Преобразователь прямоугольных координат вектора в полярные Советский патент 1978 года по МПК H03K13/20 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и преднаэначено цля преобразования прямоугольных координат векторных величин в полярные (модуль и фазу). В частности, оно может найти применение в бесфильтровых анализаторах спектра для преобразования синусной и косинусной составляюших спектра исследуемого сигнала в амплитудный и фазовый спектр.

Известны устройства вычисления модуля спектральной плотности А(ш)исследуемого процесса по известным ортогональным составляющим спектра О С1Л-)и b(Uj), основанные на непосредственной реализации зависимости A(uj)«Va(uy)-t-t(i WДля реализации этого алгоритма требуется применение устройств возведения в квадрат и извлечения квадратного корня, которые характеризуются сложностью аппаратуры и низкой точностью. Сушесвенное упрощение аппаратуры достигается в другом известном устройстве аналогичного назначения, содержащем генератор квадратурных гармонических колебаний, выходы которого соединены с

первыми входами двух балансных модулятора, вторые входы которых подключены к источникам сигналов, пропорциональных прямоугольным координатам вектора, а выходы соединены со входами сумматора 2 . Амплитуда и фаза выходного синусоидального сигнала этого устройства пропорцноЯальны полярным координатам вектора, заданного прямоугольными координатами. Это известное устройство характеризуется сложностью измерения одной из полярных координат вектора (фазы), так как для этой цели требуется приме- нение фазометра.

Цель изобретения заключается в повышении надежности. В описываемом преобразователе это достигается тем, что он снабжен компаратором, первый вход которого соединен с выходом сумматора, а второй подключен к выходу одного из источников входного сигнала.

На фиг. 1 представлена функциональная схема описываемого преобразователя;

на фиг. 2 - векторные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит источники 1 и 2 входных сигналов,соединенные выходами с первыми входами балансных модуляторов 3 и4, вторые входы которых подключены к выходам генератора 5 квадратурных гармонических колебаний. Выходы балансных модуляторов 3 и 4 соединены со входами сумматора 6, выходами подключенного к первому входу компаратора 7, вторым входом соединенного с одним ИЗ-источников входных сигналов 1.

Входные сигналЫ) пропорциональные синфазной tj и квадратурной О проек-,. циям вектора, снимаются с источников 1 .и 2 и балансными модуляторами 3 и 4, перемножаются с квадратурными гармоническими сигналами Sin-CUQ-fc и , которые формируются генератором 5. Полученные произведения суммируются и о выхода сумматора 6 снимается синусоидальный сигнал

Ц Ь81П jU5,t-«-acos .О)

Это выражение легко преобразуется к виду

и А sin ),U)

где AVa -tJ.M ai-ctg-- -- искомые полярные координаты вектора (модуль и фаза).

Для определения модуля вектора (см. фиг. 2, с() необходимо измерять амплитуду сигнала U . jQ,ля вычисления второй полярной координаты V сигнал U-j при помощи KOMnapaTopia 7 сравнивается с синфазной проекцией вектора t и измеряется временный интервал У . Нетрудно показать, что в этом случае У пропорционален искомой координате V .Дей(сы.

в момент сравнения

ь

(J)

S-in X

А

где -f- - нормированная величина, не превышающая 1. Из диаграмм следует,

что

У

(4)

Х

2 2

Представляя выражение (4) в формулу (3) и учитывая, что - -:соёЧ(см. фиг, 2, а) получаем cos поэтому -2.

Таким образом, для определения второй полярной координаты достаточно измерить лишь интервал у ,

изобретения

Формула

Преобразователь прямоугольных координат вектора в полярные, содержащий два балансных модулятора, у которых первые входь соединены с соответствующими источниками входных сигналов, вторые входы соединены с выходами генератора квадратурных сигналов, а выходы подключены ко входам сумматора, о т л и ч а ю ш и и с ятем, что, с целью

повышения надежности, он снабжен компаратором, первый вход которого соединен с выходом сумматора, а второй подклкяен к выходу одного из источников входного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Коткж А. Ф. и др. Методы и аппаратура для анализа характеристик случайных процессов М., Энергия, 1967, с. 172-173.

2:. Мизюк Л. Я. и Гольдгефтер В. И.

зкополосные синхронно азовые (фильтры,

Электросвязь, 1961, № 9, с., 44-53. . /

V