Устройство для измерения средней мощности огибающей узкополосного процесса Советский патент 1980 года по МПК G01R21/00 

Изобретение относится к технике райи связи и может быть испопьзовапо в аппаратуре анализа помех и сигналов в КВ-УКВ диапазонах. Известно устройство дпя измерения средней мощности, содержащее квадратичный детектор, выход которого через преобразователь напряжения а частоту и вен тиль соединен со счетчиком результатов и временной селектор П. , Недостатком этого устройства является ограниченность динамического ддапа-. зона входных сигналов. Наиболее близким по технической сущ« ности к предлагаемому является устройство для Измерения средней мощности or бающей узкополосного процесса, содержащее ключ и усилитель, входы которых соединены с входной шиной, а выход усилителя через второй ключ соединен с выходом первого ключа ( )разряд ный счетчик результата, вход младшего разряда которого соединен с выходом пер вого вентиля, а (п -1)- разрядных вхоаа через элементы ИЛИ с выходами со;х тветствующих вентилей 2 . Недостатком такого устройства явпя егся гатзкая точность измерения средней меткости. Цепь изобретеи{я - повышение точности измеретшя средней мощности. Указанная цепь дозтигается тем, что в устройство дпя измерения средней мощности огибаюш.ей узкопопосного процесса; содеркашее ключ и усил1ггель, входы которых соединены с входной шиной, а выход усилителя через второй ключ соединен с выходом первого ключа, ( П-v m )разряд11ый счетчик результата, вход младшего разряда которого соединен с выходов первого вйтгипя; а ( п -1)-разряд нътх входа элэмэнты ИЛИ - с выхо.аамк соответствующих вентилей, введйЬы дешифратор порядка, блок управле- Нля, дополнительные еентилк, последоваТельно соединенные с выходами ключей ллкекш- П дете;-:тор, д1;скретный аттенюаTop и блок сравнения, выход которого че373

рез допошштепьно введенные блок упревпе шя регистром маитиссьг, «эгистр нэп тиссы и тщфроанапогоБый ггреобразсяз; тепь соединен с друтчтм входом бпокл сравнения, последоватепыю соадикеииь;8 с В1з ходом блока сравнения anOivieHT V, счетчик порядка, выходы которого сое OTHHiibi с управляющими входами ключей и дискретЕЮГО аттешоатора и входаК.л де-. -11 ифратора поря/жа, причем к каждо у вы:юду деишфратора порядка подключены три вентипя, другие входы которых с-ое.ципепы с вь ходом регистрп мантисс. п третьи - с вь ходом блока упраалетш л, выход каждого триггера счетчике рез; л тато соединен с первым ахо/лом эпе:.ленгов МЛ11, второй вход нечетных sneiveii-гов ИЛР- соединен с соответствующим дешифратора, второй выход лэтиых элементов ИЛИ соединен с выходо ; Сэот-ветствуюшего вентиля, управпягощне входы счетчика порядзса, элемента И к бло--ка управдегия регистром мантиссы лоц-ключоны к cooTBSTCTByiouutM вьХодам а управления.На чертеже представлена фyIrкн.кciиaJ7i;v.,. ная электрическая схема устройсгтва дяп измерения средней мощности огипаклдск узкополосного процесса,.

УстрО 1ЕТво содеряшт усилитель ..

ключи 2 и 3, Л1нейнрз1й детектор 4, дис.

крет1Ш й аттешоатор 5 и блок 6 ср)вне.-.

