Устройство для измерения характеристик амплитудно- модулированных сигналов

 

г

ОПИСАНИЕ(ezoei4

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено13.06.72 (21) 1796771/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано25.08.78.Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 2т. о8.тв.

2 (51) M. Кл.

G 01 R 29/02

5 01 R 25/00

Гасударственный комитет

Совета Министрав СССР па делам нэабретений и аткрытнй (53) У ЛK 62 1. 31 7. .37 3 (088. 8) N Я. Минц, В. Н. Чинков, А. A. Горлач, М. B. Папаика, О. Г. Гриб, С. А. Кравченко и Г. E. Максимов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

АМПЛИТУДНО-МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и касается контроля динамических характеристик систем автоматического регулирования с амплитудной модуляцией и их отдельных узлов.

Известны устройства для раздельного из5 мерения глубины модуляции и фазовых сдвигов (1) .

Устройство для измерения глубины модуляции, основанные на демодуляции модулированного сигнала, имеют ограниченные нижние пределы по частоте и глубине мо- ia дуляции, невысокую точность, сложны в реализации и отличаются трудностью автоматизации процесса измерений. Применение анализаторов спектра ограничено их малой разрешающей способностью в области низких частот модулирующего сигнала. Для одновременного определения амплитудночастотных и фазо-частотных характеристик использование осциллографических методов не позволяет получить высокую точность измерений.

Е1ель изобретения — расширение пределов имерения по глубине модуляции и частоте модулирующего сигнала и несущей,повышение точности, упрощение схемной реализации, автоматизация процесса измерений, а также возможность одновременного определения глубины модуляции и фазовых сдвигов амплитудно-модулированного сигнала.

Для этого предлагаемое устройство снабжено дискретным делителем напряжения, вычитающим счетчиком, ограничителями напряжения, умножителем частоты, задатчиком моментов измерения с входящим в него нульорганом, электронным ключом и счетчиком импульсов, при этом входы первого ограничителя подключены соответственно к вычитающему счетчику через дискретный делитель напряжения и через усилитель и второй ограничитель — к входному устройству, а выходы усилителя и первого ограничителя подключены соответственно через первый и второй усилители-формирователи и первый и второй электронные ключи к первому и второму суммирующим счетчикам, причем выход первого счетчика соединен с входом вычитающего счетчика и с установочными входами второго счетчика, выход которого соединен с одним из входов блока переноса, включенного между вычитающим счетчиком и сумматором параллельного действия и связанного через третий электронный ключ с выходом второго усилителя-формирователя, и

620914

S ! о

3 с управляющими входами первого, второго и четвертого электронных ключей, причем один из входов последнего подключен через схему конъюнкции к вычитающему счетчику; вход умножителя частоты подключен к,выходу первого усилителя.-формирователя, а выход через пятый электронный ключ, управляющие входы которого соединены с выходами моментов измерения, — к вычитающему счетчику, при этом счетчик импульсов соединен через электронный ключ с нуль-органом и генератором импульсов.

В измерителе реализован способ, основанный на определении максимального и мини мального значений амплитудно-модулированного сигнала н заключающийся в том, что формируют калиброванное напряжение, сравнивают его с амплитудными значениями напряжения несушей, ограничивая последнее на уровне калиброванного напряжения, подсчитывают за период модулирующего сигнала количество превышений амплитудных значений несущей над калиброванным напряжением и изменяют калиброванное напряжение до уровня, при котором количество превышений становится максимальным, тогда по уровням калиброванного напряжения, соответствующим максимальному количеству превышений и первому превышению, судят о глубине модуляции.

На фиг. 1 приведена функциональная схема измерителя; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Измеритель содержит входное устройство 1, ограничители 2 и 3, усилитель 4, дискретный делитель напряжения 5, вычитаю щие счетчики 6 и 7, усилители-формирователи 8 и 9, электронные ключи 10 — 14, суммирующие счетчики 15 и 16, блок переноса

l7, сумматор параллельного действия 18, генератор импульсов 19, делительное устройство 20, схему конъюнкции 21, задатчик моментов измерения 22 и умножитель частоты 23.

Кроме того, в состав делительного устройства 20 входят импульсно-потенциальные вентили 24 и суммирующий счетчик 25, а в состав задатчика моментов измерения 22— нул орган 26, электронный ключ 27 и счетчик.импульсов 28. 45 Амплитудно-модулированный си гнал U (t ) через входное устройство 1 поступает на один вход ограничителя 2. На другой вход ограничителя 2 подается образцовое напряжение 1!».. При этом на выходе ограничителя 2 выделяется .разностный сигнал.

