Измеритель коэффициента амплитудной модуляции Советский патент 1980 года по МПК G01R29/06 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в радиотехнических установках различного назначения. 5

Известно устройство для измерения (коэффициента амплитудной модуляции) КАМ 1, содержащее приемники, фильтр низких частот и вычислительный блок с индикатором. tO В этом устройстве осуществляется выделение напряжений, пропорциональных максимальной и минимальной амплитудам АМ-сигнала, и вычисление КАМ с помощью функциональных пре- 5 обраэователей. Однако при использо-. вании такого устройства возникают трудности вьщеления огибающей АМ-сигнала с малыми искажениями. Применение целого ряда функциональных 20 преобразователей обуславливает слож-. ность схемы и низкую точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности 25 и достигаемому результату является измеритель коэффициента амплитудной модуляции 2, содержащий входное устройство, аналого-цифровой преоб эазователь, блок синхронизации, зо

схему сравнения, два регистра и вычислительный блок с индикатором. Амплитудно-модулированный сигнсш промежуточной частоты с выхода входного устройства поступает на входы блока синхронизации и аналого-цифрового преобразователя. Блок синхронизации, выделяет моменты времени, соответствующие максимальному значению напряжения несущей частоты,и запускает в эти моменты аналого-цифровой преобразователь. Последний преобразует мгновенные значения напряжения несущей частоты в цифровые коды, поступающие на схему сравнения, где производится их поочередное сравнение, а выделенные максимальные и минимальные значения напряжения записываются соответственно в регистры максимального и минимального значений.

Регистры максимального и минимального значений соединены соответственно с первым и вторым вкодам вычислительного блока, который осуществляет подсчет коэффициента амплитудной модуляции по формуле

Уакс ин

Результат вычисления регистрируется на цифровом индикаторе.Устройство лишено некоторых недостатков, присущих аналогам, в частности не производится выделение огибающей АМ-сигнала. Применение в нем элементов дискретной техники позволяет существенно упростить схему в регулировке, увеличить ее быстродействие.

Современные измерители коэффициента амплитудной модуляции .разрабатывают с учетом того, что диапазон модулирующих частот доходит до 200 кГц, Это накладывает определенные требования на величину промежуточной частоты. В прототипе она ограничена быстродействием аналого-цифрового преобразователя. Увеличение быстродействия аналого-цифрового преобразователя ведет к снижению точности измерения. Определение моментов времени, соответствующих максимальным значениям напряжения несущей частоты также представляет определенные трудности, которые усугубляются нестабильностью промежуточной частоты на выходе входного устройства. Погрешность определения указанных моментов является составной частью погрешности измерения КАМ.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в измеритель коэффициента амплитудной модуляции содержащий входное устройство, блок сравнения, регистры минимальног и максимального значений, соединенные выходами со входами- вычислительного блока, выход которого соединен с индикатором, введены элемент совпадения, счетчик, регистр памяти, генератор ступенчатого напряжения, генератор опорного напряжения, три ключа и блок управления, причем входы элемента совпадения соединены с - выходами генератора ступенчатого напряжения и входного устройства, а выход элемента совпадения через первый ключ соединен со входом счетчика, выход которого соединен со входом регистра памяти и первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом регистра памяти, первый выход генератора опорного напряжения через второй и третий ключи соединен со входами регистров соответственно максимального и минимального значений, управляющие входы второго и третьего ключей подключены к выходам соответственно регистра памяти и блока сравнения, а второй выход генератора опоного напряжения соединен со входом блока управления, выходы которого соединены с управляющими входами генератора ступенчатого напряжения, счетчика, блока сравнения, регистра памяти, первого ключа и вычислительного блока.

Модулированный сигнал промежуточной частоты квантуется по уровню, затем за образцовый интервал времени подсчитывается число совпадений мгновенного значения входного сигнала с уровнем квантования и на основе сравнения результата каждого подсчета с предыдущим формируются интервалы времени, пропорциональные максимальной и минимальной амплитудам амплитудно-модулированного сигнала. Интервалы времени преобразуются в цифровые коды и подаются на вычислительный блок, осуществляющий подсчет коэффициента амплитудной модуляции .

На фиг.1 показана структурная схема измерителя коэффициента амплитудной модуляции; на.фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель коэффициента амплитудной модуляции содержит входное устройство 1, элемент совпадения 2, генератор 3 ступенчатого напряжения, блок управления 4, ключи 5,б,7,счетчик 8 с регистром памяти 9, блок сравнения 10, регистр максимального значения 11, регистр 12-минимального значения, вычислительный блок 13 с индикатором 14 и генератор 15 опорного напряжения.

