Устройство для измерения параметров периодического сигнала

 

О П И С А Н И Е 758534

Союз Советских

Социалистических

Респубпнк

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.04.78 (2! ) 2603707/! 8-09 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5!) М. К., Н 04 В 3j46

Госудерстееиный комитет

Опубликовано 23.08.80. Бюллетень № 3!

Дата опубликования описания 30.08.80 (53) УД К 62 .395..664 (088.8 ) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Е. Демченко и Л. К. Золотков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ПЕРИОДИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерения периодических сигналов с флуктуирующим периодом (квазипериодических) на фоне шумов.

Известно устройство для измерения параметров периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные аналоговый преобразователь, сумматор и анализатор параметров, а также фильтр и блок памяти, вход и выход которого соединены соответственно со вторым входом сумматора (!) .

Однако такое устройство для измерения параметров периодического сигнала не обеспечивает достаточно высокой точности измерения при действии помех.

Цель изобретения — повышение точности измерения при действии помех.

Это достигается тем, что в устройство для измерения параметров периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, сумматор и анализатор параметров, а также фильтр и блок памяти, вход и выход которого соединены соответственно со вторым выходом и вторым входом сумматора, введены

2 генератор, делитель частоты и фазовый детектор, при этом выход фазового детектора через последовательно соединенные фильтр и генератор подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, сигнальный вход которого объединен с первым входом фазового детектора, второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом генератора.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измере to ния параметров периодического сигнала.

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, сумматор 2, анализатор 3 параметров, блок 4 памяти, фазовый детектор 5, фильтр 6, генератор 7, делитель 8 частоты.

Устройство для измерения параметров периодического сигнала работает следующим образом.

Пусть на вход устройства поступает аддитивная смесь U (t) полезного сигнала

x(t) и белого шума n(t)

tJ(t) = x(t) + n(t) (!)

x(t) — непрерывный периодический сигнал с флуктуирующим периодом:

758534 (21 ((1г).(2п (3) Формула изобретения

Устройство для измерения параметров периодического сигнала, содержащее последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, сумматор и анализатор параметров, а также фильтр и блок памяти, 4 вход и выход которого соединены соответст40 венно со вторым выходом и вторым входом сумматора, отличающееся тем, что, с целью

= 2nf»

2 т (4) i = 1, 2,....., 2п, п (5) 4s го детектора через последовательно соединенные фильтр и генератор подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, сигнальный вход которого объединен с первым входом фазового детектора, $0 второй вход которого через делитель частоты соединен с выходом генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2609733/18 — 09, кл. Н 04 В 3/46, 28.03.78 (прототип).

= "- - 2л = —.2л

Т Ь» (6) 3 х() = ZA;-sin ti 2л1,(t) t) » где 1» (t) — частота осно вной гармоники периодического сигнала; (f» = вЂ,(Т вЂ” период сигнала) является случайной функцией времени со средним значением 1р, и — количество гармоник периодического сигнала;

А„ — амплитуда i-ой гармоники сигнала;

Система, состоящая из последовательно соединенных фазового детектора 5, фильтра

6, генератора 7 и делителя 8 частоты, служит для слежения за основной гармоникой периодического сигнала. Полоса пропускания такой системы при малых скоростях флуктуации периода сигнала определяется полосой пропускания фильтра 6 — hf, и если она меньше области флуктуации частоты основной гармоники периодического сигнала

5f, то получим повышение помехоустойчивости устроиства в — раз.

При этом выходное колебание генератора

7 синхронизировано по фазе с принимаемым сигналом, а частота колебаний в 2п раз больше частоты f основной гармоники принимаемого сигнала.

На первый вход фазового детектора 5 поступает сигнал частоты 1 (t), на второй вход — напряжение частоты fr/2n, выходное напряжение фазового детектора пропорционально разности

Напряжение на выходе фильтра 6, пропорциональное Ьср будет вызывать изменение частоты генератора 7 до значения, когда Ьср= О, т.е. согласно (3) Напряжение с выхода генератора 7 поступает на вход запуска аналого-цифрового преобразователя 1 и запускает его в моменты где Т вЂ” текущее значение периода гармонического сигнала.

За каждый период сигнала формируется

2п выборок сигнала, значение фазовых углов между которыми при изменении периода Т полезного сигнала не изменяются.

С выхода аналого-цифрового преобразователя 1 измеренные значения сигнала поS

1S

Ло и эо ступают на сумматор 2, который суммирует результаты измерения, соответствующие одним и тем же моментам запуска аналогоцифрового преобразователя 1 за период сигнала. После каждого цикла измерения, равного одному периоду сигнала, накопленные за предыдущие периоды значения сигнала заносятся в блок 4 памяти. При новом цикле измерения значения амплитуды сигнала, поступающие из аналого-цифрового преобразователя 1 и соответствующие i-м моментам запуска аналого-цифрового преобразователя 1 согласно (5) складываются со значениями, хранящимися в блоке 4 памяти и соответствующими также i-м моментам запуска аналого-цифрового преобразователя 1, т.е. соответствующие одному и тому же фазовому углу периода сигнала. Этим устраняется нестационарность процесса, обусловленная флуктуацией периода сигнала за время измерения.

Количество усредняемых точек за период сигнала равно 2п, т.е. в два раза больше количества гармоник периодического сигнала.

Количество усредняемых периодов N зависит от отношения сигнал-помеха на входе устройства. Так как сигнал когерентен, то мощность сигнала в процессе накопления пропорциональна N (Ð,-N ), мощность некогерентного шума Р„-N, поэтому отношение мощностей после накопления увеличивается в N -N раз.

После N накопленных периодов информация с выхода сумматора 2 поступает на вход анализатора 3 параметров. повышения точности измерения при действии помех, введены генератор, делитель частоты и фазовый детектор, при этом выход фазово758534

Редактор С. Суркова

Заказ 5655/51

Составитель Л. Слободский

Техред К. Шуфрич Корректор Б. Синицкая

Тираж 729 Подписное

НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал Г1ПГ1 «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4