Устройство для автоматического измерения амплитуды переменного сигнала Советский патент 1980 года по МПК G01R19/04 

1

Изобретение относится к радиотех/ ике и может быть использовано в устройствах для измерения амплитудны характеристик антенн.

Известно устройство для автоматического измерения амплитуды переменного сигнала, содержащее преобразователь частоты, аттенюатор, реверсивный счетчик, квадратичньлй детектор, усилитель опорного сигнала, усклитель частоты модуляции, генератор опорного сигнала, формирователь синхроимпульсов, фазовый детектор, пороговое устройство, формировательразличитель, ключ, индикатор баланса генератор частоты коммутации 1.

Известное устройство имеет ограниченный диапазон измерения.

Наиболее совершенным является устройство для автоматического измерения амплитуд переменного сигнала, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, уси.питель частоты модуляции, фазовый детектор и индикатор нуля, последовательно соединенные генератор опорного сигнала, усилитель опорного сигнала и аттенюатор, выход которого

соединен с одним из входов коммутатора, другим входом связанного через ключ с одним из выходов генератора частоты коммутации, соединенным также другими выходами с одним из входов фазового детектора, первым входом формирователя-различителя и первым входом формирователя синхроимпульсов, второй вход которого подключен к первму входу реверсивного счетчика, связанному с первым выходом формирователя-различителя, а третий вход формирователя синхроимпульсов соединен со вторым входом реверсивного счетчика, связанным со вторым выходом формирователя-различителя, один из выходов усилителя частоты модуляции через пороговый блок соединен с одним из входов формирователя-различителя, причем первая группа выходов реверсивного счетчика подключена к аттенюатору 2 .

Известное устройство имеет ограниченный динамический диапазон измерения. .

Цель изобретения - расширение динамического диапазона.

Для достижения этой цели, устройство для автоматического измерения амгшитуд переменного сигнала, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель частоты модуляции, фазовый детектор и индикатор нуля, последовательно соединенные генератор опорного сигнала, усилитель опорного сигнала и аттенюатор, выход которого соединен с одним из входов коммутатора, другим входом связанного через ключ с одним из выходов генератора частоты коммутации, соединенным также другими выходами с одним из входов фазового детектора, первым входом формирователя-различителя и первьм входом формирователя синхроимпульсов, второй вход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, связанному, с первым выходом формирователя-различителя, а третий вход формирователя синхроимпульсов соединен со вторым входом .реверсивного счетчика, связанным со вторым выходом формирователя-различителя, один из выходов усилителя частоты модуляции через пороговый блок соединен с одним из входов формирователя-различителя, причем первая группа выходов реверсивного счетчика подключена к аттенюатору, введены четыре логических элемента И, логический элемент ИЛИ, первый ключ информации, дешифратор, генератор тактовых импульсов, инвертор, счетчик обратного кода, делитель, последовательно соединенные счетчик усреднения, первый и второй ключи информации и индикатор . при этом группа входов второго ключа информации Подключена также к второй группе выходов реверсивного счетчика и к группе входов первого ключа информации, группа выходов которого соединена с счетчиком обратного кодар выход которого через дешифратор подключен к первому входу первого логического элемента И, выходом связанного с первым входом второго логического элемента И, к второму входу первого логического элемента И подсоединен первый вход третьего логического элемента И и первый выход делителя, вторым выходо связанного с;первым, управляющим входом счётчика усреднения, третий вход первого логического элемента И соединен с генератором тактовых импульсов, а четвертый вход первого логического элемента И подключен к выходу инвертора и входу делителя, вход инвертора соединен с управляввдим входом первого ключа информации, выходом формирователя синхроимпульсов и первьм входом четвертого логического элемента И, вькодом связан. ного с первьм входом логического элемента ИЛИ, а вторьм входом - с первы управляющим входом второго ключа информации и одйим из входов второго выходов реверсивного счетчика

дополнительный выход которого связан с вторым входом второго логического элемента И, связанного выходом со счетчиком обратного кода и счетчиком усреднения/ и вторым входом третьего логического элемента И, выходом подсединенного ко второму управляющему входу второго ключа информации и ко второму входу логического элемента ИЛИ, выход которого также как и группа выходов второго ключа информации являются регистрирующими выходами устройства для автоматического измерения амплитуд переменного сигнала,

Изобретение поясняется чертежом, где приведена функциональная схема устройства.

