Дифференциальный коммутационный указательс периодическим сравнением гармоническихсигналов
Союз Советских
Социалистических
Респу6лик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТИЛЬСТВУ (()) 834549 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)ЗаЯвленд 02.02.78 (21) .2577138/18-21 (51)М. Кл. с присоединением заявки ((й
G 01 R .19/10 (23) Приоритет
Гфеудврстеанный неинтат
СССР аа далем нзабратаннй и атнритнй
Опубликовано 30.05.81. Бюллетень М20
Дата опубликования описания 31.05.81 т (53) УДК 681.335 (088. 8 ) (72) Авторы изобретения
И. М. Бучма, Л. Я. Мизюк и В, Специальное конструкторско-тех
Физико- механического института (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КОММУТАЦИОННЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
С ПЕРИОДИЧЕСКИМ СРАВНЕНИЕМ ГАРМОНИЧЕСКИХ
СИГНАЛОВ
Изобретение относится к измери1.елйной технике и предназначено длн сравнения амплитуд гармонических сигналов.
Известен дифференциальный амплитудный указатель с периодическим преобразованием, предназначенный для . сравнения амплитуд гармонических сигналов, состоящий из последовательно включенных коммутатора усилителя .(О несущей частоты, детектора, усилителя огибающей частоты синхронного выпряУ мителя и регистратора, а также генератора частоты коммутации, соединенного с управляющими входами коммута15 тора и синхронного выпрямителя, причем в качестве генератора частоты коммутации используется делитель частоты, синхронизируемый напряжением векторной суммы сравниваемых сигналов (l)
Недостаток такого устройства заключается B низкой точности сравнения несинфазных сигналов.
Наиболее близким к предлагаемому является дифференциальный коммутационный указатель с периодическим сравнением сигналов, содержащий последовательно соединенные коммутатор, усилитель несущей частоты двухфаз/ ный детектор, состоящий из дифференциатора, двух квадраторов и сумматора, а также избирательный усилитель, синхронный выпрямитель и измерительный прибор, управляющий вход синхронного выпрямителя соединен с управляк)щим входом коммутатора.
Алгоритм детектирования в этом устройстве описывается выражением а (6) =5 (t)+в (), () где 5(t) =а (t) Sin(let ((е)1-детеетируе» мый амплитудно-фазо-модулированный сигнал; в5(е) =а()сое(аА+у(е)) еетеел, сопряженный по Гильберту с сигналом ХК) 4549
3 83
Наибольшую трудность при реализации алгоритма (1 )представляет, формирование сигнала, сопряженного по Гильберту. В схему указателя для этой цели введен дифференциатор $2)
Недостаток такого указателя состоит в том, что при сравнении.несинфазных сигналов в мбменты коммутации на выходе дифференциатора возникает последовательность д -импульсов, которая проходит на вход усилителя огибающей частоты коммутации. Спектр этой последовательности содержит гармоническую составляющую частоты коммутации. Эта составляющая квадратурна управляющему сигналу коммутации и подавляется в канале огибающей синхронным выпрямителем. Однако при большой чувствительности указателя составляющая, обусловленная д -импульсами, ограничивается в усилителе огибающей частоты, и это резко снижает точность сравнения. Поэтому дальнейшее повышение чувствительности указателя требует расширения динамического диапазона усилителя огибающей, что не всегда возможно.
Цель изобретения-повышение чувствительности и точности сравнения сигналов, имеющих сдвиг, фаз в пределах от О до ф2.
Указанная цель достигается тем, что дифференциальный коммутационный указатель,с периодическим сравне. нием гармонических сигналов, содержащий последовательно соединенные коммутатор сравниваемых сигналов, усилитель сигнала несущей частоты, первый квадратор, сумматор, усилитель огибающей частотырсинхронный выпрямитель и измерительный прибор, а также последовательно соединенные дифференциатор и второй квадратор, причем вход дифференциатора подключен к вы.ходу усилителя сигнала несущей частоты, а выход второго квадратора — к другому входу сумматора, снабжен последовательно соединенными дополнительным сумматором, квадратурным фазовращателем и делителем частоты, выход которого подключен к управляющим входам коммутатора и синхронного детектора, а входы дополнительного сумматора - к соответствующим входам коммутатора.
На чертеже представлена блок-схема дифференциального указателя.
