Дифференциальный коммутационный указательС пЕРиОдичЕСКиМ СРАВНЕНиЕМ гАРМОНичЕСКиХСигНАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R19/10 

(54)ДИФФЕРЕНЦИ С ПЕРИОДИ I Изобретение относится к HSMepHtielS ной технике и предназначено для сравнения амплитуд гармонических си1- налов. Известен дифференциальный амплитудный указатель с периодическим преобразованием, предназначенный для .сравнения амплитуд гармонических сигналов, состоящий из последовательно включенных коммутатора.усилителя несущей частоты детектора, усилителя огибающей частоты синхронного выпрямителя и регистратора, а также генератора частоты коммутации, соединенного с управляющими входами коммутатора и синхронного выпрямителя, причем в качестве генератора частоты коммутации используется делитель частоты, синхронизируемый напряжением векторной суммы сравниваемых сигналов L1J. Недостаток такого устройства з4- ключается в низкой точности сравнения несинфазных сигналов. Й КОММУТАЦИОННЫЙ УКАЗАТЕЛЬ М СРАВНЕНИЕМ ГАРМОНИЧЕСКИХ НАЛОВ 2 Наиболее близким к предлагаемому является дифференциальный коммутационгаяй указатель с периодическим сравнением сигналов-, содержащий последовательно соединенные коммутатор, усилитель несущей частоты двухфазный детектор, состоящий из.дифференu aтopa, двух квадраторов и сумматора, а также избирательный усилитель, синхронный выпрямитель и измерительный прибор, управляющий вход синхронного выпрямителя соединен с управляющим входом коммутатора. Алгоритм детектирования в этом ус-тройстве описывается выражением a(t) s av4-s -a), (О где S(i-)-а(t))-детектируем мый амплитудно-фазо-модулированный сигнал; S(t))cos uo-b+Vtt) - сигнал, сопряженный по Гильберту с сигналом JVlj

Наибольшую трудность при реализации алгоритма (1 )тфедставляет. формирование сигнала, сопряженного по Гильберту, В схему указателя для этой цели введен дифференциатор f2

Недостаток такого указателя состоит в том, что при сравнении иесинфазныг сигналов в моменты коммутации на выходе дифференциатора возникает последовательность (Г-импульсов, которая проходит на вход усилителя огибающей частоты коммутации. Спектр этой последовательности содержит гармоническую составляющую частоты коммутации. Эта составляющая квадратурна управляющему сигналу коммутации и подавляется в канале огибающей синхронным выпрямителем. Однако при большой чувствительности указателя составляю щая, обусловленная cf -импульсами, ограничивается в усилителе огибаю-; щей частоты, и это резко снижает точность сравнения. Поэтому дальнейшее повьшение чувствительности указателя требует расширения динамического диапазона усилителя огибающей, что не всегда возможно.

Цель изобретения-повышениё чувствительности и точности сравнения сигналов, имеющих сдвиг Фаз в пределах от О до f&/2.

Указанная цель достигается тем, что дифференциальный коммутационный указатель с периодическим сравнением гармонических сигналов, содержащий последовательно соединенные коммутатор сравниваемых сигналов, усилитель сигнала несущей частоты, первый квадратор, сумматор, усилител огибающей часто1Ъ1 синхронный выпрямитель и измерительный прибор, а также последовательно соединенные дифференциатор и второй квадратор, причем вход дифференциатора подключен к выходу усилителя сигнала несущей частоты, а выход второго квадратора - к другому входу сумматора, снабжен последовательно соедиИенными дополнительным сумматором, кващратзфным фазоврзщателем и делителем частоты, выход которого подключен к управляющим входам коммутатора и синхронного детектора, а входы дополнительного сумматора - к соответствующим входам коммутатора.

На чертеже представлена блок-схем дифференциального указателя.

Указатель содержит последовательно соединенные коммутатор 1, усилитель 2 несущей частоты, первый квадратор 3, сумматор 4, усилитель 5 огибающей частоты, сиихроиный выпрямитель 6, измерительный прибор 7, а также дифферешдиатор 8, вход которого соединеи с выходом усилителя 2 несущей частоты, а выход через второй квадратор 9со вторым входом сумматора 4, дополнительный сумматор 10, входы которого подключены к соответствукяцим входам коммутатора 1, а через квадратурш 1й фазовращатель i - к делителю частоты 12, который, в свою очередь, подключен к управлянщим входам коммутатора 1 и синхронного выпрямителя 6.