НИИ, счетчик порядка 7, дешифратог i о. рядка 8, Элемент И 3; иифроаналоговьй

преобразователь 10 (ЦАП), Регистр

мантиссы, опок м антисс ы, б п ок ли 14™22, элементы ИЛИ 23-29 и счетчик результата на триггерах оО..-.38 В устройстве пзмерегое средней мощности огибающей (возведение в квадрат значений огибающей и их усреднение) осу ществляется в щ--;фрО1зой форме. Для преобразования аналоговой велк-. чины в дискрететю используется 11;:ед:ста ление чисел в форме с плавагощой .-шик.той , гдер -1,2,3,..., есть порядок числа, Q М 1 - мантисса числа (для конкретности .,- взято равньгм 11 )о Динамический дианазон оначений огибающей составит 66 дБ. В исходном состоянии счетчик поряд- ка 7 устанавгошается в положешле 1000 которое соответствует значеш1ю порядка В случае ключ 3 открыт„ а коэффициент Д1 скретного аттенюе.тора S равен 1 Регистр 11 мантиссы устанавппвается в такое состояние, при дпскр; усиле;-Г11ь;н с данног слу1 сигнагь 2 разо Весп 1Мна--.Ц;{еск1П диаситналсв будет г Г:збпт на В7СОД1Л:, : ледоватс5льпо, па ли);ейнь й части, ся спгиаЛ; изменяющийся ктор лс OM 36 дБ, I дальней1лем in г::хо;тит сра/зкение лписимапьяым :-1таенного сигнапл )И ;р;вь;:ие} ии ус )ым аапряжэнпе ч :|О1ПЬ1ч pan pi жеого сигнала но;

1ШОМ этот сигнал ослабляется a cKfjoTHbixi аттетоатором 5, упргавпяем ;.1М компилами, со счетчика порядка 7, на счетный вход которого через элемент И 9 поступают импульсы с блока управления 13.

Таким образом, в счетчике порядка 7 будет зафиксирова 1О значение поря.дка

уровня напряжения в двоичном коде.

кКсх .H.h. мин

-.,

.г

WUH 1 11 На выходе дискретного атте1воатора 5 значение огибающей изменяется тоимко в пределах 6 дБ, что облегчает задачу точ ного измерения значения огибаюшей. Л.пя этого в предлагаемом устройстве с-сутиес вляется квантование огибающей. Так как в последующих блоках устройства необходимо получить квадратичные числа,ква тование осуществляется следующим образом. Сначала определеттым тактом, поступающим с блока управления 13 через блок 12 управпения регистра мантиссой, регистр 11 мантиссы устанавливается в состояние ООО. Затем методом пораэрядного взвешнватшя осуществляется пре образоваьше аналоговой величины, имеющей место на входе блока соавне1-шя 6, в дискретную форму. Причем цифроана- логовый преобразователь 10 формирует на каждый щаг квантования ступенчатое напряжение, подчиненное закону Vx В этом спучае шаг квантования квадратичных значений пр , заключенш,гх вн Три одного порядка, будет линейным и определяется следующей формулой. -2. 1-пе X - минимальное значеш е огибаю . щей на входе устройства; Н - число уровней квантования. Шаг KBairroBaHHa с увеличетпгем поряд ка каждый раз увеличивается в 4 раза Так как с выхода счетчика порядка 7 снимается значетте кода поряака, а с вы Как сле;Лот из , для записи KG.iapara ..;п1о; кеобход11МО осушест -iiiTh сложение двух чисел, Для этих це- ;:ей служит (; ; рт )разрядт}ын счетчик ро;о:;;,тггга iia триггерах 30-38 ( п -Ц г;: с; С1Л il/il 23-2 9, включенные на ;с.ода разрядньХ триггере в, и вентили 14-22, объединенные по три вентиля в кау;/л:;ю ppynnj-. Дл5т удобства заниси квадг-глга ч::сла в с-летчик peajnivraTa на триг- ГГ5рах 3O-3S цепесообразно эквивапент1-.OS зт;ачегаш младшего г)азряда счетчика резч7; :-,тата выбрать ,М шагу квантопатьИ п, , а OTiroiney-uie X, к h, кратNlVlrlЧустЬ; , минимальное значе те у зовня огнба;оп1е г к будет равно Мин 1 условной одишше, Ч:гспо уровней квантора хчя 6, П 0,5 условных квадратных еа;;;1:пт, тогда зепис ь первого слагаемого дыражег-птя (2) саодтггся к записи ешпп1нь ;i 2о ый разряд счетч1;ка реззпьЗто npojicxojiiiT- c IeдylOЩИ образом. rio:r-ieinioo 3iiaeUio порядка чнспа в д.вопчиоь-: кодо гтоступает на дешифратор, с 1млхоца которого один из эпеменТО.З 1-Л1-1 23.-29 ОСгупает им1г льс на счет1ш:й вход соответствующего триггера ЗС--38 результата. Например; ес.ш текущее значение ог гбающей порядок числа р 2. то импупьcohc:,, сдз-гмаемым со второго входа дешифратора qspea элемент И.Ш-1 25, запишется 1 Б триггер 33 счетчика резульОлновреК;е 1НО лотенгхиал, cHTSMaeMbift с онседеленного выхода дешифратора, откоыввот р группл вентилей (в указаннок-; примере вторую грЗпн вентилей 17. . 8 i 19). на вторые входы которых яапается зяазеп й антнссы в двоичном коде, G помои.мо носпедовательно поступаюшт-гх тйктог г блока управле1-шя 13 осзшестапяетг я загнсь трехразрядного

