Устройство для определения квадрата амплитуды сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1531010 2 01 К 19 ЕН автоматизироия и радиоэД.П,Елиэ тельство СССР К 19/02, 1986,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ П(НТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТ(71) Томский инститванных систем управлектроники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КВАДРАТА АМПЛИТУДЫ СИГНАЛА57) Изобретение относится к устройствам для определения квадрата амплитуды сигнала, Целью изобретенияявляется повышение точности определения квадрата при наличии прмЕх,Для этого в устройство введены управляемый аттенюатор 2, элемент 15задержки и сумматор 4. Гармонический сигнал с помехой с зажима 3 через аттенюаторы 1 и 2 поступает навходы сумматора 4, с выхода которого он поступает на входы перемножителей 5 и 6, а далее через интеграторы 7 и 11, квадраторы 8 и 10 навходы сумматора 9. Генератор 12 сигнала выдает копию входного сигнала,который, пройдя через фазовращатель14, поступает на вход перемножителя 5, на входе которого присутствует косинусоида, а на входе перемножителя 6 - синусоида. Изменяя с помощью формирователя 13 импульсов,содержащего преобразователь 17 иформирователь 18, коэффициенты передачи аттенюаторов 1 и 2, а также управляя работой интеграторов 7 и 11в строгом соответствии с периодомсигнала на зажиме 16, получают квадрат амплитуды сигнала, отфильтрованный от помех. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть нспользонано н радиотехнике при измерении амплитуды гармонических сигналов на фоне с нестационарным средним значением и является усовершенствованием изобретения по авт. вс. Р 1370582.Цель изобретения - повышение точности определения квадрата амплитуды гармонического сигнала при увеличении степени нелинейности изменяю 10 35 щегося напряжения помехи.На чертеже представлена структурная схема устройства.15Устройство для определения квадрата амплитуды сигналов содержит аттенюаторы 1 и 2, входы которых объединены и соединены с входным зажимом 3, выходы аттенюаторов 1 и 2 20 соединены с соответствующими входами сумматоров 4, выход которого соединен с первыми входами перемножителей 5 и 6, выход перемножителя 5 через интегратор 1 и квадратор 8 со единен с первым входом сумматора 9, второй вход которого через кнадратор 10 и интегратор 11 соединен с выходом перемножителя 6, выход генератора 12 сигнала соединен с входом ,формирователя 13 импульсов, вторым входом перемножителя 6 сигналов и через фазовращатель 14 с вторым входом перемножителя 5, первый выход Формирователя 13 импульсов соединен с упранляющим входом управляемого аттенюатора 1 и через элемент 15 задержки с управляющим входом управ-, ляемого аттенюатора 2, второй выход формирователя 13 импульсов соединен с установочными входами интеграторов 7 и 11, выход сумматора 9 соединен с выходным зажимом 16. Формирователь 13 импульсов может быть выполнен н виде последовательно соединенных пре образонателя 17 формы сигналов и собственно формирователя 18.импульсон, выполненного по схеме распределителя импульсов.Устройство работает следующим об 50 разом.Генератор 12 сигнала формирует гармоническое колебание с частотой которое поступает на вход пере- множителя 6 непосредственно, а на вход перемножителя 5 - через фазоо нращатель 14, повернутое на 90 . В результате, на входы перемножителей 5 и 6 поступают косинусоидальное и синусопдальное напряжения соответственно, с частотой(периодом Т). Одновременно сигнал с выхода генератора 12 сигнала через преобразователь 17 формы сигнала поступает на формирователь 18 импульсов. В результате напряжение на первом выходе формирователя 18 импульсов, соответствующее уровню логической "1" на интервале времени (0,5 Т-Т) поступает на управляющий вход управляемого аттенюатора 1. Коэффициент передачи управляемого аттенюатора 1 равен единице при управляющем напряжении, равном уровню логической "1" на интервале времени (0,5 Т-Т) и коэффициент передачи аттенюатора 1 равен 0,5 при управляющемнапряжении, равном уровню логического "0" на интервалах времени (0-0,5 Т) и (ТТ). С второго выхода формирователя 18 импульсов управляющее напряжение поступает на установочные входы интеграторов 7 и 11, уровнем логической "1" устанавливая интеграторы 7 и 11 н нулевое состояние в моменты времени= О, подготавливая устройство к очередному циклу измерений.