Преобразователь значения коэффициента модуляции амплитудно- модулированного сигнала

 

Изобретение может быть использовано для измерения глубины модуляции амплитудно-модулированных (AM) сигналов. Цель изобретения - упрощение преобразователя и повьшение помехоустойчивости . Преобразователь содержит синхронный демодулятор 2 AM сигналов, формирователь 3 уп равляющих напряжения, выпрямитель 4 огибающей AM сигналов, компараторы 5 и 6, ключи 8, 9, 13-16, формирователь 10 команд, индикаторный блок 11, задатчик 12 режима измерения и интеграторы 17 и 18. В преобразователь введены компаратор 7, инверторы 19 и 20, элемент И 21 и образованы новые функциональные связи. Поэтому коэффициент передачи компаратора 6 по второму входу определяетзону нечувствительности преобразователя по преобразуемому им коэффициенту модуляции , независимую от уровня несущей входного сигнала. 2 ил. i 1(Л СА9 М

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1379750 A1 (51) 4 G R 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4046373/24-21 (22) 04.04.86 (46) 07.03.88. Бюл. Я 9 (72) Г.Е. Максимов и А.Л. Круглов (53) 621.317.757(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1095106, кл. G 01 R 29/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР

В 1337830, кл. С 01 R 29/06, 1984. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЗНАЧЕНИЯ . КОЭФфИЦИЕ НТА МОДУЛЯЦИИ АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННОГО СИГНАЛА (57) Изобретение может быть использовано для измерения глубины модуляции амплитудно-модулированных (AM) сигналов. Цель изобретения — упрощение преобразователя и повьппение помехоустойчивости. Преобразователь содержит синхронный демодулятор 2 AN сигналов, формирователь 3 управляющих напряжения, выпрямитель 4 огибающей AM сигналов, компараторы 5 и 6, ключи 8, 9, 13-16, формирователь 10 команд, индикаторный блок 11, задатчик 12 режима измерения и интеграторы 17 и 18. В преобразователь введены компаратор 7, инверторы 19 и 20, элемент И 21 и образованы новые функциональные связи. Поэтому коэффициент передачи компаратора 6 по второму входу определяет зону нечувствительности преобразователя по преобразуемому им коэффициенту модуляции, независимую от уровня несущей входного сигнала. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения глубины модуляции амплитудно модулированных (АМ) сигналов, Цель изобретения — упрощение устройства и повышение помехоустойчивости.

На фиг. 1 приведена функциональная схема преобразователя; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Преобразователь содержит усилитель 1 входного сигнала, синхронный демодулятор 2 AM-сигнала, формирователь 3 управляющего напряжения, выпрямитель 4 огибающей AM-сигнала, первый, второй и третий компараторы

5-7, пятый и четвертый ключи. 8 и 9, формирователь 10 команд, индикаторный блок 11,задатчик 12 режима измерения, первый, второй, шестой и третий ключи 13-16, первый и второй интеграторы 17 и 18, первый и второй инверторы 19 и 20 и элемент

И 21.

Задатчик 12 режима измерения содержит первый и второй делители 22 и 23 частоты, первый и второй дешифраторы 24 и 25, усилитель-ограничитель 26, формирователь 27 кода периода дискретизации и формирователь

28 кода времени измерения. Синхронный демодулятор 2 содержит ключи 29 и 30, интеграторы 31 и 32, дифференциальный усилитель 33 и запоминающее устройство 34.

Усилитель 1 входом соединен с источником входного АМ-сигнала, а выходом — с первым (сигнальным) входом синхронного демодулятора 2 и через формирователь 3 управляющего напряжения с его вторым (управляющим) входом и первым входом задатчика 12 режима измерения. Первый выход синхронного демодулятора 2 подключен к второму входу задатчика 12 режима измерения и через выпрямитель 4 огибающей и нормально разомкнутый ключ

13 — к первому входу интегратора 17, а второй выход синхронного демодулятора 2 — через нормально разомкнутый ключ 14 к первому входу интегратора 18. Выход интегратора 17 соединен с первым входом компаратора

6, через нормально замкнутый ключ

8 — с первым входом компаратора 7 и через нормально замкнутый ключ

1г

16 — со своим вторым входом, а выход интегратора 18 — с вторыми входами компараторов 5 и 6, через нормально замкнутый ключ 9 — со своим вторым входом и через нормально разомкнутый ключ 15 — с третьим входом интегратора 17, Управляющие входы ключей 13 и 14 подключены к второму выходу задатчика 12 режима измерения и через первый инвертор

19 к первому входу элемента И 21, вторым входом через второй инвертор

20 соединенного с выходом компаратора 7. Управляющие входы ключей 9 и 16 подключены к выходу элемента

И 21, управляющий вход ключа 15 — к выходу инвертора 19.