AU, = К U(t) — V..., где К вЂ” коэффициент преобразования входного устройства 1.

Сигнал AU, усиливается в К раз с помощью усилителя 4 до величины AUq ——

= K>AU i и подается на один вход органичителя 3 и на усилитель-формирователь 8..

На другой вход ограничителя 3 поступает калиброванное переменное напряжение Ц»;

4 с дискретного делителя напряжения, управляемого вы итающим счетчиком 6 (см. фиг. 2 б), Г!ри AU Ц„на выходе ограничителя 3 формируется сигнал AUq =

= Л13 — 9,;, поступающий. на вход усилителя-формирователя. С выходов усилителей-формирователей 8 и 9 (см. фиг. 2 в, r, д, е) импульсы определенной длительности и амплитуды подаются иа импульсные вхо ° ды ключей 10, 11 и 12. В исходном состоянии ключи 10 — 13 закрыты и не пропускают входных импульсов, в счетчике 6 записан код, соответствующий максимальному уровню калибровочного напряжения Uz„„,, который выбирается из усилителя 1,1 „„. ) U,, где

U > — максимальное значение амплитудномодулированного сигнала. По сигналу пуска ключи 10, ll и 12 открываются и усилитель-формирователь 8 подключается к счетчику 15, а усилитель-формирователь 9 через ключ 11 — к счетчику 16 и через ключ 12— к блоку переноса 17. Так как UqÄ,„,) U, на выходе усилителя-формирователя 9 импульсы отсутствуют. При поступлении на вход счетчика 15 с усилителя 8 (см. фиг. 2 в) числа импульсов и, что соответствует времени измерений, равного периоду модулирующего сигнала Т„, на его выходе появляется. импульс переполнения, который поступает на установочные входы счетчика 16, подтверждая его исходное состояние, и на вход счетчика 6 для уменьшения уровня калибровочного напряжения. Так продолжается до появления первого импульса на выходе ограничителя 3 и усилителя-формирователя 8 (см. фиг. 2 г). Этот импульс, соответствующий максимальному значению напряжения

U(t), поступает через ключ 12 на блок 17 для переноса кода N r калиброванного напряжения 0 6 в сумматор 18. Этим же импульсом ключ 12 закрывается по управляющему входч.

По окончании периода Т„c выхода счетчика 15 поступает импульс на сброс счетчика 16 в исходное состояние и на счетчик 6 для установки следующего уровня калибровоч но го на пря жени я.

В дальнейшем работа схемы повторяет ся с тем отличием, что импульсы с усилителя-формирователя 9 поступают только на счетчик 16, поскольку ключ ll открыт, а

-ключ 12 закрыт. Число импульсов, поступающих за время Т „на счетчик 16, нарастает по мере уменьшения»Ь . На фиг. 2 д показана временная диаграмма выходных импуль сов усилителя-формирователя 9 для произвольного уровня Чм . Уменьшение 1Л происисходит до нижнего уровня Uz„(c M. фиг. 2 б), при котором с выхода усилителя-формирователя 9 через ключ 11 на счетчик 6 за время Т поступит и импульсо-. (см. фиг. 2 е), при этом в счетчике 6 бу:ет записан код N„„„, соответствующий U>..

620914

Глубина модуляции определяется выражением и = — —, где Ui и U ч --v.

v. + 7 максимальное и минимальное значения амплитудно-модулированного сигнала

+ggUQy g UkH + А4

l — — И том ранее изложенного

1=

Ь ма«с — Я(ми» ,у„.„„т„„», л У, 1о где N< — код, соответствующин Uxo ° пр" веденному к входу ограничителя 3.

Таким образом, для вычисления глубины модуляции необходимо вычислить Ьй и N q.

Для этого импульсом переполнения счетчика 16, поступаю щи м на блок 17„коды счетчика 6 N .» и сумм,".тора IS N. взаимно переносятся, а затем в сумматор 18 вводится число 2Np. В результате в счетчике 6 и сумматоре 18 будут записаны числа A N и N соответственно. Импульсом переполнения счетчика 16 закрываются электронные ключи 10, 11 и открывается ключ 13, через который импульсы с генератора импульсов 19 поступают на счетчик 6 и на делительное устройство 20 для вычисления глубины модуляции ». После установления счетчика 6 в нулевое состояние на выходе схемы конъюнкции 21 формируется сигнал, закрывающий ключ 13, фиксируя тем самым в делительном устройстве 20 число ЫМ.

