Способ сравнения амплитуды двух гармонических колебаний Советский патент 1986 года по МПК G01R19/165 G05B1/01 H03K5/24 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения устройств метрологического обеспечения радиотехнических систем. Цель изобретения - повьпцение точности путем уменьшения влияния колебаний с частотами, кратными частоте коммутациии. На фиг.1 представлена структурная схема устройства, реализующего способ сравнения амплитуд двух гармонических колебаний; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие его работу Устройство содержит первьш формирователь 1, выход которого подключен к входу первого избирательного блока 2, выходом подключенного к входу вто рого формирователя 3, выходы которог подключены к входам коммутатора 4 и временного модулятора 5, соединенного выходом с входом второго избирательного блока 6. Гармонические колебания частоты f (где CJ - колебания несущей частоты, подлежащие сравнению по амплитуде) преобразуются в суперпозицию импульсно-модулированньгх колебаний, из которых выделяется подвергаю щийся максимальным изменениям при изменении амплитуды одного из сравниваемых колебаний относительно другого, частотный компонент, амплитуда которого равна нулю при равенстве амплитуд сравниваемых колебаний. Для этого сравниваемый по амплитуде гармоническими колебаниями поочередной их коммутацией, для которой используются последовательности импульсов, получаемые путем умножения в 2N раз частоты fg I/TO одного из сравниваемых напряжений, подвергают моду ляции по времени задержки последова-г тельность прямоугольных импульсов частоты 2Nfg, что эквивалентно воздействию каждого из сравниваемых напряжений в качестве модулирующего на последовательность немодулированных импульсов с частотой, вдвое мень шей частоты коммутации. Полученное таким образом импульсно-модулированное колебание представляет собой суперпозицию из двух модулированных сравниваемыми по амплитуде напряжеииями по времени задержки последопательностей импульсов, сдвинутых друг относительно друга на интервал вреКомплексная ампли } ш: туда гармоники с номером pN (где р 1, 2, 3,4„.) такой суперпозиции определяется следующим образом: /sin - (2, У--)/, (2pN;;y|)/etjp(7ty), где Е и L - соответственно амплитуда и длительность импуль-. сов суперпозиции; и и и - амплитуды сравниваемых гармонических напряжений ; 1У угол фазового сдвига между сравниваемыми напряжениями;, Uufip jocitc w. - крутизна модуляционной характеристики; JQ(X) - функция Бесселя первого рода нулевого порядка, обращающаяся в ноль при X 2,41; 5,51 и т.д. Отсюда при 2pN М 2,41 т.е. при Um. Um, амплитуда гармоники с номером п pN /Ajjfjj;/ обращается в ноль, что позволяет индицировать факт равенства амплитуд двух гармонических колебаний. При изменении и, или и относительно- . - и 4 /л .1/ - и гармоника с номером п рМ подвергается наибольшим изменениям. Вьщелением из суперпозиции модулированных последовательностей импульсов гармоники с номером п pN обеспечивается высокоточная индикация равенства амплитуд сравниваемых колебаний, так как при отклонении амплитуды одного из них на величину изменение амплитуды гармоники с номером п pN составляет величину: «V- 3-of-- f/si.,(2pN.|), и сопровождается усилением изменений uU с коэффициентом усиления U/APNS: /Кис 4N , . - --/sxn----// //I,()o)/K где коэффициент усиления избирательной системы, выделяющей гармонику с номером П pN . Высокая точность сравнения ампли- 5 туд гармонических колебаний обеспечивается тем, что при равенстве амплитуд и и амплитуда вьщеляемой для регистрации гармоники равна нулю и воздействие дестабили-. зйрующих факторов на параметры модулируемых импульсов не вызывает ее изменений. Формирователь преобразует одно из сравниваемых гармонических напряжений в последовательность прямоугольных импульсов f . Избиратель ный блок 2 выделяет гармонику с номе ром п 2N. Формирователь 3 преобразует напряжение частоты 2Nf в последовательность импульсов. Коммутатор 4, на входы которого подаются сравниваемые гармонические напряжения, переключается