Устройство для регистрации амплитудной модуляции напряжения Советский патент 1990 года по МПК G01R29/06 

(Л

с

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к электроизмерительным средствам для регистрации параметров низкочастотной амплитудной модуляции напряжения. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается поддерживанием постоянного уровня сигнала на выходе управляемого усилителя 6, по результатам зарегистрированных значений в пиковых детекторах минимума 9 и максимума 10. Блок 11 управления устанавливает необходимый коэффициент передачи в зависимости от выходного сигнала блока 4 сравнения. Кроме того, устройство содержит входной блок 1, блок 3 выделения огибающей, блок 5 индикации, модуль 2 управления. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг.;

ел ел

со со ю

Со

IX,

Ut

и

м

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к электроизмерительным средствам для регистрации параметров низкочастотной амплитудной модуляции напряжения источников электрической энергии, например синхронных генераторов.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг.1 представлена схема устройства J на фиг,2 - схема блока управления, на фиг.З - схема управляемого усилителя; на фиг„4 - временная диаграмма, поясняющая работу устройства;

11ву - напряжение на входе устройства;U вТЈ - напряжение отсечки ,

U - напряжение на входе управляющего формирователя импульсов с0роса$

-напряжение на выходе формирователя импульсов.сброса;

-напряжение на выходе блока хранения выборки ,

-максимальное напряжение амплитудной модуляции;

t,,tp t - - моменты времени, в которые импульсы появляются на выходе управляющего формирователя импульсов сброса; t, t t - моменты времени, в которые импульсы появляются на- выходе формирователя импульсов сброса.

Устройство для регистрации амплитудной модуляции напряжения (фиг„1) содержит входнрй блок 1, модуль 2 управления, блок 3 выделения огибающей, блок 4 сравнения, блок 5 индикации, управляемьй усилитель 6, первый 7 и второй 8 выходы устройства, пиковые детекторы минимума 9 и максимума 10, блок 11 управления и управляющий выход устройства 12. При этом входной блок 1 соединен своим выходом с входом модуля 2 управления, который своими первым и вторьм выходами соединен соответственно с первым и третьим входами блока 3 выделения огибающей. Блок 4 сравнения соединен своим выходом со входом блока 5 индикации. Блок 3 выделения огибающей содержит последовательно соединенные пиковый детектор 13 и блок 14 хранения выборки, причем первый и1второй входы пикопого детектора соединены

0

5

0

5

0

5

0

5

соответственно с вторым и третьим входами блока 3 выделения огибающей. Модуль 2 управления содержит последовательно соединенные управляющий формирователь 15 импульсов сброса и формирователь 16 импульсов сброса, выход которого соединен с первым выходом модуля управления. Блок 11 управления содержит кнопку 17 Сброс и последовательно соединенные пороговый блок 18, формирователь 19 импульсов, элемент 20 задержки, счетчик 21, дешифратор 22 и усилитель 23, подключенный своей выходной шиной ко второму выходу блока 11 управления, первый выход которого соединен со входом порогового блока 18 и одним выводом кнопки 17 Сброс, второй вывод которой соединен с земляной шиной устройства. Управляемый усилитель 6 содержит операционный усилитель 24, диод 25, первый цифроаналоговый преобразователь 26, первый 27 резистор, соединенный с выходом второго цифро- аналогового преобразователя 28, сое диненного своим потенциальным входом с источником 29 опорного сигнала, второй 30 резистор, подключенный своим вторым выводом к первому входу управляемого усилителя 6.

Устройство работает следующим образом.

Входной модулированный периодический сигнал UB)C (фиг.4а) поступает на вход устройства во входной блок 1, где его величина преобразуется до уровня рабочего сигнала устройства и отфильтровываются высокочастотные

помехи-, С выхода входного блока 1 сигнал одновременно поступает на вход управляющего формирователя импульсов сброса и на вход управляемого усилителя 6 (см. фиг,1), где усиливается величина сигнала, превышающая заданный положительный уровень отсечки (см. отс. на фиг.4а). Величина напряжения UOTC и соответствующий этому напряжению коэффициент усиления управляемого усилителя 6 устанавливаются при подготовке устройства к работе путем включения соответствующего рабочего диапазона управляющего усилителя 6, С выхода управляющего усилителя 6 сигнал поступает на первый вход пикового детектора 13, на второй вход которого перед приходом очередного максимума входного сигнала Ugx (моменты времени t.,, t, tj,...

