Измерительный логарифмический демодулятор

и 995262 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКРМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеслублик(22) Заявлено 2 бОЬ 81 (21) 3294107/18-09 рцм,кл,з Н 03 О 1/02 С, 01 й 19/00 с присоединением заявки Йо -Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(71) Заявитель ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ЛОГАРИФМИЧЕСКИИ ДЕМОДУЛЯТОР я ч Изобретение относится к,радиотехнике и радиоизмерительной технике и может быть использовано в измерительных приемниках и анализаторахспектра.Известен демодулятор, в котором к входу основного канала, .содержащего последовательно соединенные амплитудный детектор, фильтр нижних частот, усилитель, синхронный детек тор, управляющий вход которого соединен с первым выходом генератора коммутирующих напряжений, и управляемый делитель напряжений, переключателем поочередно подключаются входной сигнал от источника входного сигнала и выходное напряжение опорного канала. Достоинством демодулятора является независимость функции преобразования от параметров амплитудного детектора, поскольку последний находится в основном канале преобразования (.1 3.Однако в указанном демодуляторе выходное, напряжение опорного канала является регулируемым, что снижает точность измерения.Наиболее близким к предлагаемому - вляется измерительный логарифмиеский демодулятор, содержащий источник входного сигнала, последовательно. соединенные генератор прямо-,угольных импульсов, модулятор, второй вхрд которого подключен к источнику входного сигнала, колебательный контур, усилитель, амплитудныйдетектор, поро овый элемент и формирователь выходных импульсов, второйвход которого подключен к второмувыходу генератора прямоугольных импульсов (23.Однако известный измерительныйлогарифмический демодулятор обеспечивает точность измерения толькопри измерении синусоидальных сигналов с частотой, равной резонанснойчастоте колебательного контура. Вслучае же измерения амплитуды модулированных но амплитуде и частотепериодических. сигналов погрешностьизмерения. возрастает от 0,03-0,1 дБдо величин, сравнимых и дажехудших, чем позволяют достичь псевдологарифмические усилители(0,3-1 дБЦель изобретения - повьааение точности измеренияДля достижения указанной цели;в измерительный логарифмическийдемодулятор, содержащий источник 0 входного сигнала, последовательносоединенные генератор прямоугольных 1 импульсов, модулятор и колебательный контур и последовательно соединенные усилитель, амплитудный детектор, пороговый элемент и формирователь выходных импульсов, между выходом колебательного контура и входом усилителя введен переключатель, второй вход которого соединен с источником входного сигнала, а также введены последовательно соединенные генератор коммутирующего напряжения, второй и третий выходы которого соединены соответственно с управляющими входами модулятора и переключателя, аналоговый запоминающий элемент и компаратор, выход которого соединен с вторым входом формирователя выходных импульсов, при этом вторые входы аналогового запоминающего элемента и компаратора объединены и подключены к выходу ампли тудного детектора.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого измерительного логарифмического демодулятора.измерительный логарифмический 25 демодулятор содержит колебательный контур 1, переключатель 2, усилитель 3, амплитудный детектор 4, пороговый элемент 5, модулятор б, генератор 7 коммутирующего напряжения, анало- ЗО говый запоминающий элемент 8, компаратор 9, формирователь 10 выходных импульсов, генератор 11 прямоугольных импульсов, источник 12 входного сигнала. 35 Измерительный логарифмический демодулятор работает следующим образом.В исходном состоянии входной сигнал через переключатель 2 поступает 40 на вход усилителя 3. Усилитель 3 должен работать в режиме без ограничения по выходу во всем диапазоне изменения входных сигналов. С выхода амплитудного детектора 4 напряжение поступает на вход аналогового 45 запоминающего элемента 8, где фиксируется и запоминается его максимальное значение, соответствующее максимальной амплитуде Чмс,кс измеряемого сигнала. В качестве аналогового запоминающего элемента 8 может быть применен, в частности, пиковый детектор. В этот же отрезок времени происходит раскачка колебательного контура 1 сигналом генератора 11 55 прямоугольных импульсов через открытый