кода мантиссы в те разряды c4eT4iiKa результата, суммарное эквивалеитнг е значение которых будет равно второму слагаемому суммы (2}«

Полный объем счетчика резупьтат13 (плт ) будет зависеть гл- чиспа О счетов значений огибающей на MfiTepBane усреднения, задаваемого блоком управле тя.

Таким образом, в счетчике результата на триггерах30-38 (нт) разрядах

Jfume. кж;™

и епдагакыок устройстБО может быть построено и для других fv aKCRManbHi,) х значений поря шее Р 1Ю и чтом сгучае г«аксимал -)11ый коэффициерп- оспаблештя дискретного аттешпатора 5 i Kosibфипиент усипениа усилители 1 устаня ;,-, ливаются дpvги,iк (сМ: таблицу)

Наименование

Значение порядка, куда приводятся :ice выходные величииь

Коэффициент усиления усилителя

Максимальный коэффи -р

циент ослабла51 ИУ: дискрет- 7 -

ного аттеюоатора Предлагаемое устройство может быть иснопьзовано для оценки средней мощности огибающей как стационарного, так и нестационарного случайного процесса, Благодаря введенто в устройство дискретного аттенюатора, счетчика . дешифратора порядка, только одной с:хемы сравнения, линейного детектора с динамическим диапазоном )/2(при Р.-нечетном), цифроаналогового пре™ образователя и регистра мантиссы, удапось повысить точность измерения: сред« ней мощности при большом динамическом даапазоне измене шя сигналов на входе устройства, за счет увеличения точности преобразования аналоговой величины в дискретную, а облегчить процесс настройки устройства. формула изобретения Устройство для измерения средней .мощнссти огибающей узкополоснотО пройесса, сояет жащее ключ и усипитепь, вхо ды которых соединены с входной 1яиной, е выход усилителя через второй ктэч со данен с выходом первого ключау( )разрядный счетчик результата, вход млад шего разряда которого соединен с выхо

Р т . макс

макс I

о

P:v

г дом первого аентили, а ( п .-1/-разрядных входа герез элемэиты ИЛИ с выходами соотве х;твуюЕ1их вентилей, о т и ч а ю Щ е S с я тем, что, с целью повышения точности измереш-тя средней мощности, 3 чего в :-едень1 дешифратор по.рядк:а| блок управления, дополнитепькые вентили, последовательно соединенные с выходами ключей пкнейньгй детектор, дискретный аттекоатор и блок сравнения, вы ход которого через дололтштельно введенньзе блок упразлешт; регистром мантиссы,, регистр мантиссы и цифроаналоговьгй лре-.- образователь соед11Нен с другим входом блоке cpasueHJiH, поепедова1елпнс соадм-неннь е с выходом блока сравне;1йя элемеш И и СЧИТЧИК порядка, которого соединены с управляющими входами ключей и дискретБого аттегаоатора и входами дешифратора порядка, причем к каждому выхоцу деашфратора порядка подключены три ветггиля, другие входь которых соединены с выходом регистра мантиссы, а третьи - с выходом блока управления, выход ка7адого триггера счетчика результата соединен с первым входом элементов ИЛ1-1, второй вход нечетных элементов ИЛИ соединен с соответствутошлм выходом дешифратора, второй 97 вход четных элементов ИЛИ соединен с выходом соответствующего вентиля, управляющие вххэды счетчика порядка, элемента И и блока управления регистром мантиссы подключены к соответствующим выходам блока управленца. 3 Источники инфop talши, принятые во внимание при экспертизе 1. Нахрихтентехник электроник № 2, 1974. 2. Авторское свидетельство NO 524134, кп. Q 01R 21/00, 18.04.75 (прототип).