Устройство для измерения нелинейности закона модуляции частоты сигналов Советский патент 1986 года по МПК G01R23/20 

Изобретение относится к устройствам для электроизмерений и может быть использовано для измерения модуляции частоты сигналов.

Цель изобретения - повьшение точности измерения,путем формирования пилообразной импульсной последователности, огибающая которой изменяется в соответствии с изменением параметров измеряемого сигнала.

На фиг.1 представлена структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его,.работу.

Устройство содержит входную шину 1, ключ 2, запоминающий элемент 3, дифференциальный усилитель 4, индикатор 5, стробирующий элемент 6, генератор 7 линейно изменяющегося напряжения и элемент 8 выделения разности амплитуд импульсов.

Стробирующий элемент 6 содержит формирователь 9 импульсов, элемент НЕ 1О и элемент И 11, а элемент 8 вьзделения разности амплитуд импульсов - накопительный демодулятор 12, элемент 13 задержки, дифференциальны усилитель 14 и ключ 15.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состоянии при отсутствии частотно-модулированного сигнала на входной шине 1 на выходах стробирукицего элемента 6 и генератора 7 сигнажл отсутствуют, а ключ 2 разомкнут. Запоминающий элемент 3 сброшен. На выходе дифференциального усилителя 4 присутствует нулевой по- тен1щал. Сигнал на дыходе элемента 8 отсутствует.

С приходом на шину 1 сигнала S(t) (фиг.2а), определяемого рядом временных точек tjj, t,j,

-n

соответствующих смене периодов сигнала, на выходе формирователя 9 элемента 6 формируются короткие импульсы (фиг.26), подаваемые через элемен НЕ 10 на вход элемента И 11, при этом на выходе элемента И 11 (на выходе элемента 6) образуется последовательность импульсов (4мг.2в) с задержанным передним фронтом. ПервьА импульс этой последовательности запускает генератор 7 и на его выходе формируется линейно изменякицееся напряжение U(t) Ut (фиг.2г, пунктирная линия), которое поступает на включенные последовательно сопротивление дифференциального усилителя 4 и запоминающего элемента 3. Ключ 2 периодически закорачивает входы уси- лителя 4 и подключает запоминающий элемент 3 к выходу генератора 7.

гр

Пусть за время от t до --- ,

от I + V

+ &Т +t

--. ЛТ до -2- + -2зт,

2 5Tt

от 2Т, +

до -2 +

2АТ и т.д. ключ

2 замкнут. При этом вход усилителя 4 закорочен и элемент 3 подключен непосредственно к выходу генератора

IT1

7. В промежутках времени от --- до

зт Т

лт 5

от + до 21.+ AT +t ,

от

5Т

+ 2йТ до ЗдТ + о и т.д.

ключ 4 разомкнут. Запоминающий элемент 3 подключен к выходу генератора 7 через большое сопротивление дифференциального усилителя 4. В указанные отрезки времени напряжение на запоминающем элементе 3 практически не изменяется (фиг.2д, сплошная линия). На выходе усилителя 4 формируется последовательность пилообразных импульсов (фиг.2е), амплитуды которых равны:

ull,a,(u,-U,) X,uo+U(T,,-U.K,u(

35

iU,k,(ll,-Uj)X,u,.u(2VMuK-u(.jj.

Mft..tV,

.«Л11.,,-иг„.,)х,и,.и(„т,.тл)-11,.|.,u{b.,,.,,

где К,- коэффициент усиления дифференциального усилителя 4.

При наличии на входной шине 1 частотно-модулированного сигнала, длительность периодов колебаний которого изменяется на постоянную величину дТ, амплитуды iU,, AUg,..., Аи„ от импульса к импульсу изменяются также на постоянную величину.

Амплитуднью значения последовательности пилообразных сигналов в момент действия, импульсов с формирователя 9 запоминаются накопительным демодулятором 12 (фиг.2ж) и задерживаются элементом 13 задержки (фиг.2з). Усилитель 14 выделяет разностный сигнал сдвинутых напряжений и усиливает их (фиг.2и) на величину К (коэффициент усиления), при этом полученный сигнал представляет собой периодическую последовательность импульсов.

