Модулометр Советский патент 1986 года по МПК G01R29/06 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к радиоизмерительной технике, и может быть использовано для точного преобразования коэффициента глубины амплитудной модуляции в цифровой код.

Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение частотного диапазона в сторону низких частот.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные входной блок 1, линейный детектор 2, фильтр 3 низких частот, измеритель 4 отношения,один вход которого подключен к выходу фильтра 3 низких частот включенные последовательно интегратор 5 и фиксатор уровня 6, второй вход - через последовательно включенные конденсатор 7, формирователь 8 модуля, интегратор 9 и фиксатор 10 уровня.Вход формирователя 11 подключен к выходу фильтра 3 низких частот, а выход - к управляющим входам фиксаторов 6 и 10 уровня.

I

Устройство работает следующим образом.

Входной сигнал, представляющий собой переменное напряжение несущей частоты, модулированное с частотой огибающей, поступает через входной блок 1 на линейный детектор 2,которьй пропускает напряжение только одной полярности, фильтр 3 низких частот подавляет высокочастотную составляющую - несущую,, В результате на выходе фильтра 3 остается напряжение, представляющее собой сумму постоянного, равного амплитуде несущей, и переменного - модулирующего напряжений. Это напряжение поступает на вход интегратора 5, формирователя 11, а через конденсатор 7 проходит только переменная составляющая,т.е. напряжение огибающей модулированного входного сигнала. Формирователь 11 формирует короткие импульсы с частотой переменной составляющей. При поступлении каждого из этих импульсов на вход фиксатора 6 (10) уровня осуществляется выборка выходного напряжения интегратора 5 (9).

Выходное постоянное напряжение с выходов фиксаторов 6 и 10 уровня поступает на входы соответствующи:х интеграторов 5 и 9 и на входы измерителя 4 отношения. Интеграторы осуществляют интегрирование двух напряжений - переменного, поступающего с выхода фильтра 3, и постоянного, по5 ступающего с выхода фиксатора 6 (10) УРОВНЯ. В результате такой работы на выходе фиксатора 6 уровня устанавливается постоянное напряжение, пропорциональное среднему значению пере10 менного напряжения, поступающему с выхода фильтра 3, а выходное напряжение фильтра 10 уровня пропорционально среднему значению напряжения, поступающему с выхода формирователя 8

15 модуля.

Запишем аналитические выражения для выходного напряжения фиксатора 6 уровня.

.- --г-Г 1:гК(.

где и - выходное напряжение фиксатора 6 уровня после первого цикла работы; и - начальное напряжение на

выходе фиксатора 6 уровня до изменения напряжения на вы- ходе фильтра 3;

Т - период сигнала огибающей; Кд - коэффициент передачи фиксатора 6 уровня. Иначе

т

6t (2

35 о

К Т

где Q 1 - - показатель сходимос- к,о ти итерационного

процесса.

После второго цикла работы моду- лометра выходное напряжение фиксатора 6 уровня станет равным

25

40

45

55

li

Кг

R,C .

т ,(,(t)Jt4ujQ

(3)

или

50

I

62- r7rfu5Wc3b(,.Q

((t J

w

По истечении п циклов работы на выходе фиксатора 6 уровня установится напряжение, равное

Кг

1,С

(5)

y,,rf U,(t)di(l.Q.Q,,,.

К Т

где Q 1 - - показатель сходимос- к,о ти итерационного

процесса.

После второго цикла работы моду- лометра выходное напряжение фиксатора 6 уровня станет равным

li

Кг

R,C .

т ,(,(t)Jt4ujQ

(3)

I

62- r7rfu5Wc3b(,.Q

((t J

w

55

По истечении п циклов работы на выходе фиксатора 6 уровня установится напряжение, равное

Кг

1,С

(5)

y,,rf U,(t)di(l.Q.Q,,,.

