Устройство автоподстройки уровня

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) И 1 4 В Н 03 6 3 20 фщ ю ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ стот, приего перепения объ том другие входы второго и тре чателей и .первого элемента срав динены и являются входом опор.ного сиги ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТАЙ И ОТНРЫТИ(71) Томский институт автоматизированныхсистем управления и радиоэлектроники(56) 1, Скрипник В.А. Повышение точности измерительных устройств. Киев,"Техника", 976, с, 915,2, Скрипник Ю.А. Модуляционные измерения параметров сигналов и цепей, М.,(54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОПОДСТЮИКИУРОВНЯ, содержащее эталонный и управляемый делители напряжения, к выходам которщг подключены посцедовательно первый переключатель, регулируемый усилитель, детектор, второй переключатель и первый фильтрнижних частот, к управляющему входу управляемого делителя напряжения через второйфильтр нижних частот подключен первый уси.лнтель постоянного тока, а к управляняпимвходам первого н второго переключатегйподклнчен генератор, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности,между выходом первого фильтра нижних частот и управляющим входом регулируемогоусилителя включен последовательно первыйзпемент сравнения, вырой усипитель посто.янного тока, третий фильтр нижних частот,между выходом детектора и входом первогоусилителя посто ного тока включены после.довательно третий переключатель, управляющий вход которого подключен к генератору,четвертый фильтр нижних частот и второйэлемент сравнения, другой вход которого подключен к выходу первого фильтра нижних ча.10548 10 40 1Изобретение, относится к радиотехнике и может быль использовано для автоматической подстройки амплитуды гармонических сигналов по уровню опорного напряжения (с рав. ными нли близкими частотами) в широком динамическом диапазоне,. а также для стабилизации уровня переменных напряжений.Известно устройство автоподстройки, содержащее источники опорного уровня и входного регулируемого сигнала, схему сравнения уровней н устройство управления. В качестве схем сравнения используются термозпектриче. ские, терморезисторные, термоэмиссионные, фотоэлектрические, калориметрнческие и другие дифференциальные преобразователи Г Т,1Недостаток известной схемы заключаетсяв малом диапазоне сравниваемых уровней и,как следствие, стабипиэируемых напряжений,так как устройства сравнения имеют квадратичные характеристики и управляющий сигнална их выходе при малых уровнях сравниваемых напряжений соизмерим с шумами.Наиболее близким по технической сущности является устройство автоподстройки уровня, содержащее эталонный и управляемый делитель напряжения, к выходам которых подключены последовательно первый переключатель, регулируемый усилитель, детектор, второй переключатель и первый филыр нижнихчастот, к управляющему входу управляемогоделителя напряжения через второй фильтр нижних частот подключен первый усипитель постоянного тока, а к управлявицим входамьпервого.и второго переключателеи подключенгенератор 1. 2 3.Недостатком известного устройства автоподстройки является низкая точность, таккак ввиду неидеальности переключателя сигналов иа его выходе имеется составляющая счастотой коммутации, не несущая информациио разности уровней сравниваемых сигналов,которая неразделима с информационным сигналом ввиду совпадения по частоте. При этомнужно обеспечивать условие, чтобы полезнаясоставлщвцая была значительно больше коммутациоиной помехи.Целью изобретения является повышениеточности,Поставленная цель достигается тем, что вустройстве автоподстройки уровня, содержащемэталонный и управляемый делители напряжений, к выходам которых подключены после.довательно первый переключатель, регулируе.мый усилитель, детектор, второй переключа.тель и первый филыр нижних частот, к уп.равляющему входу управляемого делителя напряжения через второй фильтр нижних частотподключен первый усилитель постоянного тока 81 2 .а к управляющим входам первого и второгопереключателей подключен генератор, междувыходом первого фильтра нижних частот иуправляющим входом регулируемого усилителя включен последовательно первый элементсравнения, второй усилитель постоянного токаи третий фильтр нижних частот, между выхо.дом детектора и входом первого усилителяпостоянного тока включены последовательнотретий переключатель; управляющий вход кот рого подключен к генератору, четвертыйфильтр нижних частот и второй элемент срав.нения, другой вход которого подключен квыходу первого фильтра нижних частот, приэтом другие входы второго и третьего пепе.ключателей и первого элемента сравнения,объединены и являются входом опорного сигнала,На чертеже представлена структурная элек.