на фиг,4б) поступает импульс от управляющего формирователя 15 импульсов сброса. Под действием этого импульса на выходе пикового детектора 13 устанавливается нулевое значение напряжения. После снятия импульса пиковый детектор 13 на своем выходе будет отслеживать максимальное амплитудное значение положительной полуволны входного сигнала и будет находиться в режиме хранения этой величины до прихода следующего импульса от управляющего формирователя 15 импульсов сброса. При приходе на первый рисуется в блоке 5 индикации. С вы- вход блока 14 хранения выборки в моменты времени t.

м

-2 L3

импульса от формирователя 16 импульсов сброса (см, фиг.4г) сигнал с выхода пикового детектора 13 переписывается в блок 14 хранения выборки и хранится там до прихода следующего импульса от формирователя 16 импульсов сброса, в соответствии с которым в блоке 14

хода блока 4 сравнения сигнал U поступает в блок 11 управления, где сравнивается с величиной . Если ида Uonc,p , то с выхода блока 4 20 сравнения на соответствующий управля ющий канал второго входа управляемо го усилителя 6 подается сигнал, в соответствии с которым производится переключение управляемого усилителя 6

хранения выборки будет записан и хра- 25 на более слабый диапазон усилителя нится следующий (по времени) предель- (т.е. осуществляется более грубое измерение величины и,) , Одновременно с выхода порогового блока 14 сигнал поступает на управляющие входы пикового детектора 9 минимума и пикового детектора 10 максимума. В соответствии с сигналом, который поступает с управляющего выхода 12 устройства во внешние регистрирующие приборы или ЭВМ, происходит сброс накопленной инный уровень сигнала U.BX т.е. в интервалах времени (t, t) , (, () и т.д. блок 14 хранения выборки находится в режиме хранения максимального текущего значения сигнала, а поскольку напряжение на выходе этого блока равно напряжению на его входе, то сигнал на выходе блока 14 хранения выборки представляет со30

бой огибающую кривую входного сигна- 35 формации и вновь начинается регистрала И. , сдвинутого по фазе (), Сигнал с выхода блока 14 хранения выборки одновременно подается на пиковый детектор 9 минимума, пиковый детектор 10 максимума, первый 7 и второй 8 выходы устройства. При этом через первьй 7 выход устройства осуществляется передача огибающей сигнала Ugr на хранение в память ЭВМ, через второй 8 выход осуществляется передача информации на осциллограф и визуальное наблюдение огибающей (см. фиг„4д). Пиковый детектор 9 минимума запоминает минимальное (относительно величины напряжения Uenop) значение сигнала в заданном интервале времени. Пиковый детектор 10 максимума запоминает максимальное (относительно величины напряжения - Uenep) значение сигнала в том же интервале времени. При этом U9n - верхний предел рабочего диапазона напряжения используемых радиоизделий (например, операци40

45

50

55

ция огибающей входного сигнала. В блоке 11 управления (см. ) содержится кнопкаМ7 Сброс, при нажатии которой осуществляется оперативный сброс информации, а после отпускания кнопки 17 Сброс вновь начинается процесс регистрации информации .

