Устройство для преобразования частотнозависимых напряжений (токов)

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1) 66GI74

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ау— (22) Заявлено 27.12.72 (21) 1&69001i24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16 (45) J,àòà опубликования описания 18.06.79 (51) М.Кл.- Н 02 М 9/06

Гасударстеениый комитет

СССР (53) УДК 621 314.26 (0ЬЬЛ) по делам изооретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Л. Н. Бабкина и А. П. Молчанов

Институт физиологии им. И. П. Павлова (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ЧАСТОТНО-ЗАВИСИМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ (ТОКОВ) Устройство для преобразования частотно-за висимых напряжений (токов) относится к электротехнике и может быть использовано в системах анализа электрических сигналов сложной формы, применяемых в радиотехнике, автоматике, электроакустике и связи.

Известны устройства для преобразован ия частотно-зависимых напряжений, содержащие анализатор частотно-зависимых напряжений, к выходам которого подключены четырехполюсники, формирующие весовые коэффиц иепты, фазовращатели и сумматоры (1, 2).

Недостатками известных устройств явля ется использование подбор ных комплексных сопротивлений для реализации расчетных весовых коэффициентов. Из-за большой зависимости реактивных элементов от частоты стабильности реализованных коэффициенто в невелика.

Целью изобретения я вляется устранение указанно о недостатка.

Для этого в устройство введены реактивные или комплексные сопротивления, а четырехполюсники содержат по два активных масштабных преобразователя напряжения (тока), при этом значения коэффициентов масшта бных преобразователей определены системой линейных уравнений, описывающей закон преобразования сигнала.

Изобретение позволяет с помощью изменения коэффициентов масштабных преобразователей сформировать на выходах усгройства амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики заданной формы при сохранении непрерывности фазовой структуры составляющих сигнала и повысить стабильность преобразования.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, структурная схема.

Устройство содержит анализатор частотно-зависимых напряжений (токов) 1, в качестве которого может быть использован набор исходных фильтров или неоднородная длинная линия с распределенными параметрами, имеющая достаточное количество выходов (отводов), реактивное или комплексное сопротивление 2, к выходам анализатора подключены масштабные преобразователи напряжения (тока) 8 непосредственно .или через реактивные сопротивления или комплексные сопротивления.

25 Выходы масштабных преобразователей 3 подключены к входам сумматоров 4.

В качестве реактивных сопротивлений,,например, могут быть использованы емкости или индуктивности, а в качестве комЗО плексных сопротивлений — их сочетания с

660174 !!!<<,ч !!х Кт<<«ч!

17<:ц 1=-- ал . Л, /

aklf -, а<,Р, + а«.<Р!, + а!!.Р « -,—! т а!г! li = (1)

-+ak,;Р,„= Fi, а<,<Р < + а Р<, + а <Р!и + k2Ri2 —;

+ а <«! Р!!, активным сопротивлением. В качестве масштабных преобразователей могут быть использованы пассивные резистивные, индуктивные, емкостные масштабные преобразователи на трансформаторах и активные масштабные преобразователи, к которым относятся, например, л иней<ные усилители, напряжения (тока), операционные усилители.

С помощью и редлагаемого устройства электрический сигнал преобразуется следующим образом.

Входной сигнал преобразуется анализатором в совокупность частотно-зависимых соста вляю|цих сигнала U, <,, по формуле где К „<, — известный коэффициент передачи п-l.о отвода (выхода) датчика. С каждого отвода датчика сигнал поступает на два масштабных преобразователя непосредственно с датчика и через комплексное сопротивление, которыми сигнал U,, разде

/7

i = 2„), которые сдвинуты друг относительно друга по фазе. Каждая из составляющих суммируется с заранее рассчитанными вещественными весовыми коэффициентами а<,;. где Uk<;«и — сигнал на к-ом выходе устройства;

< — 1,2,, 2а; и — число отводов датчика, объединяемых одним сумматором.

Значение вен<ественных весовых коэффиц<иентов а определяются из системы линейных уравнении:

< — 1,2,...2а;

Здесь вектор правой части в заданных частотных точках, число которых определяется числом отводов датч ика, объединяемых одним сумматором, прира!впивается наперед заданным значениям Fk (F,, =

= IFk (е< - ) частотной характеристики, формируемой на .выходе сумматора на частоте ю<,.

Pi,ь Pi, ..., Р<„- — известные исходные значения комплексных частотных характеристик <на 1-ом, 2-ом,... i-ом входах сумматора на частоте о<, (Р<,< — — Pi, . е< "< ), где (Pi, (— значение амплитудно-частотной хапактепистики на 1-ом входе сумматора на

Зо

65 частоте <Ор, а <р<,< — значен ие фазочастотной характеристики на той же частоте).

Аналогичные системы уравнений составляются для определения весовых коэффициентов «k< у остальных выходов устройства. Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики,на каждом выходе задаются в количестве точек, равном числу используемых выходов (отводов) датчика. Следовательно, при использовании устройства (фиг. 1) частотные составляющие входного сигнала (U(„.,) с выходов датчика 1 поступают по двум каналам (непосредственно и через комплексное сопротивление 2) на масштабные преобразователи 8 и разделяются этими каналами еще на две составляющие (V; l<;,„ и U;<;,i ), сдвинутые друг о носительно друга по фазе. Частотные составляющие (U; l<Ä, и Ui<,„,, ) входного сигнала масштабными преобразователями

8 усиливаются (ослабляются) в заданное число раз, равное значению весового коэффициента (а <,, < и а<„) для соответствующих (i — 1)-го и i-го) входов сумматора 4.

Следовательно, в рсзультате такого преобразования на сумматор 4 .поступает число составляющих (<), равное удвоенному числу используемых отводов датчика (2п), объединяемых одним сумматором 4 (L 2n)

На !выходах сумматоров 4 формируются амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики, которые за счет преобразования исходных частотных характеристик датчика частотно-зависимых напряжений обладают требуемой формой.

Форм ла изобретения

Устройство для преобразования частотно-зав!исимых «апря кений (токов) в заданную форму, содержащсе связанные между собой анализатор частотно-зависимых напряжений (токов), четырехполюснпки с комплексными коэффициентами передачи и сумматоры, отличающееся тем, что, с целью уменьшения зависимости выходных характеристик от частоты, упомянутые четырехполюсники подключены к выходам анализатора через постоянные импедапсные элементы и снабжены каждый двумя активным и масштабными преобразователями, причем значения коэффициентов масштабных преобразователей соответствуют зако.ну преобразования:<астотно-зависимых наи!ряжений (токов) .

Источники информации<, принятые во внимание при экспертизе:

1. В. К. Лабутин. Адаптация в биологии и технике, М., «Энергия», 1970, с. 143.

2. Л. Н. Бабкина, A. П. Молчанов, Частотные характеристики и расчет анализатора с линейным обострением избирательности, Вопросы радиоэлоктроникн, серия общетехнпческая. 1972, выпуск 7, с. 107—

112.

660174

Составитель Ю. Андреев

Техред Е. Хмелева

Редактор Ю. Челюканов

Корректор С. файн

Тип. Харьк. фил. пред, «Патент»

Заказ 315/513 Изд. № 289 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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