Способ измерения амплитуды сигнала Советский патент 1990 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано для измерения амплитуды сигналов, в составе которых присутствует постоянная составляющая, за время измерения как кратное, так и не кратное периоду сигнала, в том числе и за время, меньшее периода сигнала, с повышенной точностью и быстродействием, с высокой помехоустойчивостью.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия измерения амплитуды сигнала.

Амплитуда сигнала определяется при перемножении измеряемого сигнала на синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, интегрировании результатов перемножения,причем в результате получаются сигналы fcf

и (Ь соответственно, измеряемый сигнал дополнительно интегрируют,формируя сигнал v, косинусную составляющую опорного сигнала интегрируют,формируя сигнал V , синусную и косинусную составляющие опорного сигнала возводят в квадрат и инте грируют, формируя сигналы о и р соответственно, а знач ение амплитуды вычисляют по формуле

сд

с&

Ј СП

сд

ч )Q + ( VttfY

sm«5M i(. (р --;г

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, реализующего способ измерения амплитуды; на фиг.2 - схема блока управления; на фиг. 3 - схема генератора опорного напряжения.

Устройство содержит генератор 1 опорного напряжения, перемножители 2,3,квадраторы 4,5, интеграторы 6 - 11, вычислительный блок 12, индикатор 13, блок 14 управления,причем генератор опорного напряжения выходом, являющимся выходом синусной составляющей опорного сигнала, соединен с первым входом перемножителя 2 и с входом квадратора 4, выходом, являющимся выходом косинусной составляющей опорного сигнала, гене,ра- тор 1 опорного напряжения соединен с первым входом перемножителя 3,входом квадратора 5 и входом интегратора 11, а вторые входы перемножителей 2,3 соединены с входным зажимом 15, соединенным также с входом интегратора 6, выходы перемножителей 2,3 соединены с входами соответственно интеграторов 7,8, а выходы квадраторов 4,5 соединены с входами соответственно интеграторов 9,10,выходы интеграторов 6-11 соединены с соответствующими входами вычислительного блока 12, выход которого соединен с входом индикатора 13. Первый выход блока 14 управления соединен с управляющим входом генератора 1 опорного напряжения и первыми управляющими входами интеграторой 6 - 1, второй выход блока 14 управления соединен с управляющим входом индикатора 13 и вторыми управляющими входами интеграторов 6-11

Блок 14 управления (фиг02) содержит времязадающий элемент 15,формирователи -16 и 17 импульсов, причем выход формирователя 17 через времязадающий элемент 15 соединен с первым выходом блока 14 управления и входом формирователя 16 импульсов, выход которого соединен с вторым выходом блока 14 управления.

Генератор опорного напряжения (фигоЗ) содержит блоки 18 и 19 памяти, выходы которых соединены с входами цифроаналоговых преобразователе 20 и 21 соответственно, выходы которых являются выходами синусной и косинусной составляющих опорного сигнала генератора 1 опорного сигнала, управляющий вход которого соединен с входом тактового генератора 22,выход которого соединен с объединенными входами блоков 18 и 19 памяти.

Способ реализуется следующим образом.

45574

Момент начала измерения формируется формирователем 17 импульсов блока 14 управления,работающего в ручном или автоматическом режимах,Времязадающий элемент 15 блока 14 управления формирует импульс, равный по длительности времени измерения Ты, который через первый выход поступает на генератор 1 опорного напряжения, на вход тактового генератора 22 и на первые управляющие входы интеграторов 6-11 о В течение времени измере10

5

0

5

0

5

0

45

50

55

ния тц генератор 1 опорного напряжения формирует синусную и косинусную составляющие опорного сигнала,которые подаются на перемножители 2,3, квадраторы 4,5 и интегратор 110Перем- ноженные с измеряемым сигналом синусная и косинусная составляющие опорного сигнала, квадрированные синусная и косинусная составляющие опорного сигнала, косинусная составляющая опорного сигнала и сам измеряемый сигнал интегрируются в течение времени Тм, После окончания интегрирования результаты запоминаются на время, равное длительности импульса с выхода формирователя 16 импульсов в блоке 14 управления,поступающего с второго выхода на управляющие входы интеграторов 6-11 и индикатора 13. Сигналы с выходов интеграторов, которые в течение действия импульса на втором выходе блока 14 управления постоянны во времени,подаются на входы вычислительного блока 12, где происходит перевод их в цифровую форму и вычисление результата измерения по указанной формуле. С выхода вычислительного блока 12 сигнал, являющийся результатом измерения,поступает на индикатор 13, который запоминает его и отображает до окончания следующего измерения

Формула изобретения

Способ измерения амплитуды сигнала, заключающийся в том, что умножают измеряемый сигнал на синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, интегрируют результаты перемножения и вычисляют результат по квадратному корню из суммы квадратов результата первого интегрирования ь1 и результата второго интегрирования р , отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения амплитуды, измеряемый сигнал дополнительно интегрируют, формируя сигнал v, синусную и косинусную составляющие опорного сигнала возводят в квадрат и интегрируют, формируя со- . ответственно сигналы о/ и (Ь ,косинусную составляющую опорного сигпала интегрируют, формируя сигнал #, яатем с помощью полученных шести сигналов по результатам интегрирования вычисляют значение амплитуды сигнала S m цуч по формуле

н

MJW

.

Изобретение касается электрорадиоизмерений и может быть использовано для определения амплитуды сигналов, в составе которых присутствует постоянная составляющая, за время измерения как кратное, так и не кратное периоду сигнала, в том числе и за время, меньшее периода сигнала. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия. Для этого дополнительно интегрируют измеряемый сигнал и косинусную составляющую опорного сигнала, синусную и косинусную составляющие опорного сигнала возводят в квадрат и интегрируют, а по результатам преобразования вычисляют амплитуду сигнала по формуле, приведенной в описании изобретения. Измеряемый сигнал обрабатывается в функциональных блоках, а результат определяется вычислительным блоком по соответствующему алгоритму. 3 ил.

Н

Фиг. 2

$0$

Фиа.З