Устройство для измерения глубины модуляции амплитудно- модулированных сигналов

 

О Il И С "А"Й"И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1) 608109 (6е) Дополнительное. к аит. саид-ву (5>) М <л

G. 01 R 29/06 (22) Заявлено 03.10.74(21)2069274/21 е присоединением ваяаки № (23) Приоритет (433 Опубликовано 25.05.7%5вллетФнь № 19

Государственный емнтет

Сейвта Мнннетреа СССР не делам нзееретеннй н етнрытнй (53) УДК 621.317. .3 53 (088.8) (45) Дата онубликоваиия описания (6. 05. (8

С. С. Мошицкий, А. Г, Апдрутценко, А. А. Горлач, Н. Ф,; A. Q. Дубовых и Б. В. Остроумов (72) Авторм изобретении (713 Заявиталь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ МОДУЛЯЦИИ

АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к раднонзмерительной технике и может быть использовано в радиотехнических системах различного назначения и системах автоматнческого. регулирования с амнлнтудной модуляцией, Наиболее высокие технические характеристики имеет измеритель характеристик амплитудно-модулированных сигналов, в котором реализован способ определения максимального и минимального значений амплитудно-модулиро.ванного сигнала (1).

Этот измеритель содержит входное устройство, ограничители, усилитель, дискретный де-. литель напряжения, вычн гающие счетчики,.усилители-формирователи, электронные ключи, суммирующие счетчики, блок переноса, сумматор параллельного действия, генератор импуль- И сов, делительное устройство, схему конъюнкции.

Однако он характеризуется большим syeменем измерения (единицы-.десятки секунд), .так как каждое переключение дискретного делителя напряжения с одного уровня калиброванного напряжения на следующий (меньший) уровень происходит через время, равное периоду модулнрующего сигнала Тм.

Цмью изобретения является увеличение быстродействия.

3Ъ

Достигается это тем, что в устройство для измерения глубины модуляции, содержащее последовательно соединенные входное устройствс первый ограничитель, усилитель и второй ограничнтель, а также последовательно соединенные вычнтающий счетчик и дискретный делитель напряжения, подключенный к второму входу второго ограничителя, к выходу которого подключен первый усилитель-формирователь, электронные ключи, причем два управляющих входа одного ключа подсоединены к двум управляющим входам другого, последовательно соединенные генератор импульсов н электронный ключ, а также другие вычитающне счетчики, усилитель-формирователь, блок переноса, и нтпульсно-потенциал ьные вентнлн, электронный ключ, введены схема логического анализа, реверсивный счетчик, делитель частоты и счетчик с цифровой индикацией, причем первый вход схемы логического анализа соединен с первыми управляющими входами первого и второго электронных ключей н с выходом первого усилителя-формировател я, входное устройство через второй усилитель-формирователь подключено к второму входу схемы логического анализа, выход которой через третий электронный ключ соединен с входами второго электронного ключа и первого вычнтающего счетчика, вторые

608109

25 зю

55 бО управляющие входы первого и второго электронных ключей соединены с первым управляющим входом. четвертого электронного ключа, с управляющими входами третьего электронного ключа, блока переноса, реверсивного счетчика и через второй вычитающий счетчик с.выходом первого электронного ключа, выход второго электронного ключа подключен к второму входу реверсивного счетчика и через третий вычитающий счетчик и импульсно-потенциальные вентили к установочному входу четвертого вычитающего счетчика, выход которого подключен к входу, счетчика с цифровой индикацией и через блок переноса — к.управляющему входу импульсно-потенциальных вентилей, второй вход четвертого вычитающего счетчика подключен к выходу четвертого электронного,ключа и через делитель частоты к третьему входу реверсивного счетчика, четвертый управляющий вход которого соединен c...третьим управляющим входОм третьего электронного ключа, а выход реверсивного счетчика подключен к второму управляющему входу четвертого электронного ключа.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 — диаграмма работы известного устройства.

