Измеритель параметров амплитудномодулированных сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R29/06 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРАМЕТРОВ АМПЛИТУДНОМОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к области электро- и радиоизмерений и может быть использовано в системах автоматического управления и контроля при анализе амплитудно-модулированных (АМ) сигналов.

Известен измеритель глубины модуляции, содержащий преобразователь аналог-код, вход которого подключен к входной клемме изг ерителя и ко входу задатчика моментов измерения, выход которого подключен к опорному входу упомянутого преобразователя, счетчик среднего значения сигнала и делительный блок, два делителя количества импульсов, счетчик разности, квадратор и блок извлечения квадратного корня, при этом вход счетчика среднего значения .сигнала через первый делитель количества импульсов подключен к выходу преобразователя аналог-код, а выход упомянутого счетчика соединен со входом счетчика разности, другой вход которого соединен с выходом.преобразователя аналог-код, а выход счетчика разности через последовательно соединенные квадратор, второй делитель количества импульсов и блок извлечения Квадратного корня подключен к одному из входов делительного блока, другой вход которого соединен с выходом счетчика среднего значения сигнала ij.

5 Однако устройство имеет недостаточную помехозащищенность.

Цель изобретения - повышение помехоз аздищенности.

Указанная цель достигается тем

10 что в измеритель, содержащий последовательно соединенные задатчик моментов измерений, преобразователь аналог-код, делитель количества импульсов, счетчик среднего значения сигнала

V5 и делитель, о.цин из входов которого соединен с ш ходом квадратора, при этом входа преовразователя анашогкОд и задатчяка моментов измерений соединены со входом измерителя, введены первый и второй перемиожители, шифратор, два реверсивных сумматора, ра;зяичитель номера кв.адранта, блок упрёшления реверсом и регистрируюсдий блок, при этом выход делителя количества импульсов подключай ко входам первого и второго перемиояителей, выходы которых соответственно через первый и второй реверсивные суммато1на подключены ко входамразличителя номера квадранта, ко входам квадратора

И ко входам делителя, выход которого соединен с одним из входов регистрирующего блока,а другой вход последнего соединен с выходом различителя номера квадранта, причем вход шифратора соединен со вторым выходом эадатчика момента измерений,а выход шифратора через первый выход блока управления :реверсе соединен с управляющим входом первого реверсивного сумматора,а второй выход блока управления реверсом - с управляющим входом второго реверсивного сумматора. Для измерения фазы огибающей введен вычислитель арктангенса,, вход которого соединен с выходом делителя, а его выход .подключен к третьему входу регистрирующего блока.

На чертеже приведена схема измерителя .

Измеритель содержит задатчик 1 Моментов измерений, преобразователь аналог-код 2, де итель 3 количества импульсов, счетчик 4 среднего значения, первый и второй перемножители 5и б, первый и второй реверсивные су1 маторы 7 и 8, различитель 9 номера квадранта, шифратор 10,блок 11 управления реверсом, делитель 12, квадратор 13, вычислитель 14 арктангенса и регистрирующий блок 15, вход 16 измерителя.

Работа устройства основана на корреляционной обработке мгновенных значений амплитудно-модулированного сигнала.

Пусть амплитудно-модулированный сигнал имеет вид

.(Qit((), (1

где Vmax амплитуда несудей в отсутствие модуляции; .р - глубина модуляции u.iti- частота и фаза несущей; 51,4 - частота и фаза огибающей. Для определенных дискретных моментов времени te.соответствующих максимальным значениям несущей, выражение (1) может быть записано в виде

Ue(t)HV,,,|ucos(l teVv), (2)

где cos(wte + v} 1;

Ug - цифровой код, пропорциональный мгновенным значениям огибающей AM сигнала (Е « 1,2,. ... п со/Л ) ; k коэффициент пропорциональности.

При этом в цифровой код могут преобразовываться либо максимальные значения каждого полупериода несущей, либо ее интегральные значения за каждые полпериода.

Таким образом, исходя из выражения (2), последовательность значений огибакидей представляется квантованными значениями сигнала, состоящего из двух составляющих. Одна из составляквдих пропорциональна амплитуде

несущей, а другая - первой гармонике огибающей. Соотношение

max- 1™|,и, ,(3)

позволяет определить амплитуду несущей.

