Устройство для контроля параметров периодического сигнала Советский патент 1991 года по МПК H04B3/46 

ON О

ю о о

се

ю

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при контроле и измерении параметров периодических сигналов.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжсзния, поясняющие его работу.

Устройство для контроля параметров периодического сигнала содержит злект- ррнный коммутатор 1, первый 2 и второй 3 полосовые фильтры,первый 4 и второй 5 амплитудные детекторы,делитель 6 напряжения, компаратор 7, одновибратор 8, аналого-цифровой преобразователь 9, сумматор 10, анализатор 11 параметров, блок 12 памяти, фазовыйдэтектор 13, фильтр 14, делитель 1Б частоты и генератор 16.

Устройство работает следующим образом,

Пусть на вход устройства, поступает периодический сигнал. Если он не искажен, то его можно разложить в ряд Фурье пс гармоническим составляющим

X(t) 5 A 2 rfп+Ф|,

I 1

где f 1 - частота основной гармоники периодического сигнала: f 1

Т - период сигнала;

п - количество гармоник периодического сигнала;

AI - амплитуда 1-й гармоники сигнала;

Ф| - начальная фаза 1-й гармоники,

Данное спектральное представление Сигнала позволяет путем анализа амплитуд гармонических составляющих периодического сигнала судить о степени отклонения данного периодического сигнала от нормы,

В исходном состоянии информационный вход электронного коммутатора 1 подключен к его второму выходу, поэтому периодический сигнал (фиг, 2а) поступает на входы полосовых фильтров 2 и 3, которые выделяют соответственно первую и вторую гармонические составляющие сигнала (фиг. 26, в), колебания первой и второй гармонических составляющих детектируются амплитудными детектора1ад 4 и 5, напряжения (фиг. 2г, д), пропорциональные амплитудам первой и второй гармоник входного периодического сигнала, подаются на соответствующие входы делителя 6 напряжения, Выходное напряжение делителя 6 (фиг, 2е) подается на один из входов компаратора 7, на второй вход которого подается пороговое значение напряжения Unop. соответствующее отношению первой и второй гармонических составляющих неискаженного периодического сигнала требуемой формы. Если выходное напряжение делителя б

равно пороговому Unop, что соответствует случаю отсутствия искажений принимаемого сигнала, на выходе компаратора 7 отсутствует всякое напряжение (фиг, 2ж). В этом случае принимается рашение о равенстве

0 всех пэоаметров сигнала номинальным зна- ченмям (или в пределах допусков) и дальней- ашй контроль периодического сигнала прекращается.

Если контролируемый периодический

5 сигнал получает искажения, то изменяется отношение амплитуд его гармонических составляющих (а данном случае, первой и второй «армоник), что вызывает нарушение равенства выходного напряжения с

0 делителя б и порогового напряжения Unop (фиг. 2е, ж).

В этом случае с выхода компаратора 7 поступает управляющий сигнал на запуск одновибратора 8. Сигнал 1 (фиг. 2з), посту5 пающий с выхода одновибратора 8 на выход электронного коммутатора 1, переключает информационный вход электронного коммутатора 1 на другой его выход (т.е. обеспечивается подключение входа устройства к

0 цепи детального измерения параметров периодического сигнала). Длительность выходного импульса одновибратора 8 не меньше времени измерения параметров искаженного сигнала.

5 Цепь, состоящая из последовательно соединенных фазового детектора 13. фильтра 14, генератора 15 и делителя 16 частоты, служит для слежения за основной гармоникой периодического сигнала. Полоса пропу0 екания такой системы при малых скоростях флюктуации периода сигнала определяется полосой пропускания фильтра 14 Af, и если она меньше области флюктации частоты основной гармоники периодического сигнала

5 Aft, то повышается помехоустойчивость ус- оAf,

тройства в -jry- раз. При этом выходное колебакме генератора 16 синхронизировано по фазе с принимаемым сигналом, а частота 0 колебаний в 2п раз больше частоты fi основной гармоники принимаемого сигнала.