Амплитудно-модулированный сигнал промежуточной частоты (фиг.2а) с выхода входного устройства 1 поступает на первый вход элемента совпадения 2. Второй вход элемента совпадения, 2 соединен с выходом генератора 3, задающего уровни квантования (фиг.2а). Изменение уровня квантования производится дискретно и синхронизированно со строб-импульсом счета (фиг.2б), формируемым блоком управления 4 для управления ключом .5. В исходном состоянии счетчик 8, регистр памяти 9 и регистры 11 и 12 находятся в нулевом состоянии. .Ключи 5,6 и 7 закрыты сигналами, поступающими соответственно с блока управления 4, регистра памяти 9 и блок сравнения 10. Ключ 6 открывается лишь в том случае, когда состояние регистра памяти 9 отлично от нулевого. Для формирования блоком сравнения:10 сиЁнала на открывание ключа 7 необходимо, чтобы состояния счетчика 8 и регистра памяти 9 были одинаковы и отличались от нулевого.

В моменты совпадения мгновенного значения напряжения входного сигнала Ugj с уровнем квантования элемен, совпадения 2 вырабатывает импульсы (и), поступающие через открытый во время действия строб-импульса (фиг.26) ключ 5 в счетчик 8, В интер5 зале строб-импульсами счета ГФИГ.26) . блок управления 4 вырабатывает последовательно: сигнал разрешения сравнения (фиг.2в), поступающий на блок сравн ния 10; сигнал переписи (фиг.2г), поступающий на регистр памяти 9 для пере писи в него информации из счетчика сигнал сброса (фиг.2д) в нулево состояние счетчика 8, поступающий также в генератор 3 для переключени уровня квантования. По сигналу разрешения сравнения (фиг.2в) осуществляется анализ состояний счетчика 8 и регистра памяти 9, содержащего информацию о состоянии счетчика 8 на предыдущем уровне квантования. Очевидно (см.фиг.2а) что время TMHH (фиг.2ж), в течение которого сохраняется равенство сост яний счетчика В и регистра памяти 9, пропорционально минимальной ампл туде амплитудно-модулированного сиг нала промежуточной частоты. За это время через ключ б в регистр минимального значения 12 с ге нератора 15 поступит А,цн импульсов мни мын от где fgpi - частота генератора 15 опорного напряжения. Время ,), (фиг.2е), в течение которого состояние регистра памяти 9 отлично от нулевого, пропорционал но максимальней амплитуде амплитудно-модулированного сигнала. Количество импульсов, поступившее за это вр&мя через ключ 7 в регистрмаксимального значения 11 с генератора 15 опорного уровня составляет: А -Т - макс Moiicc on Цикл измерения заканчивается,ког да напряжение на выходе генератора ступенчатого напряжения достигает верхнего опорного уровня .U (фиг.2а;. В этот момент блок управления 4 формирует импульс цикла (фиг.2и) запускающий вычислительный блок 13, на входы которого поступает сигнал с регистров 11.и 12. Вычислительный блок 13 осуществляет подсчет коэффициента амплитудной, модуляции по формуле: маус МИН макс мин Выход вычислительного блока 13 с динен с цифровым индикатором 14, регистрирующим результат измерения. Применение квантования исследуемого сигнала по уровню является пре имуществом предлагаемого измерителя коэффициента амплитудной модуляции, точность измерения здесь не зависит от глубины модуляции и модулирующей частоты, а определяется лишь коли-, чеством уровней квантования. Выбор числа уровней квантования производится на основании конкретных требований, предъявляемых к измерителю. При 100 уровнях квантования точность измерения составляет 1%. Быстродействие предлагаемого измерителя коэффициента амплитудной модуляции определяется минимальной модулирующей частотой, так как длительность строб-импульса должна выбираться не менее периода модулирующей частоты. Предлагаемый измеритель не имеет сложных узлов и прост в регулировке. Формула изобретения Измеритель коэффициента амплитудной модуляции, содержшдий входное Устройство, блок сравнения, регистры минимального и максимального значений, соединенные выходами со входами вычислительного блока, выход которого соединен с индикатором, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, в него введены элемент совпадения, счетчик, регистр памяти, генератор ступенчатого напряжения, генератор опорного напряжения, три ключа и блок управления, причем входы элемента совпадения coeдинe ы с выходами генератора ступенчатого напряжения и входного устройства, а выход элемента совпадения через первый ключ соединен со входом счетчика, выход которого соединен со входом регистра памяти и первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом регистра памяти, первый выход генератора опорного напряжения через второй и третий ключи соединен со входами регистров соответственно максимального и минимального значений, управляющие входы второго и третьего ключей, подключены к выходам соответственно регистра памяти и блока сравнения, а второй выход генератора опорного напряжения соединен со входом блока управления, выходы которого соединены с управляющими входа ш генератора ступенчатого напряжения, счетчика, блока сравнения, регистра памяти, первого ключа и вычис-пительного блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 347694, кл. G 01 R 29/06, опублик. 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 424089, кл. G 01 R 29/06, опублик. 1974.

%У,

ген

ФигЛ