Способ измерения уровня электрического сигнала

(54) СПОСО ТРИЧЕСКОГО (57) Изобр ческим изм для ис поль ИЗМЕРЕН СИГНАЛА РОВНЯ ЭЛЕК к электризначенотение относит рениям и пред ования при ис едовани ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения(56) 1. Авторское свидетельство СВ 757995, кл. С 01 К 19/04, 1978.2. Шляндин В,М. Цифровые изметельные устройства. М.: Высшая шла, 1981, с.69,сигналов с аддитивными помехами, Целью изобретения является повышениеточности измерений, Достигается оназа счет того, что предложенный способ обеспечивает исключение влиянияна результат измерения помех произвольного вида, что предопределяесокую точность измерения уровнятрического сигнала, Устройство, реализующее последовательность выполняемых согласно способу операций, содержит первичный преобразователь 1физической величины в напряжение,ключ 2, масштабный усилитель 3, блок4 сравнения, цифроаналоговые преобразователи 5 и 6 с двумя выходными напряжениями, регистры 7 и 8, блоки9 и 10 совпадения, ключ 1, сдвиговый регистр 12, генератор 13 тактовых импульсов, триггер 14, блок 15управления и блок 16 памяти, 1 ил,Изобретение относится к электрическим иэмерениям и предназначенодля использования при исследованиисигналов с аддитивными помехами.Известен способ измерения уровняэлектрического сигнала, заключающийся в выделении сигнала гутем усреднения с аддитивной помехой на инерционном звене Я .Однако способ не обеспечивает исключения наводимой помехи произвольного вида. Исключение же помехи, обусловленной электрическими параметрамиизмерительных цепей, предопределяетнеобходимость применения тенэоусилителей, характеризующихся значительнойконструктивной сложностью.Наиболее близким к изобретению является способ измерения уровня электрического сигнала, предусматривающий выделение и вычитание помехи изсмеси сигнала с помехой, а также регистрацию полученной разности 21,Недостаток известного способа -низкая точность измерения, поскольку при широком классе возможных помех выделение их сопряжено с существенными погрешностями.Цель изобретения - повышение точности измерения,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу измерения уровня электрического сигнала, основанному на вычитании помехи иэ смеси сигнала с помехой и регистрации полученной разности, формируют два нормированных напряжения, исходное значениекаждого из которых выбирают равнымполовине диапазона измерения:, уровень помехи определяют при нулевомуровне сигнала путем изменения первого нормированного напряжения домомента его сравнения с уровнем помехи, а разность регистрируют путемизменения второго нормированного напряжения до момента его сравнения с алгебраической суммой сигнала, помехи ивыставленного значения первого нормированного напряжения, причем указанные операции повторяют с частотой,определяемой спектром сигнала.На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.Устройство содержит первичный преобразователь 1 Физической величиныв напряжение, ключ 2, масштабный усилитель 3, блок 4 сравнения, цифроана5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 По сигналу "Работа" с блока 15управления с помощью генератора 13тактовых импульсов напряжение, соотлоговые преобразователи 5 и 6 с выходными напряжениями П и Н , регистры 7 и 8, блоки 9 и 10 совпадения, ключ 11, сдвиговый регистр 12,генератор 13 тактовых импульсов,триггер 14, блок 15 управления и блок16 памяти,Выход преобразователя 1 физическойвеличины в напряжение соединен с одним иэ входов ключа 2, другой входкоторого подключен к выходу триггера14, а выход - к входу масштабногоусилителя 3. Выход масштабного усили%теля 3 соединен с первым входом блока 4 сравнения, второй и третий входыкоторого подключены к выходам цифроаналоговых преобразователей 5 и 6.Входы цифроаналоговых преобразователей 5 в Ь соединены с выходами регистров 7 и 8, входы которых подключеВны к выходам блоков 9 и 10 совпадения, Входы блоков 9 и 10 совпадениясоединены с выходами ключа 11 и сдвигового регистра 12, Входы ключа 11подключены к выходам блока 4 сравнения и триггера 14 а один из входовсдвигового регистра 12 - к выходугенератора 13 тактовых импупьсов, Выходы блока 15 управления соединены с,входами триггера 14, генератора 13тактовых импульсов и другим входомсдвигового регистра 12, Вход блока16 памяти подключен к соответствующему выходу регистра 8,Устройство работает следующим об-разом.