Широкополосный автокорреляционный вольтметр Советский патент 1978 года по МПК G01R19/02 

1

Изобретение отлосится .к измерительной технике и может быть использовано для оценкН амнлитуды гармонического сигнала на фоне шума в широкой нолосе частот.

Известны одноканальные с аналоговым или релей.ным перемножением измерители автокорреляционных функций и основанные на том же нрл.нциле измерители амплитуды и мои нОСти гармонИческого сигнала па 4)опе шума .

Недостатком такнх измерите.тей является необходимость подстройки величи1ны задержKit по частоте сигнала. По суи;еству они являются поисковыми системами, обеспечивающими макои.мальное значе|Ние постояляого составляющего ВЫХОДНОГО процесса. В связи с наличием в замкнутой цени регулпрования инерционного элемента (интегратора), пои-ск (обнаружение) сигиала представляет собой длительный переходный лроцесс, в результате чего увеличивается время оценки и усложняется обеснечение ее точности.

Известен также взаимнокорреляциопный вольтметр, содержаший настраиваемый опорный генератор, сумматор, индикатор и два квадратуриых канала, состоящих из умножителя, интегратора и возводителя в квадрат 2. Обработка оцениваемого сигнала производится в двух (Квадратурных -каналах, в рез}льтате этого микровольтметр является нечувствительным относительно начальной фазы сигнала. Недостатком взаимноко-рреляционного вольтметра являетея необходи-моеть в ос}шествлении поиска (обнаружения) оцениваемого сигнала. Чем шире анализируемый частотный диапазон и- выше селективные свойства вольтметра, тем больше время поиска во всем частотном дианазоне.

Иелью настояп1,его нзобретенпя является

сокрац;епне времени нзмерепия амплитуды сигнала неизвестной частоты. Поставленная цель достигается тем, что в вольтметр, содержаш,пй умножитель, один из входогв которого подключен ко входу вольтметра, а второй -

к выходу генератора опорной частоты, и индикатор, согласно нзобретению, введены последовательно соединенные блок выделения разностной частоты, линия задержки, дополнительный Змножптель, полосовой фильтр п

детектор, включеиные между выходом умножителя н входом индикатора, /причем второй вход дополнительного умножителя подключен ко входу вольтметра.

Па чертел е представлена блок-схема предлагаемого вольтметра.

Вольтметр содержит умножитель 1, опорный генератор 2 постоянной частоты, блоки 3 выделенпя разностной е лгмарн()й частоты, линию задержки 4, блок 5 доиолнительного

умножения (умножитель), полосовой фильтр . 4 « « , У /V . «-x « .;-...,//;Л . ..-jr 3../, . U ,, .. . . , . () CO средней чаСготой, частоте опорного гсисратора 2, детектор 8 огибающей и 1ндт катор 8. Входной сигнал подается на входы умнож.ите.тей I н 5. Вход умножителя 1 нод1КЛ1Очен к генератор} 2, а выход блок 3 п линию задержки 4 - ко второму входу блока 5. Выход блока 5 соединен через лолосОВой фН,1ьтр 6 н детектор 7 с индикатором 8. Вольтметр работает следующим образоМ. В умножителе 1 перемножаются входной н опорный сигналы. В олорпом гснераторе 2 выделяется -сдвинутый на частоту опорного сигнала спектральный коматонент. После лиНИИ задерж ки 4 входиой сигнал гьрииимает вид: S.I - Л cos (да - ш„) t - (( - и)„. В блоке 5 .перемножаются входной .сигнал и выходной Сигнал задержки 4. РезульМОЖНО лредстаВпть в виде тат Перемножен и я двух Слагаемых: си„)-.С08 ю/ 55---ЛЧоз(и-„)/ - (« --) + - - cos - CUT - о ({ ш„( + .). (2) + - COS 2vo/ ш ( - г) Первое слагаемое равио соо, второе отлнчаеТСЯ от (Оо. Полосовой фильтр 6 (например, кварцевый) со средней частотой юо пропускает слагаемое с частотой 0)0 п амплитудой огибаюидей А остальные, отличающиеся от частоты 0)0, компонетггы в пем усредияютея. Так как ПОЛОСОВОЙ фильтр 6 является иитегратором для результатов перемножения, представлениых в формуле (2, частоты которых отличаются от соо, а сомножители содержат члены, сдвинутые по времени отнссительно друг друга, то предлагаемый широкополосный автокорреляционный вольтметр работает аналогично коррелятору. С.тедовательно, составляющие щума, которые поступают на вход вместе с сигналом, убывают прн увеличении i сдвнга времени согласно уоыванию нх автпкорреляцноН1НОЙ фун.кЦИи. Детектор 7 служит для выделения огибающей (квадрата амплитуд входного сигнала). Так Ка:К детектор является фазонечувствптельным, фаза первого слагаемого tor в формуле (2) не будет влиять ;па результат измерения регулярной составляющей этого слагаемого. Следовательно, не требуется дополнительного времени для пот1ска сигнала, так как .результат измерения инвариантен относительно частоты Сигнала. Предлагаемый вольтметр позволяет еущественио сократить время измерения. Кроме того, его ехема проще, так как не содержит систему поиска сигнала. Вольтметр обеспечИвает возможнОСть согласования частоты сигнала с рабочей частотой линии задержки, что в свою очередь позволяет исиользовать стандартные линии задержки. Фор м у л а II 3 о б р е т е н и я Широ.кополосныйавтокорреляционный вольтметр, содержащий умножитель, один из входов которого подключен ко входу вольтметра, а второй-iK выходу генератора опорной частоты, и инди.като.р, отличающийс я те..м, что, с целью повышения быстродействия Измерения амплитуды сигнала неизвестной частоты, в негО введены последовательно соеди.ненные блок выделения разностной частоты, линия задержки, дополнительный умножитель, лолосовой фильтр и детектор, Включенные между выходом умножителя и входом иидикатора, причем второй вход дополнительного умножителя подключен ко входу вольтметра. ИсточиИКи ииформации, принятые во внИМа.ние ири экспертизе 1.Жовинский В. П. и др. Корреляционные устройства. М., «Энергия, 1974. 2.Мизюк Л. Я. н др. Корреляционный .микровольтметр. Передовой научно-технический и промьмиленный опыт, № 18-66-1355/108, 1966.