Выход компаратора 7, вторым входом подключенного к общей шине, соединен с входом индикаторного блока

11. Управляющий вход ключа 8 подключен к выходу формирователя 10 команд, первым и вторым входом соединенного с выходами компараторов 5 и 6 соответственно, а третьим входом — с выходом инвертора 19, Первый вход задатчика 12 режима измерения через делитель 22 частоты и дешифратор 24 соединен с его первым выходом, при этом второй вход дешифратора 24 подключен к выходу формирователя 23 кода периода дискретизации. Второй вход задатчика 12 режима измерения через усилительограничитель 26, делитель 23 частоты и дешифратор 25 соединен с вторым его выходом, при этом второй вход дешифратора 25 подключен к выходу формирователя 28 кода времени измерения. Первый (сигнальный) вход синхронного демодулятора 2 через нормально разомкнутый ключ 29 соединен с первым входом интегратора 31, выходом подключенного к входу интегратора 32, к первому входу дифференциального усилителя 33 и к первому выходу синхронного демодулятора

2. Выход интегратора 32 соединен с вторым входом дифференциального усилителя 33 и вторым выходом демодулятора 2.

Выход дифференциального усилителя 33 через нормально разомкнутый ключ 30 и запоминающее устройство 34 подключен к второму входу интегратора 31, при этом управляющие входы ключей 29 и 30 соединены с вторым и третьяки (управляющим)входами демо1379750

V (t) = V(1+m sin 5? t) sin u t, (1) ех где V — амплитуда немодулированного несущего напряжения;

tu — угловая частота несущей, го= 2ilf;

Я вЂ” угловая частота огибающей, .Й= 2 F;

m — коэффициент модуляции.

Напряжение К,V 6„(t) поступает на сигнальный вход демодулятора 2 и вход формирователя 3, К, — коэффиI циент передачи усилителя 1. На выходе формирователя 3 образуются пря- 4 моугольные импульсы частоты м с фронтами, соответствующими моментам перехода через ноль напряжения несущей частоты (фиг. 2.2), поступающие на второй (управляющий) вход демоду- 45 лятора 2 и на вход делителя 22 частоты задатчика 12. В результате поразрядного сравнения выходного сигна-. ла делителя 22 частоты с кодом формирователя 27 на выходе дешифратора

24 образуются прямоугольные импульсы (фиг. 2.3) с периодом г

Т

9 f (2) 30

55 где К г — коэффициент деления, задаваемый формирователем.

Прямоугольные импульсы частоты u) с выхода формирователя 3 поступают дулятора 2. Синхронный демодулятор

2 AN-сигнала представляет собой интерполирующий фильтр, реализующий восстановление непрерывной функции (огибающей AN-сигнала) по ее дискретным отсчетам. В отличие от аналоговых фильтров нижних частот интерполирующие фильтры, реализующие восстановление непрерывной функции по ее дискретным отсчетам, обеспечивают высокую точность и быстродействие при сравнительно низких порядках передаточной функции. При выборе частоты дискретизации,в 6 раз превышающей верхнюю относительную частоту огибающей, уровень высокочастотного шума дискретизации не превышает 1Х. При этом переходные процессы заканчиваются через два пе- 2р риода дискретизации.

Преобразователь работает следующим образом.

На вход усилителя 1 поступает

AN-сигнал вида (фиг.2.1) 25

V>(t) = К,К,(mV sin Я t + Ч), (3) где К вЂ” коэффициент передачи тракь та: вход ключа 29 — выход интегратора 32.

Одновременно с низкочастотной фильтрацией на выходе интегратора

31 образуется первая производная сигнала (3), т.е. (фиг. 2.5) V>(t) = К,К К mVcos A t, (4) где К вЂ” коэффициент передачи трак4 та: вход ключа 29 — выход интегратора 31.

Напряжение (4) детектируется выпрямителем 4 (фиг.2.6) и,через усилитель-ограничитель 26 и делитель 23 частоты поступает на первый вход дешифратора 25. В результате поразрядного сравнения выходного сигнала делителя 23 частоты с кодом формирователя 28 на выходе дешифратора

25 формируются прямоугольные импульсы, длительность которых кратна периоду огибающей АИ-сигнала (фиг.2.7):

° „= nT, (5) где n=1,2,3,...;

Т = — — период огибающей.

В момент t. (фиг. 2. 8), соответствующий положительному фронту импульса на выходе дешифратора 25 (фиг. 2.7), размыкаются ключи 9 и

16 выходным напряжением элемента И

21 (фиг. 2.1) и одновременно эамына управляющий вход ключа 29 демодулятора 2, открывая его в интервалы времени, соответствующие, например, положительным полуволнам входного

AM-сигнала. Низкочастотная фильтрация сигнала, образующегося на выходе ключа 29, и выделение иэ него огибающей частоты Я заключаются в его двукратном интегрировании интеграторами 31 и 32 на каждом периоде дискретизации Т и напряжения обратной связи, поступающего с выхода дифференциального усилителя 33 через ключ 30 и запоминающее устройс1во 34 на второй вход интегратора 31.