Устройство для измерения глубины модуляции амплитудно-модулированных сигналов содержит входное устройство 1, усилитель 2, усилители-формирователи 3 и 4, вычитающие счетчики 5 — 8, ограничители:9 и 10, дискретный делитель напряжения 11, электронные ключи

12 — 15, блок переноса 16, импульсно-потенциальные вентили 17, генератор импульсов 18, схему логического анализа !9, реверсивный счетчик 20, делитель частоты 21 и счетчик 22 с цифровой индикацией. .Входное устройство 1 служит для изменения масштаба входного сигнала и обеспечения требуемого входного сопротивления прибора. Выход входного устройства 1 подключен к усилителю-формирователю 3 и к ограничителю 9, а выход последнего через усилитель 2 — к ограничителю 10.

Ограничители 9 и 10 ограничивают сигнал снизу, причеМ ограничитель 9 имеет постоянный уровень ограничения U (см. фиг. 2а), а ограничитель 10 — переменный уровень ограничения U»;, задаваемый дискретным делителителем напряжения 11 (см. фиг. 26).

При помощи ограничителя 9 выделяется верхняя часть модулируемого сигнала, в которую входит огибающая. После ограничения сигнал усиливается усилителем 2 и подается на вход ограничителя 10.

Усилитель-формирователь 3 формирует последовательность импульсов, следующих с частотой несущей (см. фиг. 2а, в), а усилительформирователь 4 формирует импульсы в моменты превышения сигнала на выходе усилителя 2 над уровнем ограничения U„; (см. фиг. 2б, r, д, е), т. е. при U )U»;, где U — амплитуда модулируемого сигнала.

При U (14; импульсы на выходе усилителяформирователя 4 отсутствуют.

Выход усилителя-формирователя 3 соединен с одним из входов схемы логического анализа 19. Выход усилителя-формирователя 4 соединен с другим входом схемы логического анализа 19, с управляющим входом электронного ключа 14 и через электронный ключ 12 — с входом вычитающего счетчика 5.

Выход схемы логического анализа 19 соединен через электронный ключ 13 и вычитающий счетчик 8 с дискретным делителем напряжения 11, а через электронные ключи 13 и 14— с входами вычитающего 7 и реверсивного 20 счетчиков.

Схема логического анализа 19, выдает импульсы при наличии импульсов на выходе уси- . лителя-формирователя 3 и отсутствии импульсов на выходе усилителя-формирователя 4.

Формирование выходных импульсов схемой логического анализа 19 происходит по заднему фронту выходных импульсов усилителя-формирователя 3.

Импульс на выходе схемы логического анализа 19 отсутствует, если в течение времени, определяемого длительностью выходного импульса усилителя-формирователя 3, появится импульс на выходе усилителя-формирователя 4, Как видно из диаграммы, приведенной на фиг. 3, каждое переключение дискретного делителя напряжения 11 с одйого уровня на другой (меньший) уровень происходит за один период модулирующего сигнала, Таким образом весь процесс измерения длится в течение времени, определяемого выражением

2Ь Цт

t,,= Т„, 1ед., дес. сек), где ҄— период модулирующего сигнала;

AU» — шаг квантования дискретного делителя напряжения;

AU — максимальное изменение амплитуды модулирующего сигнала, относительно амплитуды модулируемого сигнала при отсутствии модуляции.

При введении схемы логического анализа 19 переключение дискретного делителя напряжения с одного уровня на следующий (меньший) уровень происходит по выходному импульсу схемы логического анализа 19.

Таким образом, переключение дискретною делителя напряжения 11 (уменьшение переменного уровня ограничения) происходит с частотой модулируемого сигнала (Тн) с момента

Б» (Uw до момента Ы» )Ы,; за каждый период модулирующего сигнала (Тм) (см. фиг. 3).

Выход вычитающего счетчика 5 соединен с управляющими входами электронных ключей

12 — 15, блока переноса 16 и реверсивного счетчика 20. На.вторые управляющие входы электронного ключа 13 и реверсивного счетчика 20 подается импульс пуска.

Через электронный ключ 15 генератор импульсов 18 соединен с входом вычнтающего счетчика 6 и через делитель частоты 21 — с входом реверсивного ечетчика 20. Выход ре608109

15

5 верснвного счетчика 20 соединен с вторым управляющим входом электронного ключа 15.