Устройств.0 для автоматического измерения амплитуды переменного сигнала содержит преобразователь частоты 1 , коммутатор 2, дешифратор 3, усилитель промежуточной частоты 4, ключ 5, аттенюатор б, реверсивный счетчик 7, первый ключ информации 8, счетчик обратного кода 9, счетчик усреднения 10, второй ключ информации 11, индикатор 12, квадратичный детектор 13, усилитель опорного сигнала 14, второй и третий логические элементы И 15, 16, усилитель частоты модул-яции 17, генератор опорного сигнала 18, первый логический элемен И 19, инвертор 20, логический элемент ИЛИ 21, фазовый детектор 22, пороговый блок 23, формирователь- различитель 24, формирователь с.инхроимпульсов 25, делитель 26, четвертый логический элемент И 27, индикатор нуля 28, генератор частоты коммутации 29, генератор тактовых импульсов 30.

Работа устройства состоит в следующем.

Коммутаор 2 переключается с частотой, определяемой генератором частоты коммутации 29. При этом обеспечивается подключение ко входу усилителя промежуточной частоты 4 то измеряемого, то опорного сигнала с аттенюатора 6. При равенстве амплитуд коммутируемых сигналов на выходе усилителя частоты модуля1щи 17. сигна отсутствует. При незначительном изменении измеряемого сигнала относительно опорного на выходе усилителя частоты модуляции 17 появляется сиг- наш рассогласования,по частоте рав;ной частоте коммутации коммутатора 2 по величине пропорциональной разност коммутируемых сигналов.. При превышении сигналом рассогласованияуровня срабатывания порогового блока 23 на выходе последнего появляется сигнал, поступаквдий на формирозатёль-различитель 24, определяющий направление рассогласования коммутируемых сигналов, В зависимости от того, какой из коммутируемых сигналов преобладает. формирователь-различитель 24 вырабат вает сигнал, воздействующий на суммирующий или вычитающий входы ревер сивного счетчика 7, Состояние счетчика определяет степень вносимого рслабления аттенюатором.б в опорный сигнал. При равенстве коммутируемых сигналов система приходит в устойчи вое состояние Состояние реверсивно го счетчика 7 отражает относительну величину измеряемого сигнала в дб. Высокое быстродействие устройств при уровнях измеряемых сигналов, бл ких к уровню шумов, обуславливает неустойчивость показаний измеряеких величин, увеличение погролности изм рений, сбои внешних регистрируяндих устройств. Для исключения указанных - являен и тем самым увеличения динамическог диапазона устройства вводится стати тическая обработка результата измер ния, заключакндаяся Е усреднении пол ченных знаний по п-измерениям При этом использование статистической обработки результата по п-кз- мерениям во всем диапазоне изменениа входного сигнала нецелесообразно, так как при больших значениях отношения сигнал-шум это приведет только к уменьшению быстродействия устройст ва без существенного выкгрьшт в точ ностных характеристиках Целесообразно обеспечить максимальное быстродействие при болыяих значениях сигнал-шум с последующйвм автоматическим введением статисти- ческой обработки результата измерения по п-измерениям при мальах значениях отношения сигнал-шум. Значение h может быть величиной переменной в диапазоне изменения измеряемого сигнала „ До момента введения статистической обработки информация с реверсивного счетчика 7 через вторые ключи информации 11, открытые по BToptwiy управляквдему входу потенциалом с Дополнительного выхода реверсивного счетчика 7, свияетельствукйцего об отсутствии начсша усреднения, подается на сх&лу индикатора 12. и на внешние регистрируницие устройства Йрй этом синхроимпульсы черезчетвер тый логический элемент И 27 и логический элемент ИЛИ 21 подаются на входы синхронизации внетнних регистрирующих устройств, При снижении уровня измеряемого сигнала до значения принятого за момент введения статистической обработки с выхода реверсивного счетчика 7 появляется импульс, воздействунвдий на второй и третий логические .элементы И 15, И 16, При этсад отключается второй ключ информации 11 от второй группы вьаходов реверсивного, счетчика 7 и прекращается прямое прохождение на выход синхроимпуль сов. Одновременно импульс начала усреднения выводится на внешние устройства, управляющие скоростью изменения измеряемого сигнала. По этому импульсу поворотное устройство (или любое другое) при i.