Указатель содержит последовательно соединенные коммутатор 1, усилитель 2 несущей частоты, первый квадратор 3, сумматор 4, усилитель 5 огибающей частоты, синхронный выпрямитель 6, измерительный прибор 7, а также дифференциатор 8, вход которого соединен с выходом усилителя 2 несущей частоты, а выход через второй квадратор 9со вторым входом сумматора 4, дополнительный сумматор 10 входы которого подключены к соответствующим входам коммутатора 1, а выход через квадратурный фазовращатель l l — к делителю частоты 12, который, в свою очередь, подключен к управляющим входам коммутатора 1 и синхронного выпрямителя
6.
Предлагаемое устройство работает
20 следующим. образом
Сравниваемые сигналы поочерецно чпериодически с частотой коммутации подключаются коммутатором 1 ко входу усилителя 2 несущей частоты. Выход25 ное амплитудно-фаэо-модулированное напряжение усилителя 2 несущей частоты обрабатывается в соответствии с алгоритмом (1 )двухфазным детектором, состоящим из первого квадратора 3, 30 дифференциатора 8, второго квадратора
9 и сумматора 4. Иэ спектра продетектированного сигнала с помощью усилителя 5 огибающей частоты выделяется напряжение на частоте коммутации, 35 амплитуда которого пропорциональна измеряемой разности квадратов амплитуд сравниваемых сигналов О, — U . Это напряжение выпрямляется сийхроннм4 выпрямителем 6, работающим синхронно
40 с коммутатором 1 и затем измеряется прибором 7.
Напряжение, управляющее коммутатором 1 и синхронным-выпрямителем 6, вырабатывается триггерньм делителем
45 частоты 12, который запускается сдвинуться на угол 1Ц2 после квадратурного фазовращателя 11 напряжением векторной суммы сравниваемых сигналов.
М 04 «U4 В И М 4 94), и le.È.
U =U Следовательно, начальная фаза сигна5S ла коммутации определяется произведением начальной фазы сдвинутого яа, 3/2напряження векторной суммы входных сигналов на коэффициент передачи делителя частоты R/te > 5 834549 где R g u3 — соответственно частота коммутации и частота «равниваемых сигналов. .Начальная фаза сдвинутого на В!2 сигнала векторной суммы равна 5 q + q Ол 02,. Ч -Фа — — s +с)) ссф > +)) ф -т- Тогда начальная фаза частоты коммутации определяется соотношением i0 М+ ) )) )) Ч-4а а + а "" М U„+u, Ê а Если сравниваются напряжения с равными амплитудами, т. е. Ц =Ug то ! Коммутация происходит в моменты ФК,, 2а когда значение коммутирующего сигнала проходит через нуль. Зто условие записывается Щ ОФсвда + г Ф) к R басю Формула изобретения Мгновенные значения сигнала в момент коммутации / × + ЬЖ U<(t„) =U s h(et„ у„) -)) у)))-, + ) -IP1 1l l Ча-т +Т )-U51ll + )=ЙОСОЪ и . / ф +Фг+ф и (к) =О м(як - Р,) =Вью +.равны между собой, и на выходе диффе. ренциатора д — импульсы не возникают и погрешность измерений отсутст. вует. Использование квйдратурного фазовращателя при достаточной простоте формирования сигнала управляющего делителя частоты выгодно отличает пр)яд лагаемый дифференциальный указатель от известного, так как позволяет ° повысить чувствительность и уменьщить погрешность. Повышение точности и .чувствительности предлагаемого дифференциального .указателя позволяет расширить круг задач, решаемых в измерительной технике с его помощью.. Дифференциальный коммутационный указатель с периодическим сравнением гармонических сигналов, содержащий последовательно соединенные коммутатор сравниваемых сигналов, усилитель сигнала несущей частоты, первый квадратор, сумматор, усилитель огибающей частоты, синхронный выпрямитель и измерительный прибор, а также последовательно соединенные дифференциатор и второй квадратор, причем вход диффереицнатора подключен к выходу усилителя сигнала несущей частоты, а выход второго квадратора - к другому входу сумматора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности н точности сравнения сигналов, имеющих сдвиг фаз в пределах от 0 до я/2,снабжен последовательно соединенными донолнительньм сумма" тором, квадратурныи фазовращателем и делителем частоты, выход которого .подключен к управляющим входам -коимутатора и синхронного детектора,а входы дополнительного сумматерак соответствующим входам коммутатора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе f Авторское свидетельство СССР В 593360, кл. S 03 В, 19/10, 1976 2. Авторское свидетельство СССР В 434322, кл. Ь 0l R !9/)О, l972> 834549 Эаказ 095 б8 Тирам 732 ВИИИИИ Государственного комитета СССР по делаи изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подпис ное Филиал ПИП Патент", r ° Ужгород, ул. Проектная,4 Составитель Б. Дарчинянц Редактор Н. Безродная Техред Т.Иаточка Корректор Г. Назарова
