Измеритель разности квадратов амплитуд гармонических сигналов Советский патент 1980 года по МПК G01R19/10 

торы 9,10, квадраторы 11-14, фазовращатели 15, 16. Первый вход коммутатора 1. соединен с шиной 17 входного сигнала и с входами фазовращателя 15 и квадратора 11, второй вход коммутатора 1 соединен с шиной 18 входного сигнала и с входами квадратора 14 и фазовращателя 16. Выходы квсшраторов 13, 14 связаны с входами . с;умматора 10, выходы квадраторов 11, 12 - с входами сумматора 9, выходы сумматоров 9, 10 - с входами вычитателя 8, выход которого через делитель 7 соединен с управляющим входом коммутатора 1 и с синхронизирующим входом детектора 5. Выход коммутатора 1 через последовательно соединенные усилитель 2, детектор 3, усилитель 4 , детектор 5 соединен с индикатором 6.

Измеритель разности квадратов амплитуд гармонических сигналов работает следующим образом.

Сравниваемые сигналы поочередно и периодически с частотой коммутации подключаются коммутатором 1 .к входу усилителя 2 несущей. Затем усиленный амплитудно-фазомодулированный сигнал детектируется квадратичным детектором 3.Из спектра продетектированного сигнала -с избирательного усилителя 4 выделяется напряжение на частоте коммутации, амплитуда которого пропорциональна измеряемой разности квадратов амплитуд сравниваемых сигналов. Это напряжение выпрямляется синхронным детектором 5, работающим синхронно с коммутатором 1, и затем измеряется индикатором б.-Напряжение управления коммутатором 1 и детектором 5 вырабатывается делителем 7, который запускается отсигнала, полученного на выходе вычитателя 8.

Выходной сигнал вычитателя 8 формируется следующим образом.

Если входные сигналы Ui и Ua .представить выражениями U -U sin(ujt;tHJ и U2-U,sm(oJt-vS),t то выходные . сигналы фазовращателей будут равны соответственно

U, () и U,U2COS(u)tvsg, а выходные сигналы сумматоров 9 и 10 соответственно

т

22

Ug i-(u;. up- coazdot). Ua.co52(uJt.r.),

i1

U,-()(iot-.,)(,,)

При этом сигнал на выходе вычитателя 8 будет определяться выражением

i Ug-uf cos2(i,)- --cosifwt+S,.,):

-.u4i П (2шЪ+Q. ) и Jsm(2 Ut + 2,-1)

e /U u;J-uU u2oo57(P,-S5ji4

()(2y aujtt-Qnctgf

xsin -l.os(,-|).ujcos(20,-f)

.-yu ,4j2oosZ(-S,)x

u|oo5 ач

2wt-arct.

,-и ьт2Р,

Из выражения видно, что постоянная составляющая в выходном напряжении вычитателя 8 отсутствует. Этим напряжением непосредственно синхронизируется делитель 7. Исходя из этого выражения, моменты коммутации t, можно определить из равенства

U &o&u4 -U cos24,i.

-arotgf

U &;n24J-U|c/052.4j

Покажем, что моменты t соответствуют моментам равенства мгновенных значений переменных составл Г;ощих квадратов сравниваемых сигналов. Для этого из условия

() u|cos(2wt| -vIP2)

определим tgaiot , выполнив следующие преобразования

и c-os2u)t CXJSlP - U.siniLOt sin2 Р;

1KITIt1

: u|oos2LOt| co52 P,- 2uJt Ц- sin .

пГруппируя соответствующие члены, лучаем

()cos2u t

(U sin2 -U2Sin2M5)5ln2u t|.

Отсюда

ufco&aP,-u cos2i.

bgf2u)t и етйф -и совач;

,uii GOS 2 -U bOs2P, СИ 2...-at4 to- Lj-i.,z.

U sina4,,i

Таким q6pa3OM, в предложенном устройстве соблюдаются условия коммутации - в моменты равенства переменных составляющих квадратов сравниваемых сигналов. Постоянную времени предложенного устройства будет определять постоянная времени фазовращателей.

Введение в предложенное устройство двух сумматоров, двух квадраторов и двух квадратурных фазовращателей позволяет существенно увеличить быстродействие при измерении

разности квадратов амплитуд двух сравниваемых сигналов.

Формула изобретения

Измеритель разности квгщратов амплитуд гармонических сигналов,содержащий первый и второй квадраторы, входы которых соединены с соответствующими шинами входных сигналов и входами коммутации, выход которого через последовательно соединенные усилитель, квадратичный детектор, избирательный усилитель и синхронный детектор соединен со входом индикатора, управляющий вход коммутатора и синхронизирующий вход синхронного детектора подключены через делитель частоты к выходу вычитателя, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены третий и четвертый квадраторы, два фазовращателя и два сумматора, причем выходы первого и второго квадраторов соединены с первыми входами сумматоров, выходы которых соединены с входами вычитателя, входы коммутатора через последовательно соединенные первый или второй фазовращатели и третий или четвертый квад0раторы соединены с вторыми входами сумматоров соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 15. 1. Авторское свидетельство СССР 593160, кл. G 01 тг 19/10,03.03:76..

2. Авторское свидетельство СССР 631831, кл. G 011 19/10,24.03,76 (прототип.