Устройство для автоматического измерения амплитуды переменного сигнала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскни

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Зеявлеио 1711,77 (21) 2454201/18-21 (51) М. Кл.2 с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 01 R 19/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДКб21.317.7 (088. 8) Опубликовано 250180. Бюллетень 14о 3

Дате опубликования описания 2 5.0180 (72) Авторы изобретения В.С.Власон, Н.П.Коновалов, A.K.ÁóêHH И lO. И.ЖУлин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛ Я АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ

АМПЛИТУДЫ ПЕРЕМЕННОГО СИГНА3%

Изобретение относится к радиотех,«ике и может быть испольэонано н устройствах для измерения амплитудных характеристик антенн.

Известно устройство для автоматического измерения амплитуды перемен— ного сигнала, содержащее преобразователь частоты, аттенюатор, ренерсивный счетчик. Кнадратичн и детектор. tO усилитель опорного. сигнала, усилитель частоты модуляции, генератор опорного сигнала, формирователь синхроимпульсон, фазовый детектор, пороговое устройство, формировательразличитель, ключ, индикатор баланса,,15 генератор частоты коммутации 11) .

Известное устройство имеет ограниченный диапазон измерения.

Наиболее совершенным является устройство для автоматического измерения амплитуд переменного сигнала, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель частоты модуляции, фазовый детектор и индикатор нуля, последовательно соединенные генератор опорного сигнала, усилитель опорного сиг-. нала и аттенюатор, ныход которого соединен с одним из входов коммутатора, другич входом связанного через ключ с одним из выходов генератора частоты коммутации, соединенным также другими выходами с одним иэ входов фазового детектора, первым входом формирователя-различителя и первым входом формирователя синхроимпульсон, второй вход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, связанному с первым выходом формиронателя-различителя, а третий вход форми— рователя синхроимпульсов соединен со вторым нходом реверсивного счетчика, связанным со вторым выходом формирователя-раэличителя, один из выходов усилителя частоты модуляции через пороговый блок соединен с одним из входов формирователя-различителя, причем первая группа выходов реверсин— ного счетчика подключена к аттенюатору (2)

Известное устройство имеет ограниченный динамический диапазон изме— рения. Цель изобретения — расширение цинамнческого диапазона.

Для достижения этой цели, устройство для автоматического измерения

)амплитуд переменного сигнала, содер711482 жащее последовательно соединенные преобразователь частоты, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель частоты модуляции, фазовый детектор и индикатор нуля, последовательно соединенные генератор опорного сигнала, усилитель опорного сигнала и аттенюатор, выход которого соединен с одним из входов коммутатора, другим входом связанного через ключ с одним из выходов генератора частоты коммутации, соединенным также другими выходами с одним из входов фазового детектора, первым входом формирователя-различителя и первым входом формирователя синхроимпульсов, второй вход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, связанному; с первым выходом формирователя-различителя, а третий вход формирователя синхроимпульсов соединен со вторым входом реверсивного счетчика, связанным со вторым выходом формирователя-различителя, один из выходов усилителя частоты модуляции через пороговый блок соединен с одним из входов формирова- >5 теля-различителя, причем первая группа выходов реверсивного счетчика подключена к аттенюатору, введены четыре логических элемента И, логический элемент HJIH первый ключ информа- 30 ции, дешифратор, генератор тактовых импульсов, инвертор, счетчик обратного кода, делитель, последовательно соединенные счетчик усреднения, первый и второй ключи информации и инди- 35 катор,. при этом группа входов второго ключа информации подключена также к второй группе выходов реверсивного счетчика и к группе входов первого ключа информации, группа выходов 4О которого соединена с счетчиком обратного кода выход которого через де" шифратор подключен к первому входу первого логического элемента И, вы-. ходом связанного с первым входом второго логнческого элемента И, к второму входу первого логического эле.мента И подсоединен первый вход .третьего логического элемента И и первый выход делителя, вторым выходом связанного: с первым управлякщим вхо- 50 дом счетчика усреднения, третий вход первого логического элемента И соединен с генератором тактовых импульсов, а четвертый вход первого логического: элемента И подключен к выхо- 55 ду ифвертора и входу делителя, вход инвертора соединен с управляющим входом первого ключа информации, выходом формирователя синхроимпуль" сов и первьм входом четвертого логического элемента И, выходом связан-ного с первым входом логического элемента ИЛИ, а вторьвл входом - с первым управляющим входом второго ключа информации и одним из входов второго группы выходов реверсивного счетчика, дополнительный выход которого связан с вторым входом второго логического элемента И, связанного выходом со счетчиком обратного кода и счетчиком усреднения,и вторым входом третьего логического элемента И, выходом подсоединенного ко второму управляющему входу второго ключа информации и ко второму входу логического элемента

ИЛИ, выход которого также как и группа выходов второго ключа информации являются регистрирующими выходами устройства для автоматического измерения амплитуд переменного сигнала.

