Амплифазометр с дискретной ортогональной обработкой сигнала

-2Бюкии 2 хничес(Ле электро .Ульдно ОСУДАРСТВЕННЫЙ КбМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИ ш77(088.8)е свидетельство СССР С 01 К 25/00, 1975.Чмых М.К. Метод расширения частотного диапазона измерителей фазы с дискретной ортогональной обработкойеИзмерительная техника. 1981, У 1, с.40-42.(54) АМПЛИФАЗОМЕТР. С ДИСКРЕТНОЙ ОР. ТОГОНАЛЬНОЙ ОБРАБОТКОЙ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике имо- жет быть использовано при измерениях амплитуды и фазы сигнала, Цель .изобретения заключается в повышении точности и быстродействия измерения амплитуды и фазы сигналов. Для этого введены блок 2 аналоговых делителей напряжения, блок 3 коммутаторов, аналого-цифровой преобразователь 5 и счетчики импульсов 12 и 13. Увеличение точности и быстродействия измерений удается добиться за счет изме нения порядка следования операций и соответствующего сокращения длительности операции перемножения. В предлагаемом устройстве эта операция осуществляется в аналоговой форме в блоке 2 аналоговых делителей напряжения, т.е. производится перемножение выборки входного сигнала на значения опорных функций, которые используются при измерении ортогональных составляющих входного сигнала. После операции аналогового перемножения осуществляется аналого-цифровое преобразование и суммирование полученных результатов с целью получения (вычисления)амплитуды и Фазы входного сигнала по полученным в сумматорах 6 и 7 ортогональных составляющих входного сигнала. За счет увеличения быстродействия е ф удается также расширить частотный диапазон входных сигналов, обрабатываемых амплифазометром. Кроме того, ЬааВ амплифазометр содержит стробоскопи фь ческий преобразователь 1, аналогоцифровой преобразователь 4, суммато" ф ры 6 и 7, вычислительный блок 8, ум (д ножитель 9 частоты, делитель 10 час тоты и формирователь 11 стробирующих. импульсов. 2 ил.Изобретение относится к радиотехнике и измерительной технике и можетбыть использовано при измерениях амплитуды и фазы сИгналов.Цель изобретения - повышение быст"родействия и точности измерения амплитуды и Фазы сигнала за счет изменения порядка следования операций и со"ответствующего сокращения длительнос"10ти операции перемножения.Нв фиг.1 изображена схема предла гаемого амплифазометра; на фиг.2 -временные диаграммы работы отдельныхблоков амплифазометра. 15Амплифаэометр содержит стробоскопический преобразователь 1, блок 2аналоговых делителей напряжения,блок 3 коммутаторов, первый 4 и второй 5 аналого-цифровые преобразовате ли (АЦП), первый 6 и второй 7 накапливающие сумматоры, вычислительныйблок 8, умножитель 9 частоты, делитель 10 частоты, формирователь 11стробирующих импульсов, первый 12 и 25,формирователь 11, первый выход которого соединен со стробируемым входом;первого аналого-цифрового преобразователя 4 и первым входом стробоскопического преобразователя 1, второйвход которого является измерительНымвходом амплифаэометра, вьпсоды первого б и второго 7 сумматоров соединеиы соответственно с первыми и вторыи цифровыми входами блока 8, цифровые выходы которого являются выходвми 40Ьмплифазометра, вход умножителя 9является входом опорного сигнала амплифазометра выходы первого счетчика 12 импульсов подключены к управляющим входам блока 3, первый и второй 45ЭЫходы которого подключены к измерительным входам соответственно первого АЦП 4 и второго АЦП 5, выходыкоторых соединены с цифровыми входамис,оответственно первого 6 и второго 7Сумматоров выход преобразователя 3Соединен с входом блока 2, выходы ко 1 орога лодключены к аналоговым входам блока 3, первый выход формироваеля 11 подключен к тактовому входуцервого счетчика )2 и стробируемому (,55входу второго АЦП 5, входы установкиМуля первого счетчика 12, второгосЧетчика 13, блока 8, первого сумматора 6 и второго сумматора 7 обьединены и являются входом установки амплифвэометра в исходное состояние,второй выход формирователя 11 подключен к тактовому входу, второго счетчи"ка 23 и стробируемым входам первого 6и второго 7 сумматоров, выход второгосчетчика 33 соединен с входом запускавряислительного блока 8,Амплифаэометр работает следующимобразом.Опорный сигнал поступает на умножи"тель 9, который формирует прямоугольные импульсы с частотой ГрГ (гдер - целое число; Г - частота входного сигнала). Импульсы с выхода умножителя 9 поступают на делитель 10 синзменяемым коэффициентом 1 с деления,где 1 с- целое число. Импульсы с выхода делителя 10 управляют работойформирователя 11. По переднему фронту импульсов с делителя 10 на первомвыходе формирователя 11 появляютсяимпульсы, которые поступают на стробируемые входы АЦП 4 и 5 и на первыйвход преобразователя 1. По заднемуФронту импульсов с делителя 10 навтором входе. формирователя .11 формируются импульсы, которые поступают натактовый вход счетчика 12 и нв стробируемые входы сумматоров 6 и 7. Цикл из-,мерения амнлитуды и фазы начинается сприходом внешнего импульса нв вход установки амплифазометрв в исходное состояние. По этому сигналу сумматоры б и 7,счетчики 12 и 13 и блок 8 устанавливаются в исходное состояние. По сигналу с формирователя 11 преобразователь 1 запоминает значение входногосигнала Я(С), которое поступает нввход блока 2, а с его выходов.