Устройство для измерения характеристик амплитудно-модулированных сигналов Советский патент 1978 года по МПК G01R29/02 G01R25/00 

с управляющими входами первого, второго и четвертого электронных ключей, причем один из входов последнего подключен через схему конъюнкции к вычитающему счетчику; вход умножителя частоты подключен к .выходу первого усилителя-формирователя, а выход через пятый электронный ключ, управляющие входы которого соединены с выходами моментов измерения, - к вычитающему счетчику, при этом счетчик итипульсов соединен через электронный ключ с нуль-органом и генератором импульсов. В измерителе реализован способ, основанный на определении максимального и минимального значений амплитудно-модудированного сигнала и заключающийся в том, что формируют калиброванное напряжение, сравнивают его с амплитудными значениями напряжения несущей, ограничивая последнее на уровне калиброванного напряжения, подсчитывают за период модулирующего сигнала количестзо-превыщений амплитудных значений несущей над калиброванным напряжением и изменяют калиброванное напряжение до уровня, при котором количество превышений становится .максимальным, тогда по уровням калиброванного напряжения, соответствующим максимальному количеству превыщений и первому превышению, судят о глубине модуляции. На фиг. 1 приведена функциональная схема измерителя; на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. Измеритель содержит входное устройство I, ограничители 2 и 3, усилитель 4, дис.кретный делитель напряжения 5, вычитаю щие счетчики 6 и 7, усилители-формирователи 8 и 9, электронные ключи. 10-14, суммирующие счетчики 15 и 16, блок переноса 17, сумматор параллельного действия 18, генератор импульсов 19, делительное устройство 20, схем уконъюнкции 21, задатчик моментов измерения 22 и умножитель частоты 23. Кроме того, в состав делительного устройства 20 входят импульсно-потенциальные вентили 24 и суммирующий счетчик 25, а в состав задатчика моментов измерения 22 - нудь-орган 26, электронный ключ 27 и счетчик,импульсов 28. Ак плит удно-модулированныйсигнал U(t) . через входное устройство I поступает на один вход ограничителя 2. Па другой вход ограничителя 2 подается образцовое напряжение При этом на выходе ограничителя 2 выделяется .разностный сигнал. AU, K,U(t)-U,,, где Ki - коэффициент преобразования входного устройства 1. Сигнал ли 1 усиливается в К раз с помощью усилителя 4 до величины AU KjAUi и подается на один вход органичйтеля 3 и на усилитель-формирователь 8. На другой вход ограничителя 3 поступает калиброванное переменное напряжение Ujti с дискретного делителя напряжения, управляемого вьрнтающим счетчиком 6 (см. фиг. 2 б). При ли2 TJki на выходе ограничителя 3 формируется сигнал AUj - Ди -Uk, , поступающий, на вход усилителя-формирователя. С выходов усилителей-формирователей 8 и 9 (см. фиг. 2 в, г, д, е) импульсы определенной .длительности и амплитуды подаются на импульсные входы ключей 10, И и 12. В исходном состоянии ключи 10-13 закрыты и не пропускают входных импульсов, в счетчике б записан код, соответствующий максимальному уровню калибровочного напряжения , который выбирается из усилителя Uk-««c Ui, где J i - максимальное значение амплитудно модулированного сигнала. По сигналу пуска ключи 10, Пи 12 открываются и усилитель-формирователь 8 подключается к счетчику 15, а усилитель-формирователь 9 через ключ II - к счетчику 16 и через ключ 12 - к блоку переноса 17. Так как UkA.a,: U,, на выходе усилителя-формирователя 9 импульсы отсутствуют. При поступлении на вход счетчика 15 с усилителя 8 (см. фиг. 2 в) числа импульсов п, что соответствует времени измерений, равного периоду модулирующего сигнала Тд, на его выходе появляется, импульс переполнения, который поступает на установочные входы счетчика 16, подтверждая его исходное состояние, и на вход счетчика 6 для уменьщения уровня калибровочного напряжения. Так продолжается до появления первого импульса на выходе ограничителя 3 и усилителя-формирователя 8 (см. фиг. 2 г). Этот импульс, соответствующий максимальному значению напряжения U(t), поступает через ключ 12 на блок 17 для переноса кода NMOKC калиброванного напряжения UR в сумматор 18. Этим же импульсом ключ 12 закрывается по управляющему входу. По окончании периода Т с выхода счетчика 15 поступает импульс на сброс счетчика 16 в исходное состояние и на счётчик 6 для установки следующего уровня калибровочного напряжения. в дальнейшем работа схемы повторяется с тем отличием, что импульсы с усилителя-формирователя 9 поступают только на счетчик 16, поскольку ключ 11 открыт, а -ключ 12 закрыт. Число импульсов, поступающих за время Tj на счетчик 16, нарастает по мере уменьшения Ш;. На фиг. 2 д показана временная диаграмма выходных импуль сов усилителя-формирователя 9 для произвольного уровня Uki. Уменьщение Ux происисходит до нижнего уровня UK (см. фиг. 2 б), при котором с выхода усилителя-формирователя 9 через ключ 11 на счетчик 6 за время Туи поступит п импульсо (см. фиг. 2 е), при этом в счетчике 6 бу.