Способ определения амплитуды сигнала

(я)5 О 01 й 19/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР С;.ц СОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(2 Ц 4703551/21 (22) 08.06.89 (46) 30,08.91, Бюл, М 32 (71) Красноярский политехнический институт (72) Ф Ч.Зандер и М,К,Чмых (53) 62"317.7(ОВВ.В) (56) Тихонов В.И, Статическая радиотехника. М,: "Сов.радио", 1966, с,484.-487.Авторское свидетельство СССР В 1465786, кл. 6 01 й 19/00, 1987,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМПЛИТУДЫ СИГНАЛА(57) Изобретение относится к электрорадио измерениям для определения амплитуды сигналов, содержащих п-ю гармонику. С целью повышения точности и сокращения времени измерения выполняют дополнительные операции перемножения измеряемого сигнала с синусной и косинусной составляющими п-й гармоники опорного сигнала, а также формирование дополнительных сиг1674003 510 30 35 40 45 50 55 налов. В устройстве, реализующем способ,. измеряемый сигнал поступает на входы перемножителей 2-5, с генератора 1 опорного напряжения на входы квадраторов 6 - 9 поступают соответственно синусная и косинусная составляющие опорного сигнала, а также синусная и косинусная составляющие и-й гармоники опорного сигнала. Синусная составляющая опорного сигнала поступает также Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано для измерения амплитуды сигналов, в составе которых присуствует и-ая гармоника 20 за время измерения, меньшее периода сигнала, с высокой точностью и помехоустойчивостью.Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени измерения амплитуды сигнала, содержащего в своем составе и-ю гармонику,В соответствии со способом измерения амплитуды сигнала перемножают измеряемый сигнал на синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, интегрируют результаты перемножения,получая соответствующие сигналы а и Д измеряемый сигнал также перемножают с синусной и косинусной составляющими ий гармоники опорного сигнала и интегрируют, формируя соответственно сигналы п и с, синусную и косинусную составляющие опорного сигнала и синусную и коси,нусную составляющие и-й гармоники ,опорного сигнала возводят в квадрат и интегрируют, формируя соответственно сигф 1 с 4 фналы а, у, и с., синусную составляющую опорного сигнала и синусную составляющую и-ой гармоники опорного сигнала перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал у, косинусную составляющую опорного сигнала и косинусную составляк)щую и-ой гармоники опорного сигнала также перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал Ф затем с помощью полученных десяти сигналов по результатам интегрирований вычисляют значение сигнала по формуле на перемножитель 10, а на перемножитель 11 - косинусная составляющая. После интеграторов 12 - 21 формируются десять сигналов, ио которым в вычислительном блоке 22 по приведенной формуле вычисляют результат измерения, отображающийся в индикаторе 23. Блок 24 управления задает время измерения. В описании приведены примеры реализации блока 24 и генератора 1. 3 ил. При этом измеряемый сигнал представляет собой:ф(1) Яфр 3 и( вд 1 + ф") ++ Явл,вЬ(ив,т + дъо) + иф),где Я, во,дЪ - амплитуда, частота и фазовый сдвиг гармонического измеряемого сигнала;Явл,ЪО - амплитуда и фазовый сдвиги-ой гармоники измеряемого сигнала;и(с) - флуктуационный шум, присутствующий совместно с полезным сигналом;и - номер гармоники, присутствующейв сигнале,При этом опорный сигнал содержит косинусную составляющую, равнуюЯос = соз во ,и синусную составляющую опорного сигнала, равнуюЯоз(1) = 3 ивр с,На фиг,1 приведена структурная схемаодного из вариантов устройства, реализующего способ; на фиг.2 - вариант схемы блока управления; на фиг,З - вариант схемыгенератора опорного напряжения.Устройство содержит генератор 1 опорного напряжения, перемножители 2-5,квадраторы 6 - 9, перемножители 10 и 11,интеграторы 12-21, вычислительный блок22, индикатор 23, блок 24 управления. Приэтом генератор 1 опорного напряжения первым выходом, являющимся выходом синусной составляющей опорного сигнала,соединен с первым входом перемножителя 2, входом квадратора 6 и первым входом перемножителя 10, вторым выходом,являющимся выходом косинусной составляющей опорного сигнала, генератор 1 соединен с первым входом перемножителя3, входом квадратора 7 и первым входомперемножителя 11, третьим выходом, являющимся выходом синусной составляющейи-ой гармоники опорного сигнала, генератор 1 опорного сигнала соединен с первымвходом перемножителя 4, входом квадратора 8 и вторым входом перемножителя 10, четвертым выходом, являющийся выходом косинусной составляющей и-ой гармоники опорного сигнала генератор 1 соединен с первым входом перемножителя 5, входом квадратора 9 и вторым входом перемножителя 11. Вторые входы перемножителей 2 - 5 соединены с шиной входа измеряемого сигнала, выходы перемножителей 2 - 5 соединены с входами соответственно интеграторов 12 - 15, выходы квадраторов 6-9 соединены с входами соответственно интеграторов 16 - 19, выходы перемножителей 10 и 11 соединены с входами соответственно интеграторов 20 - 21, выходы интеграторов 12 - 21 соединены с десятью входами вычис.