Предлагаемое устройство работает следующим образом

Сравниваемые сигналы поочврецчо ч периодически с частотой коммутации подключаются коьтутатором 1 ко входу усилителя 2 несущей частоты. Выходное амплитудно-фазо-модулироваииое напряжение усилителя 2 несущей частоты обрабатывается в соответствии с алгоритмом ХОдвухфазным детектором, состоящим из первого квадратора 3, дифференциатора 8, Btoporo квадратора 9 и сумматора 4. Из спектра продетектированного сигнала с помощью усилителя 5 огибакяцей частоты выделяется напряжение на частоте коммутации, амплитуда которого пропорциональна измеряемой разности квадратов амплитуд сравниваемых сигналов . Это напряжение выпрямляется синхронным выпрямителем б, работающим синхронно с коммутатором 1 и затем измеряется приборе 7.

Напряжение, управляющее коммутатором I и синхронным выпрямителем 6, вырабатьшается триггериьм Делителем частоты 12, который запускается сдвинуть на угол после квадратурного фазовращателя I напряжением векторной суммы сравниваашх сигналов.

f

MI-i.e.

Ua-U-j SiH toyt ), полученным на выходе cyfmaropa iU. Следовательно, начальная фаза сигнала коммутации определяется произведением начальной фазы сдвинутого на /С/2 напряжения векторной суммы входных сигналов на коэффициент передачи делителя частоты flt/Cw,

где fi. VI u3 - соответственно частота коммутации и частота .равнивае 1ых сигналов. Начальная фаза сдвинутого Halt/2 сигнала векторной суммы равна

V-, 1C ., .

.

Тогда начальная фаза частоты тащ1И определяется соотношением тлII.v -2. Л - t т-. 11Гц| Если сравниваются напряжения с равными айплитудаки, т. е. , то I. /Ч 1С Л Л 2 T/W КО1«4утацИЯ происходит в моменты iK.i когда значение кo Ф4yтиpyиицeгo сигнал проходит через нуль. Это условие saim сывается t . ll.). К ft2Ш Мгновенные значения сигнала в момент коммутации Ц(:)U 51И(ооНЬк - ««( ..t,UsiHf tf). tocos -: . - / и«(Ък) U5iH( ) /1 I. jtf ч равШ собой, и на шлхоДе реициатора f - импульсы не воэиикшот и погрешность измере 1й отсутст вует. Использование ква ратурноге фазовращателя при достаточной простоте фор1 01рования сигнала управляюцего

делителя частоты выгодно отличает преЛ

лагаемый дифференциальный указатель oflHaBeCTHoro, так как позволяет

повысить чувствительность и уменьшить погрешность. Повышение точносто и

,чувствительности предлагаемого диф ферегадаального указателя позволяет

расвшрить круг задач, решаемых в измерительной технике с его помощью. 2 Формула изобретения / фференциальный коммутационный указатель с периодическим сравнением гармонических сигналов, содержащий последовательно соединенные коммутатор сравниваемых сигналов, усилитель сигнала несущей частоты, первый квадратор, сумматор, усилитель огибакщей частоты, синхронный выпрямитель и измеритепь{г 1й прибор, а также последоватепьио соединенные дифференциатор и второй квадратор,: причем вход дифференциатора подключен к выходу усилителя сигнала несущей частоты, а выход второго квадратора - к другому входу сумматора, о т ли ч аюци йс я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности сравнения сигналов, имеющих сдвиг фаз в пределах от О до 1С/2,снабжен последовательно соединенными дополни те льдам суьматорсм, квадратур а 1 фазоврш|ател ш и делителем частоты, выход которого .подключен к управляющим входам к мч мутатора и синхронного детектора,а входы дополнительного сумматора к соответствующим входам ксммутатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 59М60, кл. во R 19/10, 1976. 2.Авторское свидетельство СССР 434322, кл. в 01 а 19/10, 1972.

7 Г

7Г

/ /