ет записан код Ы,„„, соответствующий Uj,«. Глубина модуляции определяется ni iражением У , где Ui и и максимальное и минимальное значения амплитудно-модулированного сигнала гI . ., ., UVH + K,UV, и. и Ц- j -При этом -и ТГШГЙЪГко ранее изложенного Mi чапе - УУиим -.Д/ лг,акс,у «„„7гА; .t где NO - код, соответствующий Uko. прИ веденному к входу ограничителя 3. Таким образом, для вычисления глубины модуляции необходимо вычислить AN и N Для этого импульсом переполнения счетчика 16, поступающим на блок 17, ко.ды счетчика 6 N.,, и сумматора 18 взаимно переносятся, а затем в сумматор 18 вводится число 2No. В результате в счетчике 6 и сумматоре 18 будут записаны числа AN и Ne соответственно. Импульсом переполнения счетчика 16 закрываются электронные ключи 10, 11 и открывается ключ 13, через который импульсы с генератора импульсов 19 поступают на счетчик 6 и на делительное устройство 20 для вычисления глубины модуляции ц. После установления счетчика 6 в нулевое состояние на выходе схемы конъюнкции 21 формируется сигнал, закрывающий ключ 13, фиксируя тем самым в делительном устройстве 20 число AN. Схема делительного устройства состоит из группы импульсно-потенциальных вентилей 24 и счетчика 25. Если потенциальными входами вентилей 24 управлять поразрядно кодом числа N от сумматора 18, то при поступлении на вход счетчика 25 числа импульсов AN в нем будет записано N , пропорциональное/ , а в сумматоре 18 - код NU амплитуды несущей U. Фазовый сдвиг р между модулирующим сигналом и амплитудно-модулированным сигналом U(t) (см. фиг. 2 а) измеряется по переходам этих сигналовчерез максимальные значения. Моменту перехода сигнала U(t) через максимальное значение U i соответствует выходной импульс ключа 12 (см. фиг. 2 г) Моменты перехода Upi(t) через максимумы определяются задатчиком моментов измерения 22 (см. фнг. 2 и). Импульсы с ключа 12 и задатчика 22 подаются на управляющие входы ключа 14, причем первый из импульсов открывает ключ 14, а второй закрывает. За время открытого состояния Ключа 14 с выхода усилителя-формирователя 8 через умножитель частоты 23 на вычитающий счетчик 7 поступает количество импульсов Nf (см. фиг. 2 к), определяемое выражением ( р)--,(ЗбО-Ч). где Кз - коэффициент умножения умножителя частоты 2. Г - величина, обратная дис крстпости отсчета фазового сдвига ) Таким образом количество импульсов Nijk поступившее на счетчик 7, пропорционально дополнению фазового сдвига до 360°. Для получения фазового сдвига vf в счетчик 7 записывается число /Jf 360°. Тогда по окончании процесса измерений показания счетчика 7, соответствуют (f di -Nift где /Vvp Ф 360° - N, т.е. показания счетчика 7 пропсфциональны фазовому сдвигу независимо от частоты модулирующего сигнала. Формула изобретения Устройство для измерения характеристик амплитудно-модулированных сигналов, содержащее входное устройство, усилитель, усилители-формирователи, суммирующие счет чик и электронные ключи, схему конъюнкции, делительное устройство, с входящим в него импульсным потенциальным вентилем и суммирующим счетчиком, генератор импульсов с электронным ключом между ними, отличающийся тем, что, с целью расщирения пределов измерения по частоте и глубине модуляции, повыщения точности,, упрощения схемной реализации и одновременного определения глубины модуляции и фазовых сдвигов амплитудно-модулированного сигнала,, оно снабжено дискретным делителем напряжения, вычитающим счетчиком, ограничителями напряжения умножителем.частоты, задатчиком моментов измерения с входящим в него нуль-органом, электронным ключом и счетчиком импульсов, при этом входы первого ограничителя подключены соответственно к вычитающему счетчику через дискретный делитель напряжения и через усилитель и второй ограничитель к входн му устройству, а выходы усилителя и первого ограничителя подключены соответственно через первый и второй усилители-формирователи и первый и второй электронные ключи к первому и второму суммирующим счетчикам, причем выход первого счетчика соединен со входом вычитающего счетчика и с установочными входами второго счетчика, выход которого соединен с одним из входов блока переноса, включенного между вычитающим счетчиком и сумматором параллельного действия и связанного через третий электроиный ключ с выходом второго усилителя-формирователя и с управляющими входами первого, второго и четвертого электронных ключей, причем один из входов последнего пилключен через схему конъюнкции к вычитающему счетчику, вход умножителя частоты подключен к выходу первого усилителя-формирователя, а выход через пятый апектронный ключ, управляющие входы которого соединены с выходами третьего электронного ключа и счетчиком ИМПУЛЬСОВ, зада1чика моментов измерения, - к вычитающему счетчику, при этом счетчик импульсов соединен через электронный ключ с нуль-органом и генератором импульсов.

1

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 278778, кл. G 01 R 29/02, 1970.

1)

t) )

О

ж) )

u с

ч

о