При частотно-модулированном сигнале, длительность периодов колебаний которых изменяется на постоянную величину дТ, амплитуды импульсов равны между собой:

.4 U,, K,K2(

i Oj kj iUi-bU,Vx,K2-f ьТ;

u.U K t u -uUn-ib Y,

кроме первого импульса амплитудой ,, которьй не пропускается ключом 15 (фиг.2к), управляемь м выходным сигналом элемента 13 задержки, при необходимости усиленным и ограни- ченным.

В отклонениях амплиту;ц 1 импульсов содержится информация об изменении закона модуляции (на фиг.2и, начиная с времени t). По отклонениям амплитуд, регистрируемым индикатором 5, с учетом известных величин К, Kj и крутизны изменения линейно изменяющегося напряжения генератора 7 определяется нелинейность закона модуляции.

Формирователь 9 импульсов может представлять собой соединенные последовательно дифференцирующую цепь и усилитель-ограничитель.

Таким образом, применение линейно изменякнцегося напряжения позволяет получить на выходе усилителя 4 импульсную последовательность,для которой разность между амплитудными значениями соседних импульсов при применении частотно-модулированного сигна ла, длительность периодов колебаний которых изменяется на постоянную величину, постоянна. Эта разность с использованием стробирующего элемент 6 вьщеляется элементом 8, что и обеспечивает повышение точности измерени

5

ю

15

20

5

25

Q

0

0

нелинейности закона модуляции частоты

сигналов,

Формула изобретения

1.Устройство для измерения нелинейности закона модуляции частоты сигналов, содержащее входную шину, ключ, подключенный параллельно входам дифференциального усилителя, первый вход которого соединен с запоминающим элементом, отличающее- с я тем, что, с целью повьшения точности измерения, в него введены

стробирующий элемент, генератор линейно изменякнцегося напряжения и элемент выделения разности амплитуд импульсов, причем выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с вторым входом дифференциального усилителя, вход - с входом ключа и первым выходом стробирующего элемента, второй выход которого подключен к первому входу элемента выделения разности амплитуд импульсов, второй вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, выход - с входом индикатора, вход стробирующего элемента подключен к входной шине.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что стробирукяций элемент выполнен в виде последовательно соединенных формирователя им- . пульсов, элемента НЕ и элемента И, второй вход которого соединен с входом формирователя импульсов и является входом стробирующего элемента,

первым выходом которого служит В1ЛХОД

элемента И, а вторьм - выход формирователя импульсов.

3.Устройство по п.2, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что элемент выделения разности амплитуд импульсов выi полнен в виде последовательно соединенных накопительного демодулятора, дифференциального усилителя и ключа, элемента задержки, подключенного параллельно входам дифференциального усилителя и соединенного выходом с вторым входом ключа, при этом входы накопительного демодулятора являются входами элемента вьщеления разг ности амплитуд импульсов, выходом которого служит выход ключа.

Тг

U

t«

1L

И

1

fq r,fr f -U- .

и о

Тп

Л

ьtn

11

.лг

1

/,

-t

гя

ле/,

ЛУ2

лУз

лЧп

Изобретение относится к области электроизмерений. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит ключ 2, запоминающий злемент 3, дифференциальный усилитель 4 и индикатор 5. Формирование пилообразной импульсной последовательности, огибающая которой изменяется в соответствии с изменением параметров измеряемого сигнала, обеспечивается за счет того, что в устройство введен стробирующий элемент 6, включаняций.формирователь 9 импульсов, элемент 10 НЕ и элемент 11 И, злемент 8 выделения разности амплитуд импульсов, содержащий накопительный демодулятор 12, элемент 13 задержки, дифференциальный усилитель 14 и ключ 15, и генератор 7 линейно изменяющегося напряжения. 2 з.п. ф-лы, 2 нл. фиг.Г

,

ГП

Составитель А.Комкин 1Редактор Л.Пчелинская Техред Г.Гербер Корректор Г.Решетник

Заказ 2284/46Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

4 i/J

rn

- ли«const

n

C1

(put. 2