Изобретение поясняется чертежом, где приведена функциональная схема устройства.

Устройство для автоматического измерения амплитуды переменного сигнала содержит преобразователь частоты-1, коммутатор 2, дешифратор 3, усилитель нромежуточной частоты 4, ключ 5, аттенюатор 6, реверсивный счетчик 7, первый ключ информации 8, счетчик обратного кода 9, счетчик усреднения 1 О, второй ключ информации 11, индикатор 12, квадратичный детектор 13, усилитель опорного сигнала 14, второй и третий логические элементы И 15, 16, усилитель частоты модуляции 17, генератор опорного сигнала 18, первый логический элемент

И 19 инвертор 20, логический элемент HJIH 21, фазовый детектор 22, пороговый блок 23, формировательразличитель 24, формирователь синхроимпульсов 25, делитель 26, четвертый логический элемент И 27 „индикатор нуля 28, генератор частоты коммутации 29, генератор тактовых импульсов 30.

РабОта устройства состоит В следукщем.

Коммутаор 2 переключается с частотой, определяемой генератором частоты коммутации 29. При этом обеспечивается подключение ко входу усилителя промежуточной частоты 4 то измеряемого, то опорного сигнала с аттенюатора 6. При равенст=е амплитуд коммутируемых сигналов на выходе усилителя частоты модуляции 17 сигнал отсутствует. При незначительном изменении измеряемого сигнала относительно опорного на выходе усилителя частоты модуляции 17 появляется сигнал рассогласования,по частоте равной частоте коммутации коммутатора 2, по величине пропорциональной разности коммУтируемых сигналов, При превышении сигналом рассогласования уровня срабатывания порогового блока 23 на выходе последнего появляется сигнал, поступающий на формирователь-различитель 24, определяющий направление рассогласования коммутируемых сигналов. В зависимости от того, какой из коммутируемых сигналов преобладает, 711 482 формирователь-разлячятель 24 вырабатывает сигнал, воздействующий на суммирующий яли вычятающяй входы реверсивного счетчика 7. Состояние счетчика определяет степень вносимого ослабления аттенюатором,б в опорный сигнал. При равенстве коммутируемых сигналов система приходят в устойчивое состояние, Состояние реверсивного счетчика 7 отражает относительную величину измеряемого сигнала в дб.

Высокое быстродействие устройства при уровнях измеряемых сигналов, близких к уровню шумов, обуславливает неустойчивость показаний измеряемых величин, увеличение погрешности измерений, сбои внешних регистрирующих устройств.

Для исключения укаэанных . являеяий я тем самым увеличения динамического диапазона устройства вводятся статистическая обработка результата измере-Щ няя, заключающаяся в усреднении напученных знаний по п-измерениям.

При этом использование статистической обработки результата по и-измерениям во всем диапазоне изменения Я5 входного сигнала нецелесообразно, так как пря больших значениях отно-. шения сигнал-шум это приведет только к Уменьшению быстродействия устройства беэ существенного выигрыша в точ- y() ностных характеристиках.

Целесообразно обеспечить максимальное быстродействие пря больших значениях сигнал-шум с последукщю автоматическим введением статистической обработки результата измерения по и-измерениям при малых значениях отношения сигнал-шум. Значение и может быть велячийой переменной в диапазоне измЕненяя яэмеряемаго сигнала.

4О

До. момента введения статистической обработки информация с реверсивного счетчика 7 через вторые ключи информации 11, открытые по второму управляющему входу потенциалом с

Дополнительного выхода реверсивного счетчика 7, свидетельствующего об отсутствии начала усреднения, подается на схему индикатора 12.и на-внешние регистрирующие устройства.50 йри этом сянхроямпульсы через четвертый логический элемент И 27 и логический элемен= ИЛИ 21 подаются на входы синхронизации внешних регистрирующих устройств. 55

При снижении уровня измеряемого сигнала до значения принятого за маме нт в в еде н ия стати стяческой обработки с выхода реверсивного счетчика 7 появляется импульс, воздейст- () вующий на второй я третий логические ,элементы И 15, И 16. При этом отключается второй ключ информация 11 от второй группы выходов реверсивного, счетчика 7 и прекращается прямое прохождение на выход сянхроямпуль.сов. Одновременно импульс начала усреднения выводится на внешние устройства, управляющие скоростью изменения измеряемого сигнала. По этому импульсу поворотное устройство (яли любое другое) при,снятян амплитудной характеристики антенны (четырехполюсняка) должно уменьшить скорость вращения, с целью исключения динамической погрешности измерения.