модулятор 6. Частота сигнала генератора 11 прямоугольных импульсов совпадает с резонансной частотой колебательного контура 1. На 6 О выходе контура имеем вынужденные колебания с амплитудой А, причем величина А должна бйть больше максимального значения амплитуды измеряемого сигнала, 65 Через время, достаточное для запоминания отклика от максимальногозначения измеряемого сигнала Чмдси раскачки колебательного контура 1до установившегося значения с амплитудой Ао, по сигналам генератора 7коммутирующего напряжения переключа-тель 2 переключается в положение,соединяющее выход колебательного контура 1 с входом усилителя 3, закрывается модулятор 6, блокируетсявход аналогового запоминающего элемента 8, благодаря чему на его выхо,.де сохраняется значение, соответствующее откликУ от Чс,с . После закрывания модулятора б на выходе колебательного контура 1, а значит на входе усилителя 3, присутствуют собственные экспоненциально затухающиеколебания колебательного контура.Для амплитуды сигнала на входе усилителя 3 имеет место зависимость0ОЦ=д е кОгде Ао - установившееся значение амплитуды вынужденных колебаний в колебательном контуре 1;7 - постоянная времени колебательного контура 1,В момент времени 1 выполняетсясоотношение1-ЦкА е Чмокс "Компаратор 9, сравнивающий на выходе амплитудного детектора 4 откликна сигнал с колебательного контура 1с запомненным в аналоговом запоминающем элементе 8 откликом на Чщкс,выдает сигнал на формирователь 10выходах импульсов для формированияпереднего фронта выходного импульса.В момент времени ф выполняетсясоотношение2 Ояр ".:Чд, 2)где Ч - амплитуда сигнала на входеусилителя 3, соответствующая отклику на выходеамплитудного детектора 4,равному пороговому постоянному напряжению Ып порогового элемента 5 и определяющему нижнюю границуизмеряемых сигналов.Пороговый элемент 5, сравнивающий на выходе амплитудного детектора 4 отклик на сигнал с колебательного контура 1 с пороговым напряже-нием Оп, выдает сигнал на формирование заднего фронта выходного импульса.После формирования выходного импульса цикл измерения заканчивается,по сигналам генератора коммутирую934 арственногзобретенийва, Ж-.35,аэ 667/42 . Тира ВНИИПИ Гос по делам 113035,.МоодписноеСССРб. д, 4 комитети открытаушская лиал ППП фПатент", г. Ужгород,ул, Проектн щих напряжений демодулятор возвращается висходное состояние, происходит сброс памяти в аналоговом запоминающем элементе 8.Длительность выходного импульса. определяется соотношением ьч, +где 8=-.кЬЧИз (Э )видно, что длительность 1 О выходного импульса прямо пропорцио нальна логарифму максимума амплитудыизмеряемого сигнала;Прн измерении с помощью предлагаемого демодулятора имеется воэмож ность получения высокой точности логарифмической характеристики как синусоидальных сигналов, так и модулированных по амплитуде и частоте; причем длительность измеряемых импульсных сигналов. может достигать долей микросекунды, а девиация частоты - сотен килогерц. и даже нескольких мегагерц при соответствующем выборе полосы усилителя 3.Таким образом, предлагаемый демодулятор позволяет превзойти псевдологарифмические усилители и прототип по точности измерения модулированных по амплитуде и частоте сигналов.формула изобретенияИзмерительный логарифмический демодулятор, содержащий источник Ъвходного сигнала, последовательносоединенные генератор, прямоугольныхимпульсов, модулятор и колебательныйконтур и последовательно соединенныеусилитель, амплитудный детектор,пороговый элемент и формирователь .выходных импульсов, о т .л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, междувыходом колебательного контура ивходом усилителя введен нереклвчатель, вторЬй вход которого соединенс источником входного сигнала, атакже введены последовательно соединенныегенератор коммутирующего напряжения, второй и третий выходыкоторого соединены соответственно суправляющими входами модулятора ипереключателя, аналоговый запоминающий элемент н компаратор, выходкоторого соединен с вторьак входомформирователя выходных импульсов,при этом вторые входы аналоговогозапоминающего элемента и компаратораобъединены и подключены к выходуамплитудного детектора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Мартяшин А.И. и дР. Преобразователи электрических параметровдля систем контроля и измеренияМ.,1 Энергияф, 1976, с. 136-141, рис. 3-,8.2. Авторское свидетельство СССРВ 451165, кл. Н 03 0 1/02, 1972