Изобретение относится к области электрических измерений в диапазонах инфранизких и звуковых частот, может использоваться при экспериментальном определении амплитудно-фазовых частотных характеристик четырехполюсников при акустических измерениях, исследованиях в области автоматического управления и регулирования, в геофизике, океанологии, биофизике и т. д. Непосредственное назначение устройства - аналоговое вычисление скалярного произведения векторов опорного и измеряемого сигналов.
Цель изобретения - уменьшение динамической погрешности, возникающей из-за изменения амплитуды обрабатываемого сигнала во времени.
На чертеже представлена структурная схема выпрямителя.
Устройство содержит источники входного 1 и опорного 2 сигналов, умножающее звено 3 с входами 4, 5 и выходом 6, n фильтров нижних частот в виде интегрирующих цепей 7-1, . . . , 7-n, ent (n/2) инверторов 8-1, 8-m; n-1 масштабирующих звеньев 9-1, . . . , 9-n-1 и n-входовый сумматор 10 с входами 11-1, . . . , 11-n и выходом 12.
Выпрямитель работает следующим образом.
На входы 5 и 4 умножающего звена 3 поступают соответственно опорный Uo = = sing sinω t и обрабатываемый U = Um (1 + k sinΩt)sin(ωt+ϕ) сигналы, где Um - амплитуда обрабатываемого сигнала;
ω - его частота;
ϕ - сдвиг фаз между входным сигналом и первой гармоникой опорного сигнала;
Ω - частота огибающей;
k - коэффициент амплитудной модуляции.
Выходное напряжение Е умножающего звена с учетом лишь первой гармоники опорного сигнала
E= UUo= 
[cosϕ-cos(2ωt+ϕ)] (1+ksin Ωt) (1)
Выходной сигнал Uвыхq q-й интегрирующей цепи с постоянной времени q, возбуждаемой сигналом Е по выражению (1), определяется дифференциальным уравнением
τq(dU
В установившемся режиме при Ω<<ω и (2ωτq)2>>1, опуская высокочастотную составляющую, получаем
U
1+ 
sin(Ωt-arctgΩτq)
cosϕ (3)
Образуем линейную комбинацию UΣ выходных напряжений Uвыхq n интегрирующих цепей 7-1, . . . , 7-n
UΣ= 
U
+
+k
sin (Ωt-arctgΩτq)
, (4) где αq - весовые коэффициенты и α1 = 1.
Если величины αi определены из системы уравнений
= 
= 0, (5) где γq= τq/τ1, то напряжение UΣ не зависит от 1,2, . . . , n-1 производных Е(р) низкочастотной компоненты Е по формуле (1). В этом случае эффект фазочувствительного выпрямления определяется мгновенным значением указанной компоненты и ее производными с порядками p = n, n+1, . . .
Решения системы (5), при n = 2 и р = 1, α1= 1, α2= -1/γ2. Если n = 3 и р = 1,2, то α1= 1, α2= -(1-γ3)/γ2(γ2-γ3), α3= (1-γ2)/γ3(γ2-γ3) и т. д.
Весовые коэффициенты положительны при нечетных индексах q и отрицательны при четных q. Поэтому выходные сигналы соответствующих интегрирующих цепей инвертируются узлами 8-1, . . . , 8-m. В этом случае коэффициенты передачи масштабирующих звеньев положительны и равны | αq| .
Например, при γ = 2 и γ 3 = 4 α2 = -0,75 и α3 = 0,125. Динамическая погрешность предложенного выпрямителя в сравнении с аналогичной характеристикой прототипа, содержащего лишь одну интегрирующую цепь, уменьшается в 4,3 раза при Ωτ1 = 0,2, в 13,7 раза при Ωτ1 = 0,1 и в 51,2 раза при Ωτ1 = 0,05.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ЭЛЕКТРОПРИВОД С ЧАСТОТНО-ТОКОВЫМ УПРАВЛЕНИЕМ | 1992 |
|
RU2101845C1 |
| СПОСОБ РЕЗЕРВНОЙ ЗАЩИТЫ ЛИНИИ С ОТПАЕЧНЫМИ ТРАНСФОРМАТОРАМИ | 1995 |
|
RU2088014C1 |
| СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ, ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫХ СИММЕТРИЧНЫМ СОСТАВЛЯЮЩИМ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ | 1995 |
|
RU2099728C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ПОТОКА ОГНЕУПОРНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ | 1993 |
|
RU2061304C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХРАННОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ | 1992 |
|
RU2050596C1 |
| МНОГОКАСКАДНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ | 1992 |
|
RU2106740C1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ | 1992 |
|
RU2042144C1 |
| МЕХАНИЗМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ПРЯМОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ В НАПРАВЛЕННОЕ ВРАЩАТЕЛЬНОЕ | 1992 |
|
RU2036358C1 |
| ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ | 1991 |
|
RU2020706C1 |
| ПЕЛЕНГАТОР | 1992 |
|
RU2042145C1 |
Использование: в области электрических измерений в диапазонах инфранизких и звуковых частот, для акустических, океанологических, геофизических и других исследований. Изобретение позволяет уменьшить динамическую погрешность. Фазочувствительный выпрямитель содержит умножающее звено с источниками входного и опорного сигналов, n - 1 интегрирующих цепей, сумматор, ent /n/2/ инверторов, n - 1 масштабирующих звеньев. Фазочувствительный выпрямитель нечувствителен к заданной совокупности производных огибающей обрабатываемого сигнала, что достигается соответствующим выбором коэффициентов передачи масштабирующих звеньев. 1 ил.
ФАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ, содержащий умножающее звено, первый и второй входы которого подключены к выходам источников соответственно входного и опорного сигналов, и фильтр нижних частот в виде интегрирующей цепи, отличающийся тем, что, с целью уменьшения динамической погрешности, введены n - 1 интегрирующих цепей, eut (n/2) инверторов, n - 1 масштабирующих звеньев и n-входовой сумматор, при этом входы n интегрирующих цепей объединены и подключены к выходу умножающего звена, выход первой интегрирующей цепи подключен непосредственно к первому входу n-входового сумматора, выходы четных интегрирующих цепей подключены к соответствующим входам n-входового сумматора через соответствующие последовательно соединенные инвертор и масштабирующее звено, а выходы последующих нечетных интегрирующих цепей через соответствующее масштабирующее звено к соответствующим входам n-входового сумматора, выход которого является выходом фазочувствительного выпрямителя.