- лительного блока 22, своим выходом соединенного со входом индикатора 23,Блок 24 управления содержит (фиг,2) формирователь 25 импульса пуска, время- задающий элемент 26 и формирователь 27 импульсов, последовательно соединенные между собой. Первый выход блока 24 управления является выходом времязадающего элемента 26, а второй - выходом формирователя 27 импульсов, первый выход которого соединен с управляющими входами генератора 1 и интеграторов 12 - 21, а второй соединен с управляющими входами интеграторов 12-21 и индикатора 23,Генератор опорного напряжения 1 содержит (фиг.3) тактовый генератор 28, вход которого является управляющим входом, запоминающие блоки 29-32, входы которых соединены с выходом тактового генератора 28 и четыре цифроаналоговых преобразователя ЦАП) 33 - 36, входы которых соединены с соответствующими выходами запоминающих блоков 29 - 32, а выходы ЦАП 33 - 36 являются выходами синусной и косинусной составляющих опорного сигнала и синусной и косинусной составляющих и-ой гармоники опорного сигнала соответственно,Устройство работает следующим образом,Формирователем 25 импульса пуска, работающим в ручном или автоматическом режиме, блоком 24 управления формируют момент начала измерения, времязадающим элементом 26 формируют импульс, равный по длительности времени измерения Ти., который по первому выходу поступает на генератор 1 опорного напряжения, на вход тактового генератора 28 и на интеграторы 12-21, В течение времени интегрирования с помощью генератора 1 опорного напряжения формируют синусную и косинусную составляющие опорного сигнала, которыеподают на перемножители 3 и 2, квадраторы6 и 7, перемножители 10 и 11, синусную и5 косинусную составляющие и-ой гармоникиопорного сигнала, которую подают на перемнажители 4 и 5, квадраторы 8 и 9,перемножители 10 и 11, Перемноженные сизмеряемым сигналом синусную и косинус 10 ную составляющие опорного сигнала и синусную и косинусную составляющие и-ойгармоники опорного сигнала, квадрированные синусную и косинусную сос авляющиеопорного сигнала и синусную и косинусную15 составляющие и-ой гармоники опорногосигнала, а также перемноженные между собой синунусную составляющую опорногосигнала и синусную составляющую и-ой гармоники опорного сигнала, косинусную со 20 ставляющую опорного сигнала икосинусную составляющую и-й гармоникиопорного сигнала интегрируют в интеграторах 12-21 в течение времениТи.После окончания интегрирования ин 25 теграторы 12-21 запоминают результаты навремя, равное длительности импульса с выхода формирователя 27 импульсов. поступающего по второму выходу на интеграторы12 - 21 и индикатор 23. Сигналы с выходов30 интеграторов 12 - 21, которые в течение действия этого импульса постоянны по време. ни, подают на входы вычислительного блока22, в котором их переводят в цифровую форму и вычисляют результат измерения по рас 35 четной формуле. С выхода вычислительногоблока 22 сигнал, являющийся результатомизмерения, подают на индикатор 23, который запоминает его и отображает до окончания следующего измерения,40 Формула изобретенияСпособ определения амплитуды сигнала, заключающийся в перемножении измеряемого сигнала на синусную и косинуснуюсоставляющие опорного сигнала, интегри 45 рования результатов перемножения дляформирования соответственно сигналов аи Р, возведения в квадрат синусной и косинусной составляющих опорного сигнала,интегрировании результатов возведения в50 квадрат для формирования соответственноф ф:сигналов а иэ, о тл ич а ю щи йся тем,что, с целью повышения точности и сокращения времени измерения амплитуды, содержащую в своем составе и-ю гармонику,измеряемый сигнал дополнительно перемножают с синусной и косинусной составляющими п-й гармоники опорного сигнала иинтегрируют, формируя соответственносигналы д и Я . синусную и косинусную со, Раушская наб 4/5 3 2917 Тираж 398ВНИИПИ Государственного комитета113035, Москва, Ж КНТ СС роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 ставляющие п-й гармоники опорного сигнала возводят в квадрат и интегрируют, формируя соответственно сигналы д и ;, синусную составляющую опорного сигнала и синусную составляющую п-й гармоники опорного сигнала перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал у, косинусную составляющую опорного сигнала и косинусную составляющую и-й гармоники опорного сигнала также перемножают между собой и интегрируют, формируя сигнал , затем с помощью полученных десяти сигналов по результатам интегрирований вычисляют значения амплитуды сигнала по 5 формуле