Устройство для измерения коэффициента амплитудной модуляции Советский патент 1985 года по МПК G01R29/06 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения коэффициента амплитудной модуляции (АМ в виде преобразованных в интервал времени сигналов, используемых в информационно-измерительных комплексах и системах автоматического управления.

Цель изобретения - повьшение быстродействия измерений в диапазоне низких частот.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2-6 примеры конкретного выполнения отдельных блоков устройства: интегратора, элемента выборки и хранения, формирователя модуля, преобразователя напряжение - интервал времени и формирователя импульсов соответственно; на фиг,7 - временные диаграммы работы формирователя импульсов.

Устройство содержит входной блок I, линейный детектор 2, фильтр 3 низкой частоты, выходом соединенный с входом первого интегратора 4, первый элемент 5 выборки и хранения, ключ 6, конденсатор 7, второй вывод которого подключен к входу формирователя 8 модуля, выходом соединенного через второй интегратор 9 с входом второго элемента 10 выборки и хранения, преобразователь 11 напряжение - интервал времени, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя 12 импульсов, и выход 13 устройства. При этом преобразователь 11 напряжение в интервал времени (фиг.5) выполнен в виде генератора 14 линейно-изменяющегося напряжения, управляемого напряжением VQ компаратора 15 и R5 -триггера 16. Выполнение остальных блоков ясно из представленных принципиальных

схем на фиг. 2-6. ъ

Устройство (фиг. j работает еледующим образом.

На входной блок 1 устройства поступает амплитудно-модулированный сигнал Vpj( , который после прохождения через входной каскад преобразуется в однополярный сигнал V )(.2 на выходе детектора 2. Далее этот сигнал подвергается фильтрации фильтром 3 низких частот, на выходе которого формируется огибающая аьшли тудно-модулированного сигнала и постоянная составляющая, пропорциональная уровню несущей AM колебаний.

Огибающая AM сигнала подвергается преобразованию в первом канапе, содержащем последовательно соединенные конденсатор 7, формирователь 8 модуля, второй интегратор 9, второй элемент 10 выборки и хранения и преобразователь 1 напряжение - временной интервал. Постоянная составляющая несущей AM сигнала преобраз уетС.Я во втором канале, содержащем первый интегратор 4 и элемент 5 выборки и хранения.

В первом канале напряжение Vg,,, с выхода формирователя 8 модуля, формируемое из напряжения д, j , поступившее на его вход, суммируется с напряжением с выхода элемента 5 выборки и хранения, поступающим через ключ 6, на втором интеграторе 9. Управление ключом 6- осуществляется сигналами с выхода преобразователя 1 1 в течение интервала Т. Формирователь 12 осуществляет управление элементами 5 и 10 выборки и хранения синхронно с периодом огибающей AM сигнала и синхронизирует работу преобразователя 1. Аналогично суммируются напряжения на первом интеграторе 4, поступающие с выхода фильтра 3 низкой частоты и с выхода элемента 5 выборки и хранения.

При этом на элемент 5 выборкихранения подаются управляющие импульсы с периодом Т с выхода формирователя 12 импульсов (фиг.7). По приходу управляющего импульса с выхода формирователя 12 элемент 5 выборкихранения осуществляет запоминание выходного напряжения интегратора 4. Импульсы выборки представляют собой непрерывную последовательность импульсов, задающих циклы работы устройства. В результате этого, по истечении первого цикла, начиная от момента изменения входного сигнала, напряжение на выходе элемента 5 выборки-хранения имеет вид

