Способ квадратичного выпрямления Советский патент 1983 года по МПК G01R19/22 

тью квантования сигнала на большое число интервалов для получения за данной точности при произвольной форме исследуемого сигнала. Целью изобретения является расширение частотного диапазона и повышение точности квадратичного вып рямления . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, включаю щему квантование исследуемого сигн ла, кратное периоду, и суммировани в течение периода, проводят кванто вание амплитуды исследуемого сигна ла, затем интегрируют постоянные величины, пропорциональные уровням квантования, в течение интервалов времени, за которые уровни квантования не превышают величину исслед емого сигнала, и суммируют результ ты интегрирования. По этому способу осуществляется квадратичное выпрямление исследуемого сигнала. Так сумма интегральных функций равна где Т uU - шаг квантования исследу емого сигнала по амплитуде ; ot - коэффициент пропорцио° нальности; п - число уровней квантования ; t. - интервалы интегрировани Квадрат действующего значения ис следуемого напряжения, найденный по формуле численного интегрирования, равен Г (21-1)t. (2) « Х М 2 Из первого и второго выражения имеем Е: 2k АСпособ может быть реализован средствами как аналоговой, так и цифровой техники в устройствах, использующих метод последовательного, параллельного или последовательнопараллельного преобразования. Устройства, основанные на послед нательном методе преобразования, об ладая простой реализацией, накладывают ряд требований к исследуемому сигналу: условие периодичности иссл дуемого сигнала и неизменность его амплитуды в течение времени преобра зования . Устройства, основанные на параллельном методе преобразования, имея более сложную реализацию, позволяют выполнить все преобразования за один период исследуемого сигнала. На фиг. 1 приведена структурная схема преобразователя, использующего параллельный метод преобразования; на фиг. 2 - график, поясняющий сущ ность способа. В состав преобразователя входит блок 1 компараторов, состоящий из п компараторов, блок 2 управления, блок 3 ключей, состоящий из п ключей, источник 4 опорного напряжения, источник 5 опорного тока, состоящий из п отдельных источников тока, сумматор б, причем исследуемый сигнеш подключен к входам блока 1 компараторов и блока 2 управления, п первых выходов которого соединены сп другими входами блока 1 компараторов, выходы последнего соединены с п управляющими входами блока 3 ключей, выход источника 4 опорного напряжения соединен с входом блока 2 управления, выходы которого соединены с управляющими входами сумматора 6 и источника 5 опорного тока, п выходов последнего через блок 3 ключей связаны с входами сумматора 6. Преобразователь работает следующим образом. Исследуемое напряжение Ux(t) (фиг. 2) одновременно поступает на первый вход блока 1 компараторов и вход блока 2 управления. Блок 2 управления формирует постоянны напря-жения ди,- i kT , пропорциональные периоду TX исследуемого напряжения, т.е ; ; ли ikTx ; nkTx , где k коэффициент пропорциональности ; i 1, 2, .,.; п - порядковый номер компаратора, которые поступают на вторые входы компараторов и блок 1 компараторов. Блок 1 компараторов выделяет интервалы времени t- , соответствующие превышению исследуемым напряжением соответствующего постоянного напряжения ди . Канодый компаратор блока 1 компараторов управляет работой соответствующего ключа в блоке 3.ключей . Входы ключей соединены с соответствующими выходами источника тока, причем к i-му ключу подключен i-и выход источника тока со значением тока 3; оСди - oi-kT i , где d - коэффициент пропорциональности .

В течение интервала времени t. состветствующий ток Л поступает в сумматор 6. Следовательно, величина S в сумматоре б к концу периода Т,; исследуемого напряжения будет равна

S . А

и;

2k А

т.е. пропорциональна квадрату действующего значения исследуемого напряжения. По истечении времени Т сумматор 6 сбрасывается в .нуль и начинается новый цикл выпрямления.

Осуществление в способе квадратичного выпрямления квантования исследуемого сигнала по амплитуде, интегрирования постоянных величин и нахождение их суммы позволяет свети к минимуму операции, выполняемые с исследуемым сигналом.

Благодаря тому, что все остальные операции проводятся с вспомогательными величинами, в способе легко достигается требуемая точность преобразования, простота реализации выполняемых операций и их высокое быстродействие. Так интегрирование постоянных величин проводится в течние коротких интервалов времени, а единственная операция с исследуемым сигналом - операция сравнения - требует минимальных временных затрат. При произвольной форме исследуемого сигнсша за счет исключения методиг ческой погрешности от содержащихся

е сигнале гармоник и одинаковом с известными способами числе отсчетов достигается повышение точности в 2 раза. Расьчирен ие частотного ди.апазона ограничено лишь временем, затрачиваемым на операцию сравнения.

Формула изобретения

Способ квадратичного выпрямления, включающий квантование исследуемого сигнала, кратное периоду, и суммирование в течение периода, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности выпрямления, проводят квантование амплитуды исследуемого сигнала, затем интегрируют постоянные величины, пропорциональные уровням квантования, в течение интервалов времени, за которые уровни квантования не превышают величины исследуемого сигнгша, и суммируют результаты интегрирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Корн Г., Корн Т. Электронные аналоговые и. аналого-цифровые вычислительные машины. М., Мир, 1967, с. 379. ,

2.Авторское свидетельство СССР 471544, кл. G 01 R 19/22, 1975.

3.Смеляков В.В. Цифровая измерительная аппаратура инфранизких частот. М., 1975, с. ЗБгЗб (прототип ). .

фуг./

МJJL.

1 i

I и,М

И-.:

л

7Г

X