снятии амплитудной характеристики антенны (четырехполюсника) должно уменьшить скорость вращения, с целью исключения динамической погрешности измерения. По каждому 1пульсу с фсчрьирователя синхроимпульсов 25 первый ключ информации 8 переносит состояние реверсивного счётчика 7 в счетчик обратного кода S. По окончании действия синхро1 и1ульса на входе первого логического элемента И 19 создаются условия для прохождения импульсов с генератора тактовых импульсов 30. В момент, соответстбуквдий перепопнению счетчика обратного кода 9, даиифратор 3 В1вдает низкий потенциал. П1Ж этом ттрекргицается поступление импульсов с генератора тактовых импульсов 30. Количество импульсов одновр04еняо фиксируется счетчиком усреднения 10 и соответствует состоянию реверсивного счетчика 7. По следуяадему синхрои1«1ульсу дешифратор 3 обеспечивает на первом входе первого логического элемента И 19 высокий потенциал и разрешает прохождение импульсов с генератора тактовых импульсов 30 на счетные входы счетчика обратного кода 9 и счетчик усреявения 10. Цикл измерений повторяется (п+1) раз и по п4-2) -ому импульсу с делителя 26 на вход второго ключа информации 11 подается импульс переписи, разрешающий перенос информации со счетчика усреднения 10 на внешние регистрируящие устройства и индикатор 12 о Одновременно (п+2)-ой юмтульс является синхроимпульсе дпя внешних регистрирующих устройств. Автоматическое введение статистической обработки по п измерениям в области малых значений входного сигнала обеспечивает оптга альное быстродейств ие устройства, сохранение точностных характеристик и аналогично уменыпеигео уровня шумов в Vn раз. Напршлер, усреднеиие результата по 10 измерениям обеспечивает увеличение динамического диапазона ва 10 дб. Формула изобретения Устройство для автоматического измерения амплитуд переменного сигнал а, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель частоты модуляции, фазовый детектор и индикатор нуля, последовательно соединенные генератор опорного сигнала, усилитель опорного сигнала и аттенюатор, выход которого соединен с одним из входов комм татора, другим входом связанного через ключ с одним из выходов генератора частоты коммутации, соединенным также другими выходами с одним и входов фазового детектора, первым входом формирователя-различителя и первым входом формирователя синхроим . сов второй вход которого подключен к первому входу реверсивного сче чика,связанному с первым выходом фор мирователя-различителя, а третий вход формирователя синхроимпульсов соединен со вторым входом реверсивного счетчика,связанным со вторым входом формирователя-различителя,один из вы ходов усилителя частоты модуляции че рез пороговый блок соединен с одним из входов формирователя-различителя, лричем первая группа выходов реверсивного счетчика подключена к аттенюатору, отличающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения, в него введены четыре логических элемента И логический элемент ИЛИ, первый ключ информации, дешифратор, генератор тактовых импульсов, инвертор,счетчик обратного хода, делитель, послёдоватально соединенные усреднени первый и второй ключиинформации и индикатор, при этом группа входов второго ключа информации подключена .также к второй группе выходов реверсивного счетчика и к tpynne входов первого ключа .информации, груп па выходов которого соединена с счетчиком обратного кода, выход которого через дешифратор подключен к первому входу первого логического элемента И, выходом связанного с первым входом второго логического элемента И, к второму входу первого логического эл« мента И подсоединен первый вход третьего логкческого элемента И и первый выход делителя, вторым выходом связанного с первым управляюцим входом счетчика усреднения, третий вход первого логического элемента И соединен с 1енератором тактовых импульсов, а четвертый вход первого логического э шмента И подключен к выходу инвертора и входу Дэлителя, вход инвертора соединен с управляющим .входом первого ключа информации, выходом форм;1рователя синхроимпульсов и первым входом четвертого логического элемента И, выходом связанного с первым входом логического элемента ИЛИ/а вторым входом - с первым управляющим входом второго ключа информации и одним из входов второй группы выходов реверсивного счетчика,дополнительный выход которого (Лязан с вторьм входом второго логического элемента И, связанного со счетчиком обратного кода и счетчиком усреднения, и вторым входом третьего логического элемента И, выходом подсоединенного к второму управлягадему входу второго ключа информации и второму входу логического элемента ИЛИ, выход которого также как и группа выходов второго ключа информации являются регистрирующими выходами устройства для автоматического измерения амплитуд переменного сигнала. Источники информации, :принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР .№602869, кл. G 01 R 19/04, 1978. 2. Авторское свидетельство ССС №558224, кл. G 01 R 19/04, 1976.

На регистрирующее ycenpovcmSo