Формирователь конечной разности первого порядка огибающей сигнала Советский патент 1991 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения нестабильности амплитуды измерительных генераторов.

Цель изобретения - повышение точности1 формирования.

На чертеже показана функциональная схема формирователя конечной разности огибающей сигнала.

Формирователь конечностей разности огибающей сигнала содержит первую линию задержки 1, усилитель-ограничитель 2, первый перемножитель 3, первый фильтр нижних частот 4, вычитающий блок 5, вторую линию задержки 6, суммирующий блок 7, детектор 8, второй перемножитель 9, второй фильтр нижних частот 10, делитель напряжений 11, источник опорного напряжения 12, второй суммирующий блок 13. третий фильтр нижних частот 14.

Вход формирователя разности огибающей сигнала соединен со входом первой линии задержки 1, входом усилителя-ограничителя 2 и первым входом первого перемножителя 3. Выход усилителя-ограничителя 2 подключен к второму входу первого перемножителя 3, выход которою через последовательно соединенный первый фильтр нижних частот 4 подключен к первому входы вычитающего блока 5, кроме того, выход усилителя-ограничителя 2 подключен к входу второй линии задержки 6, выход которой присоединен к первому входу первого суммирующего блока 7 и входу детектора 8, выход которого присоединен к второму входу первого суммирующего блока 7, выход которого соединен с первым входом второго перемножителя 9, второй вход которого соединен с выходом первой линии задержки 1. Выход второго перемножителя 9 через последовательно соединенные второй фильтр нижних частот 10 и делитель напряжений 11 присоединен к второму входу вычитающего блока 5, выход которого является выходом формирователя. Источник опорного напряжения 12 подключен к входу детектора 8 и первому входу второго суммирующего блока 13. второй вход котоЁ

О

VI

§

СП

IhO

рого присоединен к выходу детектора 8, а выход через последовательно включенный третий фильтр нижних частот 14 к второму входу делителя напряжения 11, первый вход которого через последовательно соединенный второй фильтр нижних частот 10 соединен с выходом второго перемножителя 9, а выход присоединен к второму ьхиду вычитающего блока.

Формирователь конечной разности огибающей сигнала работает следующим образом.

Исследуемый сигнал U(t) S(t)sln a)tf-+ + р (t) с огибающей S(t), частотой со о и флуктуациями фазы р (t) подается на вход усилителя-ограничителя 2, где он преобразуется в сигнал с постоянной амплитудой

So.

Выходной сигнал усилителя-ограничителя 2

00

U2(i)f- Ј isln nG ot+np(t)l

П - 1 ,о,Э...

где п - целое число в первом перемножителе 3 перемножается с исследуемым сигналом U(t).

Кроме того, выходной сигнал усилителя- ограничителя 2 задерживается на время г во второй линии задержки 6. Поскольку выходной сигнал усилителя-ограничителя содержит широкий спектр частот, а реальным амплитудно-частотным характеристикам линий задержки 1и 6 присуща неравномерность, т.е. их коэффициент передачи по частоте К(ш ) имеет постоянную составляющую К0 и переменную составля- ющуюД К( (о), то выходной сигнал усилителя-ограничителя 2, после прохождения им второй линии задержки, 6 преобразуется к виду

4S0

00

U6(t)

лК0

2 Ко+AKn(t)sin X

ч° п 1,3,5...

X n aJo (t-т) + (t -т) К(пед ) /п, где К(п ) - коэффициент передачи линии задержки на n-й гармонике входного сигнала К (ftJo) Ко, AKn(t)определяет величину и поведение паразитной амплитудной модуляции на n-й гармонике входного сигнала после прохождения им линии задержки.

На детектор 8, имеющий коэффицент усиления Ki, с помощью источника опорного напряжения подается напряжение смещения UCM -K0So, играющее роль запирающего напряжения. При этом на выходе детектора 8 будет присутствовать напряжение, превышающее смещение K0So. Разлагая выходной сигнал детектора 8 в ряд Фурье получим

и (t)«K,5 (z (k°

.in-i.ve.. o 12

2(Ko+&KnW-ko .г ., д. ,. Ar -тсs;n nG)0(t-) + ncf(t)

II

Если коэффициент усиления детектора со смещением выбрать равным Ki 2, то результат сложения выходных сигналов второй линии задержки 6 и детектора 8 со смещением

U l4ls.. 4fe(.-Mtl))sm nM0MbnCf(l-Ј) +

+2Ke+Akn(t)fl.(f: K(nco0U

JJ Ko U«1,V5...

|Vn h nc°oM nq (t -t j H+2K0 + bkn(tty.