выходными импульсами формирователя 3. Временной модулятор 5, запускаемый с частотой 2Nf „ , управляется сравниваемыми напряжениями. Избирательный блок 6 с коэффициентом усиления К, вьщеляет из суперпозиции модулированных последовательностей импульсов гармонику с номером n pN . Устройство, реализукяцее предлагае мый способ, работает следующим образом. Поступающее на вход формирователя 1 одного из сравниваемых напряжений и, частоты fo 1/Тр (фиг.2а) преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов той же частоты (фиг.2б). Из этой последовательности импульсов вьделяется избирательным блоком 2 гармоника с номером п 2 N (фиг.2в), из которой формирователем 3 формируется последовательность прямоугольных импульсов частоты 2Nfg (фиг.2г), используемая для управления коммутатором 4 и для запуска вре 1267 5 О 704 менного модулятора 5. На второй вход коммутатора Д подается второе из сравниваемых напряжений Ь (фиг.2а) . На вход временного модулятора 5 с выхода коммутатора 4 поочередно поступают выборки сравниваемых напряжений (фиг.2д). Под действием каждого первого из запускающих импульсов и выбо рок модулирующего напряжения U, , на выходе временнного модулятора 5 формируется последовательность импульсов постоянной длительности и. постоянной амплитуды, модулированных по времени задержки по гармоническому закону (фиг.2е), а под действием каждого второго из запускающих импульсов и выборок модулирующего напряжения и„ на выходе временного модулятора 5 формируется вторая последовательность импульсов постоянной длительности и постоянной амплитуды, модулированных по времени задержки по гармоническому закону (фиг.2ж), т.е. на выходе временного модулятора формируется суперпозиция импульсномодулированных колебаний. При равенстве амплитуд сравниваемых колебаний U( и Uj уровень гармоники с номером п р N в каждой из модулированных последовательностей импульсов равен нулю, а следовательно,, при воздействии на вход избирательной системы 6 суперпозиции модулированных по времени задержки последовательностей импульсов на ее выходе уровень напряжения равен нулю. При неравенстве амплитуд напряжений U, и Uj на выходе избирательного блока 6 появляется гармоническое напряжение частоты р N f, , уровень которого после амплитудного детектирования точным выпрямителем измеряется вольтметром. Предлагаемый способ сравнения амплитуд двух гармонических колебаний обладает высокой точностью. При изменении амплитуды одного из сравниваемых напряжений относительно значения U U U на величину . .,.., произойдет изменение уровня - ппИН. гармоники /Арк/ на величину: NplTc pN /M. --f;/ 4 U H) /V/MaJ.fo.KHC Изменения уровня гармоники на величину регистрируется

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано для построения устройств метрологического обеспечения радиотехнических систем. Целью данного изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния колебаний с частотами, кратными частоте коммутации. Предложенный способ заключается в следующем. Сравниваемые по амплитуде гармонические колебания преобразуются в суперпозицию импульсно-модулируемых колебаний, из которых вьреляют частотный Лампонент, амплитуда которого равна нулю при равенстве амплитуд сравниваемых колеба-- НИИ. Для этого из одного сравниваемого колебания формируют последовательности прямоугольных импульсов в 2N раз более высокой частоты. После .модуляции их по времени задержки выделяют гармонику с номером h pN, где р 1, 2, 3,..., обладающую максимальной чувствительностью к изменениям амплитуд сравниваемых колебаний, и устанавливают факт их равенства при достижении амплитудой вьздес $ ленной гармоники нулевого уровня. Один из вариантов устройства, реали(Л зующий данный способ, содержит формирователи 1 и 3 и избирательные блоки 2 и 6, коммутатор 4, временный модулятор 5. Высокая точность сравнения амплитуд гармонических колебаний обеспечивается тем, что равенство нулю амплитуды вьщеляемой для регистрации гармоники обусловливает устранение-воздействий дестабилиэиN9 руклцих факторов. 2 ил.