Схема делительного устройства состоит 30 из группы импульсно-потенциальных вентилей 24 и счетчика 25. Если потенциальными входами вентилей 24 управлять поразрядно кодом числа N от сумматора 18, то при поступлении на вход счетчика 25 числа

35 импульсов AN в нем будет записано число N„, пропорциональное р, а в сумматоре 18 — код й„амплитуды несущей U.

Фазовый сдвиг р между модулирующим сигналом и амплитудно-модулированным сигналом U (t) (см. фиг, 2 а) измеряется по 4в переходам этих сигналов через максимальные значения. Моменту перехода сигнала

U(t) через максимальное значение 13 i соответствует выходной импульс ключа 12 (см. фиг. 2 г) Моменты перехода Ц„(() через 4 максимумы определяются задатчиком моментов измерения 22 (см, фиг. 2 u). Импульсы с ключа 12 и задатчика 22 подаются. на управляющие входы ключа 14, причем первый из импульсов открывает ключ 14, а второй закрывает. 3а время открытого состояния Ы ключа 14 с выхода усилителя-формирователя 8 через умножитель частоты 23 на вычитающий счетчик 7 поступает количество импульсов N ð (см. фиг. 2 к), определяемое выражением $5

N =,. „ (36O — р) =-. + (36O - — р). где К, — коэффициент умножения умножителя частоты 23:

1 К)

И =- - -у- --- величина, обратная дис крл ности отсчета фазового сдвига dy (8@ = ;) !

Таким образом количество импульсов Ny, поступившее на счетчик 7. пропорционально дополнению фазового сдвига до 360 .

Для получения фазового сдвига у в счетчик 7 записывается число 3q 360 . Тогда по окончании процесса измерений показания счетчика 7, соответствуют q = ду — Я д где

Ply = 3q ° 360 — N р, т.е. показания счетчика 7 пропорциональны фазовому сдвигу независимо от частоты модулирующего сиг. нала.

I формула изобретения

Устройство для измерения характеристик амплитудно-модулированных сигналов, содержащее входное устройство, усилитель, усилители-формирователи, суммирующие счет чик и электронные ключи, схему конъюнкции, делительное устройство, с входящим в него импульсным потенциальным вентилем и суммирующим счетчиком, генератор импульсов с электронным ключом между ними, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов измерения по частоте и глубине модуляции, повышения точности,. упрощения схемной реализации и одновременного определения глубины модуляции и фазовых сдвигов амплитудно-модулированного сигнала,. оно снабжено дискретным делителем напряжения, вычитающим счетчиком, ограничителями напряжения умножителем.частоты, задатчиком моментов измерения с входящим в него нуль-органом, электронным ключом и счетчиком импульсов, прн этом входы первого ограничителя подключены соответственно к вычитающему счетчику через дискретный делитель напряжения и через усилитель и второй ограничитель к входи му устройству, а выходы усилителя и первого ограничителя подключены соответственно через первый и второй усилители-формирователи и первый и второй электронные ключи к первому и второму суммирующим счетчикам, причем выход первого счетчика соединен со входом вычитающего счетчика и с установочными входами второго счетчика, выход которого соединен с одним из входов блока переноса, включенного между вычитающим счетчиком и сумматором параллельного действия и связанного через третий электронный ключ с выходом второго усилителя-формирователя и с управляюгцими входами первого, второго и четвертого электронных ключей, причем один из входов последнего подключен через схему конъюнкции к вычитаюпгему счетчику, вход умножителя частоты подключен к выходу первого усилителя-формирователя, а выход через пятый электронный ключ, управляющие входы которого соединены с выходами третьего элек1ронного клктча и счетчиком импульсов, задазчика чо620914

Риг. 1

I ментов измерения, — к вычитаюшему счетчику, при этом счетчик импульсов соединен через электронный ключ с нуль-органом и генератором импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Мю 278778, кл. G 01 R 29/02, 1970. з) 1/ ж)

I/ и) с нj 1- ьЙяйййй

Уи4.2

Гоставнтель Л. Устинона

Редактор Т. 14нанона Текред О. Луговин Корректор А. 13лясенко

3 якая 4649/42 Тираж 1112 Подписное

IlIIIII4IlI4 I осударственного комитет а Гояета Министров <.СгР но делам нэобрегений ll J крыл ий! I 3().é. Москва. Ж-:35, Рауннкяя ияо,,l,. 4/5

Филиал 1 llll «Пят иг». г. Ужгород, ул. 111ин ктнян. 1