Выход вычитающего счетчика 6 соединен с входом счетчика 22 с цифровой индикацией н через блок переноса 16 с группой импульснопотенциальных вентилей 17. Выходы вычитающего счетчика 7 связаны поразрядно через группу импульсно-потенциальных вентилей 17 с установочными входами вычитающего счетчика 6.

Амплитудно-модулированный сигнал U(t) через входное устройство 1 поступает на один вход ограничителя 9 н на вход усилителя-фор мирователя 3. На другой вход ограничителя 9 подается постоянное образцовое напряжение U

Тогда на выходе ограничителя 9 выделяется разностный сигнал

AU1 — — к,щ() - U= где к1 — коэффициент преобразования входного устройства l.

Сигнал AU усиливается усилителем 2 до определенной постоянной величины Л() =

= к AU > н подается на вход ограничителя 10.

На другой вход ограничителя IO поступает калиброванное напряжение U c дискретного делителя напряжения 11, управляемого вычнтающнм счетчиком 8.

Прн Л1) .Ж„; на выходе ограничителя 10 появляется импульс, который поступает на вход усилителя-формирователя 4 (см, фиг. 26, r, д, е).

С выхода усилителя-формирователя 3 на вход схемы логического анализа 19 поступают импульсы с частотой модулнруемого сигнала (см. фнг. 2в).

В исходном состоянии электронные ключи

12 — 15 закрыты и не пропускают входных импульсов. В вычнтающем счетчике 5 записано число импульсов N = g- (— частота несущей, a. — частота огибающей}, соответствующее времени измерения, равному периоду модулирующего сигнала (Тм), в вычнтающем счетчике 7 записано число импульсов К, соответствующее удвоенному максимальному значению амплитудно-модулированного сигнала

2AU>, а в вычнтающем счетчике 8 зайнсан код, соответствующий максимальному уровню калиброванного напряжения U», который выбирается нз условия U>., >Л U> (см, фнг, 2б).

По.сигналу пуска электронный ключ 13 открывается, а реверснвный счетчик 20 устанавливается в режим работы на сложение. Импульсы с выхода схемы логического. анализа 19 через открытый электронный ключ 13. поступают на вход вычитающего счетчика 8, управляющего дискретным делителем напряжения 11.

Напряжение на выходе дискретного делителя напряжения l I начинает уменьшаться до появления первого импульса на выходе ограничителя 10, а следовательно н усилнтаняформирователя 4 (см. фиг. 2б, г). Этот момент соответствует коду, записанному в вычитающем счетчике ? и равному удвоенному максимальному значенню амплитудно-модулнрованного сигнала 2AU (см. фиг. 26).

Импульс с выхода усилителя-формирователя 4 открывает ключи 12, 14 и поступает на вход вычнтающего счетчика 5 и на входы схемы логического анализа 19 (на выходе схемы логического анализа импульс отсутствует).

Прн отсутствии импульса с выхода усилителя-формирователя 4 на выходе схемы логического анализа 19 появится импульс, который поступает через электронный ключ 13 на вход вычйтающего счетчика 8 для установки следующего (меньшего) уровня калиброванного напряжения н через электронный ключ 14 на входы вычнтающего счетчика 7 н реверсивного счетчика 20, В дальнейшем работа схемы повторяется, прн этом число импульсов, поступающих на, вход счетчика 5 (за период модулнрующего сигнала Т„). нарастает по мере уменыиення калиброванного напряжения U„;.

Уменьшение калиброванного напряжения U»i происходит до нижнего уровня 11„„„, прн котором с выхода усилителя-формирователя 4 через электронный ключ 12 в вычитающнй счетчик 5, за время Т поступит число нмпульсов N = ®- (фнг. 2б, е).

В этот момент в вычнтающем счетчике 7 будет записано число импульсов М, соответствующее 2AU>-2AU„, а в реверсивном счетчике 20 будет записано число импульсов, соответствующее 2Л 11.

Известно, что глубина модуляции прн синусондальном сигнале определяется выражением

hU

fH = =, 4 где U0 — а14Плнтуда модулнруемого сигнала нрн отсутствии модуляции.