B результате на выходе интегратора .32 образуется напряжение, содержащее огибающую входного AN-сигнала и постоянную составляющую, пропорциональную уровню несущей (фиг. 2.4) (t) dt+ „ KKKmVK

10 (6) и

1 к

Ь вЂ” к, <к)ак - — — к к к < >

"Э где - постоянная времени интегратора 17 по первому входу;

ы - постоянная времени интегратора 17 по входу, соединенному с выходом ключа 13;

К ф — коэффициент формы огибающей.

После размыкания ключа 13 в момент t, (фиг.2 ° 8) интегратор переходит н режим хранения напряжения компаратора 7. Напряжения (6) и (7) поступают на перные входы компараторов 6 и 5, где происходит сравнение их значений с К,И, и И,„ соответственно, определяющими минимально допустимые значения напряжений огибающей и несущей 5 (К вЂ” коэффициент пе30 редачи компаратора 6 по второму входу) °

При Ис КИ иИ И„вмо мент t, (фиг. 2. A) выходное напряжение с третьего выхода эадатчика 35

12 режима измерения через формирователь 10 команд открывает ключ 8, и выходное напряжение интегратора

17 переводит компаратор 7 в единичное состояние (фиг. 2.9). При 40 этом одновременно происходит размыкание ключа 14 и замыкание ключа

15, подключающего выходное напряжение (7) интегратора 18 к второму входу интегратора 17, Напряжение 45 (7) имеет противоположную полярность по отношению к напряжению (t)1 и выходное напряжение инте3 гратора 17 начнет линейно уменьшаться по модулю. В момент tq выходное 50 напряжение .интегратора 17 станет равным нулю:

5 13797 каются ключи 13 и 14. В результате на выходах интеграторов 17 и 18 к моменту t, раэмыкания ключей 13 и 14 (фиг. 2.8) образуются средневыпрямленное V,ö и среднее V напряжения, 5 соответственно: п1 а

Отсюда

t(m) = t, — t, = (,/",)К К,m (9)

В момент t выходное напряжение компаратора 7 принимает нулевое (фиг. 2.9), а выходное напряжение элемента И 21 — единичное (фиг. 2.10) значение, что обеспечивает открывание ключей 9 и 16, переводящих интеграторы 18 и 17 в исходное состояние.

Таким образом, на индикаторный блок

11 поступают импульсы (фиг. 2.9) длительность которых t(m) пропорциональна коэффициенту модуляции входного AM-сигнала.

Далее цикл работы повторяется.

Коэффициент передачи компаратора 6 по второму входу определяет .зону нечувствительности преобразователя по преобразуемому устройством коэффициенту модуляции, независимую от уровня несущей входного сигнала.

Формула и з о б р е т е н и я

Преобразователь значения коэффициента модуляции амплитудно-модулиронанного сигнала, содержащий усилитель входного сигнала, выходом соединенный с первым входом синхронного демодулятора и через формирователь управляющего напряжения — с вторым входом синхронного демодулятора и с первым входом задатчика режима измерения, первым выходом подключенного к третьему входу синхронного модулятора, первым выходом соединенного с вторым входом задатчика режима измерения и входом выпрямителя огибающей, выход выпрямителя огибающей и второй выход синхронного демодулятора подключены соответственно к первым входам первого и второго ключей, вторыми входами соединенных с вторым входом задатчика режима измерения, ныходы первого и второго ключей подключень! соответственно к первым входам первого и второго интегратороВ, Вьжод первого интегратора соединен с пер Ык сВ где И„и И,р ми (6) и (7) v„(t., — t,) — — — 0 (8) 55

I определяются выражениясоответственно. ным входом первого компаратора и через третий ключ с вторым входом первого интегратора, а выход второго интегратора — с первым входом второго компаратора и через четвертый ключ с вторым входом второго

1379750

?.5

Составитель И. Михалев

Техред М.Дидык Корректор С. Шекмар

Редактор В. Данко

Заказ 978/48 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 интегратора, выходы первого и второго компараторов подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента И, выходом соединенного с первым входом пятого ключа, второй вход второго компаратора соединен с источником опорного напряжения, шестой ключ и индикаторный блок, отличающийся 10 тем, что, с целью упрощения и повьипения помехоустойчивости, в него введены третий компаратор, первый и второй инверторы, второй элемент И, при этом вход первого инвертора подключен к второму выходу задатчика режима измерения, его выход — к третьему входу первого элемента И и к первым входам шестого ключа и второго элемента И, вторым входом соединенного с выходом второго инвертора, выход второго элемента И подключен к вторым входам третьего и четвертого ключей, выход пятого ключа — к первому входу третьего компаратора, вторым входом соединенного с общей шиной, выход шестого ключа — к третьему входу первого интегратора, выход третьего компаратора — к входам второго инвертора и индикаторного блока, вторые входы пятого и шестого ключей подключены соответственно к выходам первого и второго интеграторов, второй вход первого компаратора — к выходу второго интегратора.