Структурно-корреляционный вольтметр Советский патент 1977 года по МПК G01R19/00 

i

Изобретелие )тся к pawMonsMepviтельной технике и может быть использовано для помехоустойчивого измерения амплитуды 1-армот1ичро.кпх сш-иалов в широком диапазоне частот,

Известен вэаимнокорреляшюнный HSNfeригель амплитуды гармот1чч ско1о сигнала, основйниый на измерепии значений огибающей взаимнокорроппционной фуншти нзкте- ряемого и опорного сигналов.

Недостатком известного измерителя является необходимость согл;:1сования частоты опорного сигнала с частотой измеряемого сигнала.

Известен также структурно-корреляш онный вопьметр, основан1 ый на измерении значения автокорреляционной функции сигнала при определенной величине задержки, при этом может измеряться как аналоговая автокорреляционная функшш, так и ре- пейная автокорреляционная функция, и со- держащий индикатор и калал автокорреляционного измерителя, в котором последовательно включены линии задержки, перемножитепь и интегратор.

Недостатком подобных измерителей является необходимость согласования величины задержки с частотой входного сшна- ла. Так как, например, значения релейной автокорреляционной функции пропорциональны велич}ше Л cos со т (где А-амплитуда сигнала; со - частота; t - величина задержки), то необходимо соблюдать условн /coacot/ 1, т.е. при измене1гаи частоты сигнала в широком диапазоне необходимо согласованно изменять величину задержки.

Необходимость автоматической или ручной подстройки величины задержки приводит к снижению точности измерений и увеличению времени измерет1я.

Цель изобретения - исключить необходимость подстройки времени задержки при измерении амплитуды гармонического сигнала в широкой полосе частот.

Для этого структурно-корреляционный вольтметр, содержащий автокорреляционный канал, выполненный в виде последовательнго соединения линии задержки, множительного устройства и интегратора, а также индикатор, при этом второй вход множитель- ного устройства совместно с входом пинии задержки подключен к входному зажиму вольтметра, снабжен дополнительным автокорреляционным каналом, подключенным параллельно основному каналу и выполненным в виде последовательного соединения дополнительных линий задержки, множительного устройства и интегратора, а также двумя квадраторами, усилителем с нормированным коэф фициентом усиления, двумя сумматорами, блоком извлечения квадратного корня и инвертором, причем вход дополнительной линии задержки связан с выходом основной линии задержки, а второй вход дополнительного множительного устройства с входным зажимом вольтметра, при этом выход основного автокорреляционного канала подключен через квадратор и усилитель с нормированным коэффициентом усиления к первому ВХ.ОПУ первого сумматора, а выход дополнительного автокорреляционного канала подключен через второй квадратор ко второму входу первого сумматора и через инвертор - ко второму входу второго сумматора, к первому входу которого через блок извлечения квадратного корня подключен выход первого сумматора, а выход второго сумматора соединен с индикатором. На чертеже представлена схема предлагаемого вольтметра, Он содержит переменожители 1 и 2, интеграторы 3 и 4, линии 5 и 6 задержки, квадраторы 7 и 8, усилитель 9 с нормированным коэффициентом усиления, сумматоры 10 и 11, блок 12 извлечения квадратного корня, инвертор 13 и индикатор 14. Структурно-корреляционный вольтметр работает следующим образом. Входной сигнал поступает на первые входы перемножителей 1 и 2, непосредственно на второй вход перемложителя 1 через лвнвю 5 задержки, а на второй вход перемножителя 2-через линии 5 и 6 задерЖ кв. Выходы перемножителей 1 и 2 соединены со входами интеграторов 3 и 4 со- OTBeTCTBeiHHO, Часть вольтметра от его входа до выходр интегратора 3 представляет собой основной канал автокоррелядион ного измерения амплитуды, аналогичный из вестному. На его выходе образуется сигнал (напряжение), пропорциональный значению автокорреляционной функции измеряемо сигнала при величине задержки, определявмой параметрами линии 5 задержки. Часть вольтметра от его входа до выхода интегратора 4 представляет собой до« пошштельный канал автокорреляционного измерения аналогичный основному, но имеющий удвоенное значение времехш задерж д сигнала, так как линии 5 и 6 задержки являются идентичными. Выходной сигнал основного канала из мерения поступает через квадратор 7 и уев литель 9 с нормированным коэффициентом усиленна на первый вход сумматора 10, на второй вход которого через второй квадс ратор 8 поступает выходной сигнал дополнительного канала измерения. Выходной сигнал сумматора 10 поступает через блок извлечения квадратного корня на первый вход сумматора 11, на второй вход которого через инвертор 13 поступает вы ходной сигнал допотшительного автокор реляционного канала. Выход сумматора 11 соединен с индикатором 14, Часть вольтметра от выходов интегра торов 3 и 4 до индикатора 14 представляет собой нелинейный преобразователь с двумя входами и одним выходом, характе ристика преобразования которого описыва ется формулой где х - выходной сигнал основного канала измерения (значе1Шб автокоррел оионной функции сигнала); Xg - выходной сигнал дополнитель ного канала измерения (значение автокор реляционной функции стенала при удвоенном времени задержки); у - выходной сигнал сумматора 11 {результат нелинейного преобразование значений автокорреляционной фушшни сиг нала). Для релейной автокорреляционной функ нв вначения j и х ,, равны X kAco3a)t; Х- kAcogScui где k - коэффициент усиления канала измерителя. Результат нелинейного преобразования при этом равен У k А и не зависит от значений частоты свгна ла и задержки. Использование данного CTpyKTypHO.i«op- реляционного вольтметра для измерения амплитуды гармонических сигналов позволяет упростить процесс измерения, рокр. ти-Кэ аремя измерения, так как жзключает ся необходимость предварительной подтройки величины задержки, уменьшить погрешность измерения благодаря вскточеншо оставляющей погрешности, вызванной неточной настройкой величины задержки, осо енно при малых отношениях сигнал/шум.

Формула изобретения

Структуряоокоррепяшюнный вольтметр, содержащий автокоррепявионный канал, выполненный в виде последовательного соедн- нения линии задержки, множительного устpoik:TBa и интегратора, а также индикатор, при этом второй вход множительного устройства совместно с входом линии задержки подключен к входному зажиму вольтмет- pa, отличающийся тем, что, с целью исключения подстройки времени задержка при измерении амплитуды гармонических сигналов в широкой полосе частот, он снабжен дополнительным автокорреляционным каналом, подключенным параллельно основному каналу и выполненным в виде последовательного соединения- дополнительных линяй задержки, множительного устройства и интегратора , также двумя квадраторами, усилителем

с нормированным коэффициентом усиления, двумя сумматорами, блоком извлечения квадратного корня и инвертором, причем вход дополнительной линии задержки связан с выходом основной линии задержки, а второй вход дополнительного множительного устройства - с входным зажимом вольтметра, при этом выход основного автокорреляционного канала подключен через квадратор и усилитель с нормированным коэффициентом усиления к первому входу первого сумматора, а выход дополнительного автокорреляционного каналу подключен через второй квадратор ко второму входу первого сумматора и через инвертор - ко второму входу второго сумматора, к первому входу которого через блок извлечения квадратного корня подключен выход первого сумматора, а выход второго сумматора соединен с индикатором.