Учитывая, что Uo —— AU - AU, получаем

ЬУ» 26 U»í

Ъи=а3 Т ж ."

Следовательно, в реверсивном счетчике 20 н в вычитающем счетчике 7 записаны все необходимые данные для вычисления коэффнцнен- .

40 та глубины модуляции.

Выходной импульс вычнтающего счетчика 5 закрывает электронные ключи 12, 13, 14, устанавливает реверсивный счетчик 20 в режим работы на вычитание, поступает на вход блока

45 переноса 16, для переноса кода, записанного в вычнтающем счетчике 7, в вычнтающий счет- чик 6 н открывает электронный ключ 15.

Через открытый электронный ключ 15 импульсы с генератора импульсов 18 поступают на вычитающнй счетчик 6 н через делитель частоты 21 на ренерснвный счетчик 20, После списывания числа 2AU -2ЛЦ;, с вычнтающего счетчика.б, в.счетчнке с цифровой индикацией 22 записывается единица н происходит очередной перенос кода, записанного в вычи55 .тающем счетчике 7 в вычнтающнй счетчик 6.

Так будет продолжаться до тех пор, пока в реверсивном счетчике 20 не будет списано число 2AM,„

Импульсом перенолненкя реверсивного сче1чнка 20 закрывается электронный ключ 15 и

60 процесс измерения заканчивается.

6ОИВ<

Формула изобретения

В счетчике с цифровой индикацией 22 будет записано число, соответствующее действию — -- - — кх= тп, «э

260, — 2hU ° где кл — коэффициент деления делителя частоты.

Устройство для .измерения глубины модуляции амплитудно-модулированных сигналов, содержащее последовательно соединенные входное. устрЬйство, первый ограничитель, усилитель и второй ограничитель, а также последовательно соединенные вычитающий счетчик и дискретный делитель напряжения, подключен.ный к второму входу второго ограничителя, к выходу которого подключен первый усилительформирователь, электронные ключи, причем два управляющих входа одного ключа подсоединены ic,двум управляющим входам другого, последовательно соединенные генератор импуль" сов и электронный ключ, а также другие вычитвющие счетчики, усилитель-формирователь, блок переноса, импульсно-потенциальные вентили, электронный ключ, отличающееся .,тем, что, с целью увеличения быстродействия, s него введены схема логического анализа, реверсивиый счетчик, делитель частоты и счетчик с цифровой индикацией, причем первый вход схемы логического анализа соединен с первыми управляющими входами первого и второго электронных ключей и с выходом первого усн8 литсля-формирователя, входное устройство через второй усилитель-формирователь подключено к второму входу схемы логического анализа, выход которой через третий электронный ключ соединен с входами второго электронного ключа и первого вычитающего счетчика, вторые управляющие входы первого и второго электронных ключей соединены с первым управляющим входом четвертого электронного ключа,с управляющими входами третьего электронного щ ключа, блока переноса, реверсивного счетчика и через второй вычнтающий счетчик с выходом первого электронного ключа, выход второго электронного ключа подключен к второму входу реверсивного счетчика и через третий вычитающий счетчик и импульсно-потенциальные

И вентили к установочному входу четвертого вычитающего счетчика, выход которого подключен .к входу счетчика с цифровой индикацией и через блок переноса к управляющему входу импульсно-потенциальных вентилей, второй вход четвертого вычитающего счетчика подключен к выходу четвертого электронного ключа и через делитель частоты к третьему входу реверсивного счетчика, четвертый управляющий вход которого соединен. с третьим управляющим входом третьего электронного ключа, а

3S выход реверсивного счетчика подключен к второму управляющему входу четвертого электронного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Заявка ¹ l796773, кл. С О! Й 29/02, З !3,06.72, по которой принято положительное решение.

Редактор Е. Гончар

Заказ 2795I30

Составитель В. Дубнов

Техред О. Луговая Корректор И. Гокснч

Тираж l t2 Подписное

flHHHflH Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений н от к рыл нй

l f3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент». г. Ужгород, ул. Проектная, 4