I

Кп

juU)dt

U«,,,,U,выxa Ц- RljC

Rlj, R2, и С - соответственно

сопротивления резисторов и емкость конденсатора интегратора 4 (фиг.2); 3 VH - начальное посту ление сигнала с выхода фильтра Кп коэффициент пер дачи элемента 5 выборки-хранени Входное напряжение интегратора по выходам фильтра 3 и элемента 5 выборки-хранения противоположны по знаку. При прохождении f) периодов вых ное напряжение элемента 5 выборки. хранения принимает вид U.« - c-4l |° M-V or-rVcp.2-U +Q Vt, быхп С учетом того, что член i представляет собой геометрическую прогрессию со знаменателем прогрессии 3. можно записать: J, , (I-Q) 1 Ь 1 При выполнении условия |QHl и при достаточно большом п, соответ ствующем установившемуся режиму, по тоянное напряжение на выходе элемен та 5 выборки-хранения имеет вид Выходное напряжение элемента 5 выборки-хранения пропорционально среднему значению выходного напряжения Vjp УВЬ 5 фильтра 3. При гармонической форме огибающей сигнала среднее значение напряжения на выходе фильтра 3 совпадает с уро нем амплитуды несущей. При выборе р зисторов R1 foo т-нсс При выборе W близком к нулю (например, равном О,1-0,2, переход ной процесс установления среднего значения напряжения Vpp заканчивается практически через 3-4 периода огибающей AM сигнала. В первом канале выходное напряжение интегратора 9 запоминается эл 4 ом 10 выборки и хранения. Фиксинное напряжение с выхода элемен0 выборки-хранения поступает ход преобразователя I1 напряжев интервал времени, на выходе рого формируется импульс длиностью То , математическое выниедля которого имеет вид - V V нКут KnVj ым л Г II R1,C J )dt. прохождении п периодов от начаодачи огибагоще11 AM сигнала инала , f, может быть представв виде v.c).u,l:Qi ЫХ .V ±0: R1,C Ч 1-Q l,, R2 и С - соответственно сопротивления резисторов и емкость конденсатора интегратора 9 (фиг,2) , f6b,.,r,.Q Ы V i R|,C « I PJ - среднее значение напряжения на- выходе формирователя 8 модуля. Q, .K,,I , и К, L I приобретает вид TR2t - Rl, К Y - коэффициент преобразования преобразователя 1I; К - коэффициент передачи элемента 10 выборки-хранения . R2| f 1,57 ли vTi выбрать равным -ККZсть, что Vm.voA-T М - коэффициент глубины амплитудной модуляции входного сигнала.

5.1190308в

На выходе 13 устройства выдается с периодом повторения Т, причем длиширотно-модулированная последова- тельность импульсовпрямо пропорциояальтельность импульсов длительностьюTg,,,;, на коэффициенту амплитудной модуляции.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА АМШШТУДНОЙ МОДУЛЯЩШ, содержащее последовательно соединенные входной блок, линейный детектор, фильтр низкой частоты и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия измерений в диапазоне низких частот, в него введены два интегратора, два элемента выборки и хранения, формирователь модуля, формирователь импульсов, ключ и преобразователь напряжение - интервал времени, причем выход фильтра низкой частоты соединен с входами первого интегратора и формирователя импульсов, выход первого интегратора, через первый элемент выборки и хранения соединен с его вторым суммирующим входом непосредственно и через ключ с вторым суммирующим входом второго интегратора, второй вывод конденсатора через последовательно соединенные формирователь модуля, второй интегратор и второй элемент выборки и хранения подключен к входу преобразователя напряжение - интервал времени, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя импульсов и с зшравляющими входами первого и второго элементов выборки и хране.чия, выход преобразователя напряжения - ин О тервал времени соединен с управляющим входом ключа и является выходом со о устройства. 00

&а2

ивыхЗ

ых5

а

П1тУш :

{9}

/гг// 22;

K1i(M2)

Х1

Фиг.г

к блоку 12

Г

и..

П

15

I

к блоку W

их

Фиг.5 к блоку J

Фиг.

/Г 8ыме9у t3 у строй

TfM cm fa It на ключ 6

16

(риг.6 Вылв9 навлеки 5,10 и It

Л

/( 6

I II I

. 7