Для определения козффициента модуляции корреляционным методом необходимо определить вещественную и мнимую составляющие амплитуды огибающей согласно выражениям

211

п Е

1

8

е.

С.)

и.

cos

k п

rt Е и.

2T

е,

(5)

sin

п

Oft 211 де cos t J rf нормированных значений огибающей в точках измерений, т.е. в точках, соответствующих максимальным значе.. ниям несущей., Подставляя в формулы (4) и (5) ыражение (2), получаем

(6)

V/2 ,ucosф ;

В

С -1/2V o, (usinq). (7)

Зная вещественную и мнимую составяющие В и С, находим коэффициент одуляции.

2

V С

(8)

/ Vmoxли, подставляя (3) Р

Если амплитуда несущей известна, пользуются формулой (8).

Е.СЛИ же амплитуда несущей неизвестна, то ее следует получить, и тогда определение козф кциента модуляций производится по формуле (9).

При необходимости соотношения (6) и (7) позволяют найти и фазу огибающей

If - arc tg

Входной сигнал поступает одновременно на эадатчик 1 моментов измерений и преобразователь аналог-код 2 и с их помощью преобразуется в последовательность число-импульсных

кодов мгновенных значений в точках tg.

Эти коды усредняются при прохождении через делитель 3 количества импульсов и счетчик 4 среднего значения сигнала, в котором фиксируется величина Ug/п.Эти числовые коды поступают на. первый и второй перемножители 5 и 6, куда через шифратор 10 эаносятсй коды нормированных значений огибающей в точках, соответствующих максимальным значениям несущей. Полученные произведения - COS --й.и - sm - поступают в перв п ц и п и второй реверсивные сумматоры 7и 8, где формируются вещественная и мнимая составляющие амплитуды огибающей согласно выражениям (4) и .(5 ..Числовые коды В и С, соответствующие вещественной и мнимой составляющим, через квадратор поступают в делитель 12, где уже в качестве знаiiменателя находится значениег--Z Ug. 8результате деления получают коэффициент модуляции,который фиксируется регистрирующим блоком 15. При необходимости предлагаемый измеритель позволяет определить и фазу огибающей. В этом случае значения вещественной и мнимой составляющих амплитуды огибающей получают в первом и втрром реверсивных сумматорах аналогично описанному вьпие. Минуя квадратор 13 коды значе ний вещественной и мнимой составляю щих поступают на.входы делителя 12, С выхода делителя последовательност импульсов проходит через вычислитель 14 арктангенса, и искомое значение фазы также фиксируется регист рирующим блоком 15.. Различитель номера квадранта по знакам вещественной и мнимой состав ляющих амплитуды огибающих позволяет внести поправку к вычисленной величине фазы огибающей. Формула изобретения 1. Измеритель параметров амплиту но-модулированных сигналов, содержа щий последовательно соединенные задатчик моментов измерений, преобразователь аналог-код, делитель количества импульсов, счетчик среднего значения сигнала и делитель, один из входов которого соединен с выходом квадратора, при этом входы преобразователя аналог-код и задатчи ка моментов измерений соединены со входом измерителя, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены первый и второй перемножители, шифратор, дВ;а реверсивных сумматора, различитель номера квадранта с блок управления реверсом и регистрирующий блок, при этом выход делителя количества .импульсов подключен ко входам первого и второго перемножителей, выходы которых соответственно через первый и второй реверсивные сумматоры подключены ко входам различителя номера квадранта, ко входам квадра-тора и ко входам делителя, выход которого соединен с одним из входов регистрирующего блока, а другой вход последнего соединен с выходом различителя квадранта, причем вход шифратора соединен со вторым выходом задатчика моментов измерений, а выход шифратора через первый выход блока управления реверсом соединен с управляющим входом первого реверсивного сумматора, а через второй выход блока управления реверсом с управляющим входом второго реверсивного сумматора. ,2. Измеритель по п.1, о т л и чающи и с я тем, что, с целью измерения фазы огибающей, введен вычисл1|тель арктангенса, вход которого соединен с выходом делителя, а его выход подключен к третьему входу регистрирующего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2508506, 13.07.77 (прототип).

/

Тх

1 J

/

ХУЧ

00

7V4