преобразованные значения амплитуды входного сигнала поступают на блок 3, работой которого управляет счетчик 12,при"чем это управление осуществляется таким образом, что на измерительныевходы АЦП 4 и 5 поступают соответственно значения8(1 сЛ) Пп,(1 с 4 Г),и8 (1 с 4")11 оп 1(1 с 4 ) 1где 1 с - номер. выборки входного сигнала;Я(1 сдс) - значение амплитуды1 с-й выборки11 ,(1 сйй)= - текущее значениеЦодт(КюС)- текущее значениесоз(2 ЙТЕ) второй (косинусной) опорной функции;Т1/2 - интервал дискретиэа 5ции сигнала во вре"мени.Таким образом, в блоке 2 производится перемножение аналогового вход" ного сигнала Б(Т) на значения первой 1 О и второй опорных функций. Поскольку значения опорных функций по модулю всегда меньше или равны единице, то такое перемножение легко осуществляется посредством деления входного сиг нала в блоке 2. При этом коэффициенты деления делителей, входящИх в блок 2, подбираются в соответствии со значениями опорным функций в определенные выбранные моменты времени, 20 Моменты стробоскопического преобразования соответствуют дискретным значениям фазы опорного сигнала, изменяющимся иа В,= 2 У/р, т,е. выборки: входного сигнала производятся с интервалом дискретизации дйТ/р.Далее осуществляется процесс аналого-цифрового преобразования этих перемноженных значений в цифровые коды, поступающие с АЦП 4 и 5 соответ" 30 ственно на цифровые входы сумматоров 6 и 7. При поступлении стробирующего импульса на стробируемые вхо" ды в них производится суммирование входных кодов с кодами, накопленны" ми на предыдущих тактах работы на капливающих сумматоров (на первом такте работы, т,е, после установки в исходное состояние, - в них отсутствует информация), На следующем так те работы формирователь 11 опять фор. мирует необходимые стробирующие импульсы и процесс аналого-цифрового преобразования преобразованных блоком 2 входных напряжений повторяется, 45 а на накапливающие сумматоры 6 и 7 поступает новая цифровая информация, которая суммируется с накопленными кодами, После ш тактов работы, т,е. после того, как амплифазометр произ" ведет обработку ш выборок входного сигнала, блок 8 по команде со счетчика 13 произведет вычисление амплитуды и фазы входного сигнала. На выходе блока 8 можно получить цифровые значения измеренных ампдитуды и фазы,Поскольку при прочих равных усло.виях быстродействие при измерениях предлагаемым амплифазометром возрас- т тает в и раз, то на входных сигналах удается взять в и раз больше выборок, чем в прототипе, Такое увеличение числа выборок входного сигнала позволяет существенно сократить погрешность измерения амплитуды и фазы.Формула и э о б р е т е н и яАмплифазометр с дискретной ортогональной обработкой сигнала, содержащий последовательно соединенные умно." житель частоты, делитель частоты и формирователь стробирующих импульсов, первый выход, которого соединен со . стробнруемым входом первого аналогоцифрового преобразователя и первым входом стробоскопического преобразователя, второй вход которого являетсяизмерительным входом амплифазометра, выходы первого и второго накапливающих сумматоров соединены соответст, венно с первыми и вторыми цифровыми входами вычислительного блока, цифровые выходы которого являются выхо" дами амплифазометра, вход умножителячастоты является входом опорного сиг"нала амплифаэометра, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измере"ния амплитуды н фазы за счет изменения порядка следования операций и соответствующего сокращения длительности операции перемножения, в неговведены блок аналоговых делителей напряжения, блок коммутаторов, второйаналого-цифровой преобразователь,первый и второй счетчики импульсов, вы-ходы первого счетчика импульсов подключены к управляющим входам блока коммутаторов, первый и второй выхо ды которого подключены к измерительным входам соответственно первого и второго аналого-цифрового преобразователей, выходы которых соединены с цифровыми входами соответственно первого и второго накапливающих сумматоров, выход стробоскопического пре-. образователя соединен с входом блока аналоговых делителей напряжения,выходы которого подключены к аналого", вым входам блока коммутаторов, первый выход формирователя стробирующихимпульсов подключен к тактовому входу первого сМетчика импульсов и стробируемому входу второго аналого-цифрового преобразователя, входы уста ковки нуля первого и второго счетчи.дых,ЯФалых, имРе йа,оставитель Старостинаехред Л.Сердюкова Корректор В.Бутя актор А.Рев аказ 3188/41 Тираж 77 Подписно ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений,и о13035, Москва, Ж, Раушская тета СС рытииаб., д. ческое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Производстве оли 5ков импульсов, вычислительного блока, : аервого и второго накапливающих сумМаторов обьединены и являются входом установки амплифазометра в исходное состояние, второй выход фор 5 мирователя стробирующих импульсов ,подключен к тактовому входу второгосчетчика импульсов и стробируемымвходам первого и второго накапливаю"щих сумматоров, выход второго счетчика импульсов соединен с входом запуска вычислительного блока,