Это напряжение перемножается во втором перемнржителе 9 с исследуемым сигналом U(t), задержанным на время т в первой ли- нии задержки 1

Ui(t) (Ко + A Ki(t))S(t - т) sin ftJo (t-т) + (t-т ) На выходе второго перемножителя 9 получаем напряжение

U9(t) U7ft))(Ke+UKi(t))Slt- L))Jlt--t)

(t-Tjj- g cn -f sinLn a-T)

n4 () + 2K0 + (t)j}(Ke+flK(t}S(t- i)- .{ikbi.l Pcosj- ft jj,

a)0(t-T).f(t-)(r,u)0){A Л° П: 3.5.1- LY/n

«0sif7 r a)3rt- L) + )- 2K0 + UKtt(t)}-t- -2K0MK,(t)}}

Кроме того, выходной сигнал детектора 8Ue(t) суммируют во втором сумматоре 13с напряжением смещения -K0So и получают сигнал

U0(t) U8(tl-k050 50 kot&K,(tl

.CwoM)4(t-4)

J.

«.5... L

s;« ncaeH)(f(t-,.

из которого с помощью фильтра нижних частот 14 выделяют напряжение

Ui4(t) + AKi(t)

В делителе напряжений 11 выходной сигнал фильтра 10 делят на выходной сиг- нал фильтра 14, в результате чего получают- сигнал

Un(t) Uio(tXJi4(t) / 2SoKoS(t-r)-(Ko-f AKi(t))v , я)

/(SbfKo + AKi (t)) 2KoS (t -гУя.

пропорциональный огибающей S(t - r) исследуемого сигнала U(t), задержанного на 15 время г. Из выходного сигнала первого перемножителя 3, равного

U5(i) S(t|s;n co0bq(tr|

45

-Jo ГLI Л

TC- ; )0Unq(t}j- « U.5...

-2505(t)/ -2505(t)-co5(2u)( /ir+450S(t))0i + q(t)x

oo

«ZT +

Я-1,5.5..

с помощью первого фильтра нижних частот 4 выделяется электрический сигнал l)4(t) 2S0S(t)/ n, пропорциональный огибающей S(t) исследуемого сигнала.

Соотношение между временем задерж- ки первой и второй линий задержки должно выбираться из условия л + Тг + ге + Г , где т - время задержки прохождения сигнала в 1-м блоке. Это требуется для синфазности сигналов на входах второго перемножите- ля. В противном случае не будет происходить компенсация флуктуации фазы в выходном сигнале формирователя и за счет этого будет возникать погрешность.

5

0

15

0

5

0

5 0

Частоты среза фильтров нижних частот должны обеспечивать подавление сигналов с частотами ш о,2а) о.З аа , , и т.д. и сохранение сигналов с частотой огибающей S(t) и паразитной амплитудной модуляции Kn(t).

Вычитающий блок 5 представляет собой дифференциальный усилитель, выполняющий следующее преобразование:

).

В результате этого преобразования на выходе вычитающего блока 5 получим электрический сигнал, равный конечной разности первого порядка огибающей сигнала S(t)- -S(t-r).

Поскольку выходной сигнал делителя напряжений 11 и сформированная конечная разность огибающей сигнала не зависят от множителя AKi(t), определяющего величину и поведение паразитной амплитудной модуляции, то происходит компенсация паразитной амплитудной модуляции, имеющая место из-за неравномерности амплитудно- частотных характеристик линии задержки 1 и линии задержки 6.

Формула изобретения

Формирователь конечной разности первого порядка огибающей сигнала по авт ев, №. 1182416, отличающийся тем. что, с целью повышения точности формирования конечной разности первого порядка, в него введены делитель напряжений.второй сумматор, третий фильтр нижних частот, причем входы второго сумматора подключены соответственно к выходам источника опорного напряжения и детектора, выход второго сумматора соединен с входом третьего фильтра нижних частот, первый вход делителя напряжений соединен с выходом второго фильтра нижних частот, второй вход делителя напряжений соединен с выходом третьего фильтра нижних частот, а выход делителя напряжений соединен с вторым входом вычитающего блока.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения нестабильности амплитуды измерительных генераторов. Цель изобретения-повышение точности формирования конечной разности первого порядка - достигается введением делителя 11 напряжений, суммирующего блока 13 и фильтра 14 нижних частот. Формирователь также содержит линии 1,6 задержки, усилитель-ограничитель 2, перемножители 3, 9, фильтры 4, 10, вычитающий блок 5, суммирующий блок 7, детектор 8 и источник 12 опорного напряжения. 1 ил.