Легко заметить, что член

vnH

на H + Q + QS,,, + Q

JH

представляет собой геометрическую прогрессию с коэффициентом прогрессии Q. Если выполнить условие , то получим, что член

io JH

представляет собой бесконечно убывающую геометрическую прогрессию. Поэтому для установившегося режима (т.е. после окончания переходного процесса) напряжение на выходе фиксатора уровня равно

и

6

(t). (6)

или

и

.и.

,C Р

bfbllLl

1 R.cJ

Р R,

где Ug« - среднее значение выходного напряжения фильтра 3. Из формулы (7) видно, что выходное напряжение фиксатора 6 уровня после окончания переходного процесса постоянно и пропорционально среднему значению выходного напряжения фильтра 3, т.е. фактически амплитуде несущей U „ входного сигнала. Резисторы в интеграторе 5 R и R выбираются равными по сопр этивлению

R, R.

Произведя аналогичные выкладки для второго канала преобразования выходного напряжения фильтра 3 (канал содержит конденсатор 7, формирователь 8 модуля, интегратор 9, фиксатор 10 уровня, получим, что выходное напряжение фиксатора 10 уровня в установившемся режиме равно

f

R2

- Ugcp -.R .

(8)

где и, - среднее значение выходного о со

напряжения формирователя 8

модуля; R- и R - сопротивления резисторов

в интеграторе 9.

Таким образом, на измеритель 4 отношения поступают два сигнала: постоянное напряжение с выхода фиксатора 6 уровня, равное амплитудному значению напряжения несущей, и постоян26353

ное напряжение с выхода фиксатора 10 уровня, пропорциональное среднему значению напряжения огибающей входного сигнала. Если модуляция входно- , го сигнала произведена синусоидальным напряжением, то при выборе резисторов R и R, таким образом, что

(9)

R2 .57

R;

10 получим, что выходное напряжение фиксатора 10 уровня .будет равным по величине амплитудному значению напряжения модулирующего сигнала. Тогда можно записать окончательное выраже-

15 ние для коэффициента амплитудной МОДУЛЯЦИИ

тт . .

(10)

м y i J isi.

m нес

г Дб и - амплитудное значение напm Мод

О . ряжения модулирующего

сигнала;

14 нес плитудное значение напряжения несущей частоты. Операцию деления этих двух напря- 25 жений выполняет цифровой измеритель 4 отношения, выходной код которого зависит от величины коэффициента амплитудной модуляции М.

30

Формула изо б р е т е н и я

Модулометр, содержащий последовательно соединенные входной блок, входом подключенный к входу модулометра, линейный детектор и фильтр низких частот, отличающий- с я тем, что, с целью повьппения быстродействия и расширения частотного диапазона в сторону низких частот, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый интегратор и первый фиксатор уровня, последовательно соединенные конденсатор, формирователь модуля, второй интегратор и второй фиксатор уровня, а также формирователь и измеритель отношения, причем вход первого интегратора,вход формирователя и конденсатор подключены к выходу фильтра низких частот,

выход первого фиксатора уровня подключен к первому входу измерителя отношения и к второму входу первого интегратора, выход второго фиксатора уровня подключен к второму входу и.змерителя отношения и к второму входу второго интегратора, а выход формирователя подключен к управляющим вхоам первого и второгофиксаторов уровня.

Изобретение относится к информа- ционн о-измерительной технике и может быть использовано для точного преобразования коэффициента глубины амплитудной модуляции в цифровой код. Цель изобретения - повьшение быстродействия и расширение частотного диапазона в сторону низких частот. Устройство содержит входной блок 1, линейный детектор 2, фильтр 3 нижних частот, измеритель отношения 4, интеграторы 5 и 9, фиксаторы 6 и 10 уровня, конденсатор 7, формирователь В модуля и формирователь 11. Достижению поставленной цели способствует введение в устройство интеграторов, фиксаторов уровня, конденсатора, формирователя модуля, измерителя отношения и формирователя и образование новых связей между элементами устройства. 1 ил. (Л yjwZ Utmf k