На первый вход фазового детектора 13 поступает сигнал частоты fi(t), на второй 5 вход - напряжение частоты fr/2n выходное напряжение фазового детектор 13 пропорционально разности: fr

()t

Напряжение на выходе фильтра пропорциональное Ар, вызывает изменение частоты генератора 16 до значения, когда Ду 0, т.е.

,2.n.

Напряжение с выхода генератора 1ё поступает на вход запуска аналого-цифрового преобразователя 9 и запускает его а

моменты ti™

2 п

-, 1, 2Зп, где Т текущее значение гармонического сигнала, За каждый период сигнала формируется 2п выборок сигнала, значения фазовых углов между которыми ti

ai

Т-2я Тп2 я

Т полезного

при изменении периода сигнала не изменяются.С выхода аналого-цифрового преобразователя 9 измеренные значения сигнала поступают на сумматор 10, которой суммирует результаты измерений, соответствующие одним и тем же моментам запуска аналого-цифрового преобразователя 9 за период сигнала. После каждого цикла измерения, разного одному периоду сигнала, на- копленные за предыдущие периоды аначения сигнала заносятся в блок 12 памяти. При новом цикле измерения значения амплитуды сигнала, поступающие щ аналого-цифрового преобразователя 9 и соответствующие 1-м моментам запуска аналого-цифрового преобразователя 9, складываются со значениями, хранящимися в блоке 12 памяти и соответствующими также 1-м моментам запуска аналого-цифрового преобразователя 9, т.е. соответствующие одному и тому же фазовому углу сигнала. Этим устраняется нестационарность процесса, обусловленная флюктуацией периода сигнала на время измерения.

Количество усредняемых точек за период сигнала равно 2п, т.е. в 2 раза больше гармоник периодического сигнала. Количество усредняемых периодов N зависит от отношения сигнал/помеха на входе устрой5

ства. Так как сигнал когерентен, мощность сигнала в процессе накопления пропорциональна N2(PX N2), мощность некогёрентного шума Pn N, поэтому отно- 5 шение мощностей после накопления увелиN2чивается в -ту N раз.

После N накопленных периодов информация с выхода сумматора 2 поступает на 0 вход анализатора 3 параметров.

Таким образом, если контролируемый периодический сигнал не является искаженным, то его спектральные характеристики соответствуют спектральным характеристикам эталонного сигнала и отношение амплитуд первых двух гармоник контролируемого сигнала разно пороговому значению. В этом случаэ принимается решение о равенстве всех параметроь контролируемого сигнала 0 номинальным значениям и дальнейший их контроль прекращается.

Второй этап контроля параметров допускается только для искаженных сигналов. 5

Формула изобретения Устройство для контроля параметров периодического сигнала по ав. св. № 758534, отличающееся тем, что, с цепью

0 повышения быстродействия, вход устройст- 4 ва соединен с входом аналого-цифрового преобразователя через введенный электронный коммутатор, кроме того, введены последовательно соединенные первый по5 лосовой фильтр, вход которого соединен с вторым выходом электронного коммутатора, первый амплитудный детектор, делитель напряжения, компаратор и одновибратор, выход которого подключен к управляющему

0 входу электронного коммутатора,последо- ват%льно соединенные второй полосовой фильтр, вход которого соединен с вторым выходом электронного коммутатора, и второй амплитудный детектор, выход которого

5 подключен к второму входу делителя напряжения,

J V V V V

Ao + AiposZVfii:

АуСОЫЯЫ;

Изобретение относится к радиотехнике. Устройство содержит электронный коммутатор 1, два полосовш; фильтра 2, j дза амплитудных детектора 4 5, делите чь 6 напряжения, компаратор 7, однов-лбратор 8, аналого-цифровой преобразователь 9, сумматор 10, анализатор 11 параметров, блок 12 памяти, фазовый детектор 4, делитель 15 частоты, генератор 16. Введенная совокупность блокоа позволяет проводить контроль в два ьтапа. На первом этапе определяют степень искажений контооли- руемого периодического сигнала по отношению амплитуд гармоник. За счет этого повышается быстродействие. 2 мл.

АЛЛЛЛ

- t