трическая схема устройства автоподстройкиуровня.Устройство автоподстройки уровня еодер.жит управляемый делитель 1 напряжения,эталонный делитель 2 напряжения, первый пе.реключатель 3, регулируемый усилитель 4, детектор 5, второй переключатель 6, первыйфильтр 7 нижних частот, первый элемент 8сравнения, второй усилитель 9 постоянного тока, третий филыр 10 нижних частот, первыйусилитель 11 постоянного тока, второй фильтр12 нижних частот, третий переключатель 13,четвертый фильтр 14 нижних частот, второй. элемент сравнения, генератор 16, вход 17опорного сигнала,Устройство автоподстройкн уровня работает следующим образом.На входы первого переключателя 3 посту.панп эталонный и подстаиваемый сигналы соответственно через эталонный делитель 2 напряжения и управляемый делитель 1 напряжения.В соответствии с частотой коммутации генератора 16 с выхода первого переключателя 3сравниваемые сигналы поочередно подаютсяна вход регулируемого усилителя 4, Выходной сигнал регулируемого усилителя 4 детектируется в детекторе 5 и поступает на входывторого н третьего переключателеи 6 и 13,другие входы которых подключены к входуопорного сигнала 17, на который подаетсяпостоянное напряжение Е В результатекоммутации переключателей управляющимнапряжением генератора 16 на выходе второго переключателя 6 образуется сигнал споочередным следованием усиленного и продетектированного эталонного напряжения иопорного Б 0, а на выходе третьего переключателя сигналов) 13 - сигнал с поочереднымследованием усиленного и продетектированного напряжения подстраиваемого сигнала иЭопорного Е. С выходов второго и третьегопереключателей б и 13 через первый и четвертый фильтры 7 и 14 нижних частот сигналы поступают на входы второго элемента 15сравнения, а сигнал с первого фильтра 7. ниж.них частот, кроме гого, подается на входпервого элемента 8 сравнения. Постоянныевремени фильтров выбраны из соображенийдостаточной фильтрации составляющей комму. тирующей частоты в спектре на входах первого и второго элементов сравнения 8 и 15.Разностиый сигнал с выхода второго злемен.та 5 сравнения после усиления в первомусилителе 11 постоянного тока и дополни.тельной фильтрации во втором фильтре 12нижних;частот подается в цепь управленияуправляемого делителя 1 напряжения. Придостаточно большом усилении образованнойпетли обратной связи но рвзностному сигналууиовень иодстраиваемого сигнала ирибиижаетсл к уровню эталонного.Автоматическая регулировка усиления регулируемого. усилителя 4 осуществляется иоуровню эталонного сигнала с эталонного делителл 2 напряжения с несущей, привязаннойк уяпнюЕОВ такой схеме достигается надежная филь.грация коммутационной помехи, так как ча.атоты среза иервоао и четвертого фильтров3 щижних частот 7 и 14 и, информация велиЬне соответствующего сигнала сор 5 ржитсл в1 остояиных составляющих напряжения на выходе фяльтров, кроме того, аумовые помехив тракте передачи сигнала рассогласованияодновременно поступают через второй и тре.тий переключатели 6 л 13 на первый и чет 1054881 4вертый фильтры нижних частот 7 и 14, так что разностный сигнал, вырабатываемый вторым элементом 15 сравнения от ннх практи.чески не зависит. Кроме того, введение источ.ника постоянного напряжения Е, привело к жесткой стабилнзации уровня выходного сиг.нала с детектора 5, причем Е, выбирается таким, что в установившемся режиме 0,8Оо, поэтому коммутационная помеха сущест 1 О венно ослабляется уже на выходе второго итретьего переключателей 6 и 13, а далее ее остаток отфильтровывается фильтрами ниж.ннх частот 7 и 10. В15 Таким образом В процессе работы устройства автоподстройки уровня цепь АРУ регулируемого усилителя 4 производит привязку уровня эталонного сигнала на его входе к уровню Е, а цепь АРУ коэффициента деления управляемого делителя 1 напряжения произ.водит привязку уровня подстаиваемого сиг.нала к уровню эталонного. Положительный эффект. в предложенном устройстве достигается эа счет того, что при достаточно высокой коммутирующей частоте уровень как шумовой, так н коммутационной составляющих напряжений эталонного и иодстранваемого сигналов примерно равны и после вычитания в результате сравнения происходит компенсирующее отклонение раэностного сигнала от исходното уровня. При этом точность автоподстройки уровней сигналов в диапазоне до 60 дБ повышена в 5-10 раз, а динамнческии диапазон при этом расширяется на 20-30 дБ. В несколько раэ при этом снижается уровень шумовой модуляции регулируемого сигнала,Бутяга Редактор Т,Колб оррек одписно Заказ 9117/56 ПП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,Тираж 936 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд.4/5