Перед началом измерения по сигналу "Подготовка" с блока 15 управления производят установку в нуль младших разрядов в регистрах 7 и 8, введение единицы в их старшие разрядыи подключение на нулевой уровень спомощью триггера 14 через ключ 2 входа усилителя 3, При этом на входыцифроаналоговых преобразователей 5и 6 с регистров 7 и 8 подается напряжение, соответствующее коду старших (знаковых) разрядов этих регистров, а на вход блока 4 сравнения напряжение Б , равное сумме всех помех измерительного канала (дрейф нуля масштабного усилителя 3, наводки и т.п.). Выход блока 4 сравнениячерез ключ 11 подключается к входублока 9 совпадения.1262394 ветствующее логичеСкой единице сдвигового регистра 12, последовательно проходит все разряды, при этомпроисходит набор и запоминание соответствующего разряда в регистре 7только в том случае, если на блоке9 совпадения присутствует напряг,ениеП с выхода блока 4 сравнения, С выхода регистра 7 код соответствующего напряжения подается на вход цифроаналогового преобразователя 5, с выхода которого напряжение П + ьПподводится к входу блока 4 сравнениядо тех пор, пока напряжение Ц 4 на еговыходе не станет равным нулю, т.е. 15 4 х, П 4(Пб П Я Способ измерения уровня электрического сигнала, основанный на вычитании помехи из смеси сигнала с помехойи регистрации полученной разности,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности измерения,формируют два нормированных напряжения, исходное значение каждого из которых выбирают равным половине диапазона измерения, уровень помехи определяют при нулевом уровне сигнала путем изменения первого нормированногонапряжения до момента его сравненияс уровнем помехи, а разность регистрируют путем изменения второго нормированного напряжения до момента егосравнения с алгебраической суммойсигнала, помехи и выставленного значения первого нормированного напряжения, причем укаэанные операцииповторяют с частотой, определяемойспектром сигнала,ВНИИПИ Заказ 5422/42 Тираж 728 Подписное Произв.-полигр. пр-тиег. Ужгород, ул. Проектная, 4 П 4 Ух + (+ Ьц Ьб) - О,(1)При выполнении условия (1) набор цифрового кода на регистре 7 прекращается и на выходе цифроаналогового преобразователя 5 запоминается напряжение, равное алгебраической сумме У + ЬП. Напряжение, соответствующее последнему разряду сдвигового регистра 12, подается на вход25 триггера 14, а напряжение с выхода последнего поступает на ключ 2, который производит подключение напряжения первичного преобразователя 1 к входу усилителя 3. Одновременно З 0 напряжение с выхода триггера 14 подается на ключ 11, благодаря чему выход блока 4 сравнения переключается на вход блока 10 совпадения.При этом на вход блока 4 сравнения 35 поступает сигнал с аддитивной помехой П = Б + П и равенство (1) нарушается. Напряжение с выходаблока 4 сравнения и напряжение соответствующего разряда сдвигового 40 регистра 12 подаются на соответствующие входы блока 10 совпадения. Регистр 8 производит набор и запоминание сооответствующего разряда толь- ко в том случае, если на блоке 10 45 совпадения присутствует напряжение П 4 с выхода блока 4 сравнения. С выхода регистра 8 код соответствующего напряжения подается на вход цифроаналогового преобразователя 6, с выхода 50 которого напряжение П + ЬБ подво" дится к входу блока 4 сравнения до тех пор, пока напряжение о 4 на его .выходе не станет равным нулю, т.еПри выполнении условий (2) набор цифрового кода на регистре 8 прекращается и с его выхода цифровой код напряжения, соответствующего напряжению полезного сигнала, поступает в блок 16 памяти, Напряжение, соотзетствующее последнему разряду сдвигового регистра 12, подается на вход триггера 14, который через ключ 2 производит подключение входа усилителяна нулевой уровень через ключ 11 - установку младших разрядов регистров 7 и 8 в нуль, а также введение единицы в их старшие разряды. За тем процесс измерения повторяется с частотой, определяемой частотой генератора тактовых импульсов, которая, в свою очередь, определяется спектральным составом сигнала. Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает исключение влияния на результаты измерения помех произвольного вида, что предопределяетвысокую точность измерения уровняэлектрического сигнала,Ф о р м у л а и э,о б р е т е н и я