотзетстзенно.

На выхоле лслителя при равенстве

К, = Ке, К-, = .К, имеется сигнал

К.

S-,=-Л=, Л=К.Л

7 7 т (.х . х-dt -- (- x2rdt

o o

Л=К: —.

7 т (з1<тпх х dt -: — (sigrx х.. dt гле К—

Зо коэффициент пропорциогнальности; реализация сигнала и шумя на вхоле вольтметра; реализация, залер>каиная а время т; реализация, задержанная на время 2т: время измерения.

Х2-.

В процессе измерения технически трудно

40 обеспечить постоянство коэффициентов переЛачи К,-, — К, в широком частотном диапазоне (в частности в блоках залержки, перемножения). Однако при равных относительных отклонениях К;,— Кв или олинакозых аб45 солютных откло",åí>Iÿõ при равенстве

Ке = Ке = К, = К, влияние их на результат измерения полностью исключается, Следовательно, чем больше совпал,,ают характеристикл ол ногппных блоков друг с дру50 гом, тем больше получаемая точность вольтметра.

Формула изобретения

55 Лвтокорреляцпонпый вольтметр, солер>кащий два корреляцлонных канала, выиолненных в виде последовательногo соединения умножителя и интегратора, линию залcðæêè, полключен ную между входной

50 клеммой устройства и умножителем первого корреляционного канала, а также сумматор и пнлчкатор, отличающийся тем, что, с целью расширенля частотного лпапазона и повышения точности измерения, он снабжен двумя дополнительными ам;)литула которого пропорциональна 1(амплптуле гярмо. пческого спг:.Isза.

При оценке амплитуды гармонического сигнала на фоне шумов мож*но отметить, что в ла; ном ".,înьгметрс, кяк и в прототипе, слагаемая шума уменьшается за счет убывания аз ro) o;) per!;! IIпонной функции и

15 при узеличенип lc;In÷ll;- ы за Ie;)>KKII т. Слелозательно, чем оольше величина т или отношение сигнал шум на вхоле вольтметра, тем меньше отличается оцс:-II B амплптулы от значения,:гзмеряемогo при сигнале без шумов, В результате прс:Inàãàåмое устройство формирует оце:- ку ам:Ië!ïó,1û по формуле

626422

Составитель О. Богомолов

Текред И. Рыбкина

1 опрея-,ор В. Гутман

Редактор В. Левятов

11одписнсе

Заказ 597/909 Изд. № 615 Тираж 1199

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )I(-35, Раушская наб., д. 4/5

Ткп. Харьк. фил. пред. <Патент» корреляционными каналами, подкл1очен ными ко входам дополнитель1-:ого сумматора и выполненными в .виде последовательного соединения умножителя и интегратора, а также блоком сигнум функции, дополнительной линией задержки, последовательно соединенной с основ ной линией задержки, и делительным устройством, причем вход блока сигнум функции подключен к входной клемме устройства, а выход — ко входам двух дополнительных корреля ционных каналов, вторые .входы которых подключены к выходам основной и дополнительной линий задержек, при этом выход последней соединен со входом умножителя второ"o основного корреляционного канала, а выходы -умматоров подключены ко входам делительного устройства, соединенного со входом индикатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Кангур О. Э., Мартверк П. Э. Струк10 турно-корреляционные алгоритмы оценки амплитуды гармонического сигнала. Таллин, «Труды Таллинского политехн ического института», ¹ 358, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 240043, кл. Н 03 К 13/22, 1968.