По каждому импульсу с формирователя синхроямпульсов 25 первый ключ информации 8 переносит состояние реверсивного счетчика 7 в счетчик обратного кода 5. По окончании действия синхрою пульса на входе первого логического элемента И 19 создаются условия для прохождения импульсов с генератора тактовых импульсов

30. В момент, соответстйука(ий переполнению счетчика обратного кода 9, дешифратор 3 выдает низкий потенциал. При этом прекращается поступление импульсов с генератора тактовых импульсов 30. Количество импульсов одновременно Фиксируется счетчиком усреднения 10 и соответствует состоянию реверсивного счетчика 7.

По следующему синхроимпульсу дешифраTîð 3 обеспечивает на первом входе первого логического элемента И 19 высокий потенциал и разрывает прохождение импульсов с генератора тактовых жнпульсов 30 на счетные входы счетчика обратного кода 9 и счетчик усреднения 10»

Цикл измерений повторяется (и+1) раз и по (п+2)- жу импульсу с делителя 26 на вход второго ключа информации 11 подается импульс переписи, разрешающий перенос информации со счетчика усреднения 10 на внешние регистрярукицяе устройства и индикатор 12. Одновременно (и+2) -ой импульс является сянхрои пульсом для внешних регистрирующих устройств.

Автоматическое введение статистической обработки по п измерениям в области малых значений входного сигнала обеспечивает оптимальное быстродействие устройства„ сохранение точиостных характеристик и аналогично уменьшению уровня шумов в Vn раз.

Иапрнмер, усреднение результата по 10 измерениям обеспечивает увеличение динамического диапазона на 10 дб.

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения амплитуд переменного сигнала, содержащее последовательно соединенные преобразователь частоты, коммутатор, усилитель промежуточной частоты, квадратичный детектор, усилитель частоты модуляции, фазовый

I детектор я индикатор нуля, после71) 4 довательно соединенные генератор опорного сигнала, усилитель опорного сигнала и аттенюатор, выход которого соединен с одним из входов коммутатора, другим входом связанного через ключ с одним из выходов генера- 5 тора частоты коммутации, соединенным также другими выходами с одним иэ входов фазового детектора, первым входом формирователя-различителя и первым входом формирователя синхроим- )p ,пульсов второй вход которого подключен к первому входу реверсивного счетчика, связанному с первым выходом формирователя-раэличителя,а третий вход формирователя синхроимпульсов соединен со вторым входом реверсивного счетчика, связанным со вторым входом формирователя-раэличителя,один из выходов усилителя частоты модуляции через пороговый блок соединен с одним из входов формирователя-различителя, причем первая группа выходов реверсивного счетчика подключена к аттейюатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерения, в него введены четыре логических элемента И, логический элемент ИЛИ, первый ключ информации, дешифратор, rенератор тактовых импульсов, инвертор,счетчик обратного хода, делитель, последова- ЗО тельно соединенные счетчик усреднения, первый и второй ключи информации и индикатор, при этом группа входов второго ключа информации подключена, также к второй группе выходов ре- 35 версивного счетчика и к группе входов первого ключа .информации, группа выходов которого соединена с счетчиком обратного кода, выход которого через дешифратор подключен

:к первому входу первого логического элемента И, выходом связанного с первым входом второго логического элемента И, к второму входу первого

82 8

r логического элемента И подсоединен первый вход третьего логического элемента И и первый выход делителя, вторым выходом связанного с первым управляющим входом счетчика усреднения, третий вход первого логического элемента И соединен с генератором тактовых импульсов, а четвертый вход первого логического элемента И подключен к выходу инверторз и входу д пителя, вход инвертора соединен с управляющим входом перво"о ключа информации, выходом формирователя синхроимпупьсов и первым входом четвертого логического элемента И, выходом связанного с первым входом логического элемента ИЛИ,а вторьм ахо- дом — с первым управляющим входом второго ключа информации и одним из входов второй группы выходов реверсивного счетчика, дополнительный выход которого Связан с вторым входом второго логического элемента И, связанного со счетчиком обратного кода и счетчиком усреднения, и вторым входом третьего логического элемента И, выходом подсоединенного к второму управляющему входу второго ключа информации и второму входу логического элемента ИЛИ, выход которого также как и группа выходов второго ключа информации являются регистрирующими выходами устройства для автоматического измерения амплитуд переменного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,Р602869, кл. G 01 R 19/04, 1978, 2. Авторское свидетельство СС

9558224, кл. G 01 R 19/04, 1976.

711482 ро/азизГиг.

ta регистрирующаа ус ярой ст5а

Составитель В.Ваганов

Редактор Д.Мепуришвили Техред Н. Ковалева Корректор Я.Веселовская

Заказ 9002/32 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственно о комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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