Кроме того, сигнал с первого выхода формирователя 18 импульсов через. элемент 15 задержки поступает на управляющий вход управляемого аттенюатора 2 в виде последовательности импульсов, аналогичных по форме сигналу, поступающему на управляющий вход аттенюатора 1, но сдвинутых по времени на величину, равную времени задержки элемента 15 задержки, выбираемую равной половине периода исследуемого колебания.Таким образом, напряжение на выходе элемента 15 задержки, соответснующее уровню логической "1" на интервале времени (Т 1, 5 Т) поступает на управляющий вход аттенюатора 2. Коэффициент передачи управляемого аттенюатора равен 0,5 при управляющем напряжении, равном уровню логического"0" на интервале времени (О-Т) и (1,5 ТТ), при управляющем напряжении, равном уровню логической "1", коэффициент передачи равен 1 на интервале времени (Т,5 Т). На входной зажим 3 устройства, а следовательно, и на сигнальные входы аттенюаторов 1 и 2 поступает входное напряжение(2) 5 1 5 13 (с)=Усовя)с-Ч)+1 с +с,е+с с, (1) где )с 1 (с г - параметры помехи;Б - амплитуда сигнала;Ч - фазовый сдвиг.В соответствии с алгоритмом функционирования аттенюатора 1 входной сигнал с весом 0,5 на интервале времени (0-0,5 Т) и (ТТ) и с весом 1 на интервале времени (0,5 Т-Т) поступает на один иэ входов сумматора 4. На второй вход сумматора 4 в соответствии с алгоритмом Функционирования аттенюатора 2 поступает входной сигнал с весом 0,5 на интервалах времени (О-Т) и (1,5 ТТ) и с весом 1 на интервале (Т,5 Т). Напряжение с выхода сумматора 4, равное сумме входных напряжений сумматора 4, поступает на входы перемножителей 5 и 6. С выхода перемножителей 5 и 6 напряжения, пропорциональные произведению напряжений на их входах с учетом коэффициенттов аттенюаторов 1 и 2, поступают на интеграторы 7 и 11.Таким образом, на выходе интегратора 7 к концу интервала интегрирования, равного 2 Т, напряжение дос"тигает величиныо,пт св О (2 Т)-ц (С) в 1 п(,)еде+ 21 5Т Е)( ТО ют+ 1 Ор сов(я)д. (4)Подставляя в выражение (4) значение 13 в(С) иэ (1), после преобразований имеют гт10 П(2 Т) -Я Псоя(яс-я)с,+Кся0 5О 5 Т1яК С ) сояиядяя - -1 о соя(мо-О)я+ 1 с 11 с) +0,5 совЧс г ) =13 совс 1. (5)Напряжения (3) и (5) поступаютна входы квадраторов 8 и 1 О соответственно, на выходах которых напряжения принимают значенияЦ(2 Т) Б, (2 Т) = 332 вдп Ч; (6)13 то (2 Т) = 13(2 Т) =Б сов сф . (7)Напряжения (6) и (7) с выходовквадраторов 8 и 10 поступают на входы сумматора 9, напряжение на выходе которого равно сумме сигналов, поступающих на его входы13 з(2 Т)=01(2 Т)+Ц (2 Т) 13 з 1 п М ++ Ц сов ( = 13 (8)Таким образом, на выходе предлагаемого устройства Формируется несмещенная оценка квадрата амплитудыисследуемого гармонического колебания. 35 формула изобретения0,5 т1 с (2 Т)= -"-Ц(с)сояисас +0 5о Подставляя в выражение (2) значеР д определения квадрата амплитуды сигнала по авт. св.ние с) рС ) иэ (1), после преобразований имеют 401370582, о т л и ч а ю щ е е с яи тем, что, с целью повьппения точности Б (2 Т)сс , Усовя)с-Ч)+Е +1 сопределения квадрата амплитуды гармонических сигналов при увеличении(я)й Т(3Ч) К 2 Сстепени нелинейности изменяющеТгося напряжения помехи, между выхо+к С вдпмМ=О 5 цв 1 пЧ+1 с ыс Т(с+ дом управляемого аттенюатора и перЭ 1выми входами перемножителей введенвторой сумматор, второй вход которого соединен с выходом второго управляемого аттенюатора, сигнальный входНа выходе интегратора 11 к моментУ 50которого соединен с входом пево( времени 2 Т напряжение достигает велиуправляемого аттенюатора, э.поме)(т чинызадержки, включенный между управляющими входами первого и второго управляемых аттенюаторов.