Устройство для сравнения амплитуд гармонических сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R19/10 

I

Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно к устройствам для сравнения амплитуд гармонических сигналов со случайными фазами.

Известен дифференциальный амплитудный указатель с периодй15еским преобразсвателем, предназначенный для сравнения амплитуд гармонических сигналов, содержащий послеДо- вательно соединенные коммутатор, усилитель сигнала несущей частоты, квадратор, сумматор, избирательный усилитель огибающей частоты коммутации и измерительный прибор, поспедовательно соединенные дифференциа- . тор и второй квадратор, причем вход дифференциатора подключен к выходу усилителя сигнала несущей частоты, а выход второго квадратора - ко второму входу сумматора, а также генератор коммутационного напряжения, выход которого подключен к управляю-

щим входам коммутатора и синхронного выпрямителя tl.

Недостаток taKoro устройства при сравнении несинфазных сигналов в не высокой точности и чувствительности, которые ограничиваются возникающей на выхода дифференциатора последовательно сЛ-импульсов, обусловленной скачками напряжения на выходе коммутатора.

to

Наиболее близким к изобретений является устройство для сравнения амплитуд гармонических сигналов, содержащее.последовательно соединенные коммутатор, усилитель сигнала

fS несущей частоты, первый квадратор, первый сумматор, усилитель сигнала огибающей частоты, синхронный выпрямитель и измерительный прибор, последовательно соединенные дифгоференциатор и второй квадратор, причем вход дифференциатора подключен к выходу усилителя сигнала несущей частоты, а выход второго квадратора - к другому входу первого сумматора, а также последовательно соединенные второй сумматор, входы которого подключены к соответствующим входам коммутатора, квадратурный фазовращатель и делитель частоты В.ЫХОД которого подключен к управляющим входам коммутатора, и синхронного выпрямителя 2.

Недостаток устройства состоит в том, что при сравнении противофазных (или близких к.противофазным) сигналов равных амплитуд сигнал на выходе второго сумматора отсутствует, или становится меньшим порога управления делителя частоты. В результате этого делитель частоты не синхронизируется и не выдает управляющего напряжения на коммутатор и синхронный выпрямитель. В этом случае устройство в целом не работает. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в, устройство для сравнения амплитуд гармонических сигналов, содержащее последовательно соединенные коммутатор, два сигнальных входа которого являются входами устройства, усилитель несущей, первый квадратор, первый сумматор, усилитель огибающей, синхронный выпрямитель и измерительный прибор, последовательно соединенные дифференциатор и второй квадратор, подключенные между выходом усилителя несущей и другим входом первого сумматора, квадратурный фазовращатель, второй сумматор и триггерный делитель частоты, подключенный своим выходом к управляющим входам коммутатора и синхронного выпрямителя, дополнительно введены квадратурный фазовращатель и два перемножителя, причем первый сигнальный вход коммутатора соединен с первым входом одного перемножителя и через квадратурный фазовращатель - со вторым входом второго перемножителя, второй сигнальный вход коммутатора соединен с первым входом второго перемножителя и через дополнительный квадратурный фазовращатель - со вторым входом первого перемножителя, а выходы обоих перемножителей подключены ко второму сумматору, соединенному со входом триггерного делителя частоты.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит последовательно сое/синенные коммутатор 1 , усилитель 2 несущей,, первый квадратор 3, первый сумматор 4, усилитель 5 огибающей, синхронный выпрямитель 6, измерительный прибор 7, последовательно соединенные дифференциатор 8 и второй квадратор 9, причем вход дифференциатора 8.подключен к выходу усилителя несущей 2, а выход второго квадратора 9 к другому входу первого сумматора 4, а также квадратурный фазовращатель-10, второй сумкатор 11, триггерный делитель 12 частоты, выход которого подключен к управляющим входам коммутатора и синхронного выпрямителя 6, дополнительный квадратурный фазовращатель 13 и два перемножителя k и 15.

Устройство работает следующим образом.

Сравниваемые сигналь поочередно и периодически с частотой коммутации подключаются коммутатором 1 но входу усилителя 2 несущей. Выходное амплитудно-фазо-модулированное напряжение усилителя 2 детектируется двухфазным детектором, состоящим из первого квадратора 3 дифференциатора 8, второго квадратора 9 и сумматора k. Из спектра продетектированного сигнала с помощью усилителя 5 огибающей выделяется напряжение огибающей суммарного сигнала, амплитуда которого пропорциональна измеряемой разности квадратов амплитуд сравниваемых сигналов . Это напряжение выпрямляется синхронным выпрямителем 6, работающим синхронно с коммутатором 1, и подается на измерительный прибор 7Одновременно сравниваемые сигналы поступают: один (сигнал U) - на первый вход перемножителя - непосредственно, а на второй вход перемножителя 15 через квадратурный фазовращатель 10; а другой сигнал fl на первый вход перемножителя 15 непосредственно, а на второй вход перемножителя 1 - через дополнительный квадратурный фазовращатель 13. Выходн.ые сигналы перемножителей 1 и 15 суммируются сумматором 11.

Таким.образом, на выходе перемножителя k формируется произведение

,-U -lf-sin(iut + ,) cosiwt i), а на выходе перемножителя 15V .,L -u--cos(vut+t i) sin(u)), 5 где .cos(ujt+i i), U(-U С05(). На выходе сумматора 11 возникае синхронизирующий сигнал (wt+i)-c05(u) Svn(ujt )- C05(,-i ( к Sin + ) ) 4 4).5, ) V амплитуда которого не зависит от на чальных фаз Ч, и Ч( сравниваемых сигналов. Следовательно, измерения обеспечиваются во всем диапазоне разности фаз сравниваемых сигналов от О до, . В предлагаемом устройстве в ре зультате перемножения управляющий сигнал триггерного делителя частоты в два раза превышает частоту сравниваемых сигналов и, в отличие от известного устройства, его коэффициент передачи должен быть в 2 раза меньше. Формула изобретения Устройство для сравнения амплиту гармонических сигналов, содержащее последовательно соединенные коммутатор, два сигнальных входа которог являются входами устройства, усиЛитель несущей, первый квадратор, первый сумматор, усилитель огибающей, синхронный выпрямитель и измерительный прибор, последовательно соединенные дифференциатор и второй квадратор, подключенные между выходом усилителя несущей, и другим входом первого сумматора, квадратурный фазовращатель, второй сумматор и триггерный делитель частоты, подключенный своим выходом к управляющим входам коммутатора и синхронного выпрямителя,отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, дополнительно введены квадратурный фазовращатель и два перемножителя, причем первый сигнальный вход коммутатора соединен с первым входом одного перемножителя и через квадратурный фазовращатель -с вторым входом второго перемножителя, второй сигналь1ный вход коммутатора соединен с первым входом второго перемножителя и через дополнительный квадрат рный фазовращатель - с вторым входом первого перемножителя, а выходы обоих перемножителей подключены к второму сумматору, соединенному с входом триггерного делителя частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 R 19/10,05.06.72. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2577138/18-21, кл. G 01 R 19/10, 02.02.78.

0

W

t

ist

/5

/«

/2

//

v f