Управляемый усилитель 6 предназначен для усиления разности между входным периодическим сигналом и заранее выбранным постоянным напряжением. При этом указанная разность сигналов усиливается до величины напряжения, равной верхнему пределу рабочего диапазона радиоэлементов устройства. Изображенный на фиг.З управляемый усилитель 6 выполнен многодиапазонным, при этом каждому диапазону соответствует свое значение

U

бтс

и К

ДИ«п

Напряжение U Tc образуется во втором 28 цифроаналоговом преобразователе (ЦАП) в соответствии

онных усилителей), а продолжительность интервала времени, в течение которого определяется размах амплитудной модуляции, задана путем использования в схемах пиковых детекторов 9 и 10 запоминающих конденсаторов расчетной величины. Сумма величин напряжений, содержащихся в пиковом детекторе 10 максимума является величиной размаха амплитудной мо1- дуляции UM входного сигнала (см. фиг.4д), которая определяется в блоке 4 сравнения. Эта величина регистрисуется в блоке 5 индикации. С вы-

м

хода блока 4 сравнения сигнал U поступает в блок 11 управления, где сравнивается с величиной . Если ида Uonc,p , то с выхода блока 4 сравнения на соответствующий управляющий канал второго входа управляемого усилителя 6 подается сигнал, в соответствии с которым производится переключение управляемого усилителя 6

25

30

ция огибающей входного сигнала. В блоке 11 управления (см. ) содержится кнопкаМ7 Сброс, при нажатии которой осуществляется оперативный сброс информации, а после отпускания кнопки 17 Сброс вновь начинается процесс регистрации информации .

Управляемый усилитель 6 предназначен для усиления разности между входным периодическим сигналом и заранее выбранным постоянным напряжением. При этом указанная разность сигналов усиливается до величины напряжения, равной верхнему пределу рабочего диапазона радиоэлементов устройства. Изображенный на фиг.З управляемый усилитель 6 выполнен многодиапазонным, при этом каждому диапазону соответствует свое значение

U

бтс

и К

ДИ«п

Напряжение U Tc образуется во втором 28 цифроаналоговом преобразователе (ЦАП) в соответствии

с формулой: UOTC r«e опорное напряжение, которое задается на один из входов второго ПАП 28, а коэффициент передачи диапазона усиления, который для каждого диапазона является величиной постоянной и выбирается путем подачи сигнала от блока 1 управления на определенный вход второго ЦАП 28, Первьй НАЛ 26 задает коэффициент передачи Кдияп управляемого усилителя 6. При этом величина КДИС(Г) постоянна и заранее определена для каждого диапазона усиления за счет того, что сигнал от блока 11 управления подается через соответствующий канал управляющего входа управляемого усилителя 6 на определенный вход первого ЦАП 26. При поступлении на вхрд управляемого усилителя 6 сигнала с выхода входного блока 1 на выходе управляемого усилителя 6 появляется сигнал, который представляет собой отсеченные верхушки периодического входного сигнала з увеличенном масштабе. Формула изобретения

с соответствующими входами блока сравнения, выход которого соединен с входом блока управления, первый выход которого соединен с управляющими входами пиковых детекторов минимума к максимума и управляющим выходом устройства, а второй выход - с вторым Входом управляемого усилителя.

огибающей содержит последовательно соединенные пиковый детектор и блок хранения выборки, причем первый вход пикового детектора является вторым входом блока, второй вход - третьим входом блока, второй вход блока хранения выборки является первым входом блока выделения огибающей, выходом которого является выход блока хранения выборки.

5

0

5

0

5

0

05

5

а3.Устройство по п.1, о т л и ч ю щ е е с я тем, что модуль управления содержит последовательно соединенные управляющий формирователь импульсов сброса и формирователь импульсов сброса, причем вход управляющего формирователя импульсов сброса является входом модуля управления, первый выход которого является выходом формирователя импульсов сброса,

а второй выход - вторым выходом управляющего формирователя импульсов сброса.

с инвертирующим входом операционного усилителя и через первый резистор - с выходом второго цифроаналогового преобразователя, потенциальный вход которого соединен с источником опорного сигнала, инвертирующий вход операционного усилителя соединен с одним из выводов второго резистора, второй вывод которого является первым входом управляемого усилителя, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с обшей шиной устройства, разователей являются вторым входом цифровые входы цифроаналоговых преоб- управляемого усилителя.

Фиг. I

Фиг.З

Ч

к ,

и, т

Фиг. Ч